公共建筑中央空調(diào)節(jié)能方法概述
高遠(yuǎn)
摘 要：我國能源形勢(shì)緊迫，本文論述了我國中央空調(diào)耗能的現(xiàn)狀和空調(diào)節(jié)能的意義,從空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源選擇、空調(diào)水系統(tǒng)及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備幾個(gè)方面闡述了公共建筑中央空調(diào)的節(jié)能措施；并且指出，要實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)的節(jié)能，不僅僅要做到“節(jié)流”，還要注意“開源”，開發(fā)太陽能、地?zé)崮艿刃履茉�，配合現(xiàn)有節(jié)能技術(shù)，開發(fā)出空調(diào)節(jié)能新方法，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)節(jié)能。
關(guān)鍵詞：中央空調(diào)，能耗現(xiàn)狀，節(jié)能措施，新能源
0 引言
自上個(gè)世紀(jì)90年代以來，資源消耗和環(huán)境惡化已成為全人類需要面對(duì)的問題，節(jié)能減排已成為世界各國關(guān)注的熱點(diǎn)。在能源消耗中，建筑業(yè)是耗能大戶。據(jù)有關(guān)資料顯示，歐美一些發(fā)達(dá)國家，建筑能耗大約占全國能耗的30％左右，如表1所示，作為建筑可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)最普通、最明顯的特征，建筑節(jié)能己成為建筑行業(yè)科技發(fā)展與產(chǎn)業(yè)建設(shè)的一個(gè)重要領(lǐng)域。隨著我國改革開放的深入和國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，空調(diào)能耗的增加為我國本來就緊張的能源工業(yè)帶來了很大的壓力[2]，尤其是電力的供應(yīng)更加緊張[3]。中央空調(diào)的節(jié)能措施，不僅僅要限于節(jié)約能源，更重要的是開發(fā)出潔凈新能源，使中用空調(diào)節(jié)能措施真正做到“開源節(jié)流”。
表1 歐美各國建筑能耗占總能耗的比例
國家 美國 英國 德國 瑞典 丹麥 加拿大 荷蘭 比利時(shí) 日本
比例 31.9％ 34.3％ 32.8％ 33.9％ 42.4％ 33.9％ 31.3％ 31.8％ 20.3％
1 我國公共建筑空調(diào)耗能研究現(xiàn)狀
在國內(nèi)，公共建筑空調(diào)系統(tǒng)的能耗研究工作起步較晚，最初的測(cè)量多是為了滿足空調(diào)系統(tǒng)中某一具體的研究，如新風(fēng)冷熱負(fù)荷能耗、熱回收節(jié)能效益、水泵或風(fēng)機(jī)的能耗等，而相對(duì)于整個(gè)建筑空調(diào)系統(tǒng)的能耗的研究，數(shù)據(jù)比較貧乏。九十年代以來，部分高校開始進(jìn)行了這方面的研究，測(cè)量和分析典型的公共建筑的空調(diào)系統(tǒng)的能耗，為建筑物的節(jié)能運(yùn)行管理和今后的改造提出了建議，為優(yōu)化設(shè)計(jì)和節(jié)能技術(shù)的推廣打下了基礎(chǔ)。
暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究方向有很多，很多學(xué)者已經(jīng)對(duì)降低其能耗的方法有所探討。包括降低建筑冷熱負(fù)荷、選擇設(shè)計(jì)合理的空調(diào)系統(tǒng)冷熱源、優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)并對(duì)其各個(gè)部件進(jìn)行優(yōu)化控制、提高制冷機(jī)組工作效率、采用自然通風(fēng)或二次回風(fēng)系統(tǒng)等措施來實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)真正節(jié)能。
2中央空調(diào)常用節(jié)能措施
2.1 普及空調(diào)節(jié)能觀念，提高設(shè)計(jì)人員節(jié)能意識(shí)
公共建筑中央空調(diào)要實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，最重要的是設(shè)計(jì)人員的節(jié)能意識(shí)。其中包括
合理的計(jì)算室內(nèi)負(fù)荷：設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)是，首先需要計(jì)算室內(nèi)冷熱負(fù)荷。室內(nèi)負(fù)荷計(jì)算時(shí)，建筑物冷負(fù)荷的最大值應(yīng)為每個(gè)房間逐時(shí)負(fù)荷疊加的最大值,而不是簡單地將每個(gè)房間的最大冷負(fù)荷進(jìn)行疊加,還應(yīng)考慮同時(shí)使用系數(shù)，以減少主機(jī)的設(shè)計(jì)容量,達(dá)到減少運(yùn)行能耗的目的。
合理選擇室內(nèi)設(shè)計(jì)溫差：經(jīng)重慶、上海、廣州等地區(qū)的實(shí)踐證明，夏季室內(nèi)溫度低1℃或冬季高1℃，工程投資將增加6%能耗增加8%，并且加大室內(nèi)外溫差也不符合衛(wèi)生學(xué)要求。舒適性空調(diào)夏季比較理想的室內(nèi)溫度是比室外環(huán)境溫度低5一8℃為好。
合理匹配空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備：空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)該相互匹配，避免“小馬拉大車”情況出現(xiàn)。
2.2 公共建筑本身的節(jié)能設(shè)計(jì)
在進(jìn)行公共建筑本身設(shè)計(jì)時(shí)，要應(yīng)該充分考慮減低建筑能耗，從而可以減低空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷，減少空調(diào)系統(tǒng)因?yàn)榻ㄖ�本身而浪費(fèi)冷熱量。具體措施如下：
合理設(shè)計(jì)窗的構(gòu)造。窗的構(gòu)造應(yīng)能起控制日光照射的作用并要限制窗戶墻體的面積比，對(duì)于窗戶面積比較大的建筑物，應(yīng)考慮采用吸熱或遮陽措施,如遮陽板、等。在室外溫度較低的時(shí)候可以直接利用自然空氣作為能源，所以窗的構(gòu)造應(yīng)能開啟或在其上設(shè)置可以開啟的自然通風(fēng)口。
提高門窗氣密性。房間換氣次數(shù)由0. 8h降到0. 5h，建筑物的耗冷可降低8%左右，因此設(shè)計(jì)中應(yīng)采用密閉性良好的門窗。加設(shè)密閉條是提高門窗氣密性的重要手段。
對(duì)于供冷負(fù)荷較大的建筑物,其表面顏色以淺色為好。建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要把熱容量大的材料放在外圍護(hù)層的室內(nèi)側(cè)，而把熱容量小的保溫材料放在外側(cè)以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱負(fù)荷。
2.3 中央空調(diào)系統(tǒng)冷熱源節(jié)能措施
在空調(diào)各個(gè)部分能耗中，冷熱源能耗可占整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的50%左右，節(jié)能潛力巨大�？照{(diào)冷熱源的選擇上，除了采用常用冷熱源外，還可以因地制宜，開發(fā)新能源�？梢允褂脽岜孟到y(tǒng)，如土壤源熱泵系統(tǒng)，水源熱泵系統(tǒng)、污水源熱泵系統(tǒng)等，可以大大降低空調(diào)系統(tǒng)能耗。
2.4 中央空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能措施
一般空調(diào)系統(tǒng)的輸配用電，在冬季供暖期間約占整個(gè)建筑動(dòng)力用電的20%～25%,夏季供冷期間占12%～24%[4]。因此水系統(tǒng)節(jié)能具有重要意義。常用方法有：
采用大溫差：在滿足中央空調(diào)精度、人員舒適和工藝要求的前提下，應(yīng)盡可能加大送風(fēng)溫差。要注意的是：供、回水的溫度差不宜大于8攝氏度。
選用低流速：因?yàn)樗�泵和風(fēng)機(jī)要求的功耗大致與管路系統(tǒng)中的流速成正比關(guān)系，因此，要取得節(jié)能效果,宜采用低流速。此外,干管中采用低流速還有利于系統(tǒng)的水力工況穩(wěn)定性。
3 建筑節(jié)能新理念—采用新技術(shù)、開發(fā)新能源
除上述常規(guī)方法，要實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，還可以通過采用特殊技術(shù)，開發(fā)新能源等實(shí)現(xiàn)。
冰蓄冷低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)[5]的使用，即冰蓄冷配合4～6℃的低溫，可以降低輸送系統(tǒng)能耗，提高整個(gè)系統(tǒng)的效益，使一次投資具有能與常規(guī)系統(tǒng)相比的競爭力。
目前提出了溫度濕度獨(dú)立控制的空調(diào)方式[6]。這一方式可以避免采用冷凝式除濕時(shí)為了調(diào)節(jié)相對(duì)濕度進(jìn)行再熱而導(dǎo)致的冷熱抵消，還可用高溫冷源吸收顯熱，使冷源效率大幅度提高，同時(shí)還可有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，因此被普遍認(rèn)為是未來的主流空調(diào)方式。
另外，配合地域形式，合理利用當(dāng)?shù)赜袃r(jià)值的潔凈能源，也是實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的方法之一。
例如：采用太陽能光伏建筑一體化技術(shù)，將光伏板產(chǎn)生的電量供空調(diào)系統(tǒng)使用，減少了國家電網(wǎng)耗電量，節(jié)約了一次能源煤的燃燒；在水源或污水比較充足地區(qū)，可以采用（污水）水源熱泵系統(tǒng)，降低系統(tǒng)能耗；土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用雖然會(huì)增大空調(diào)系統(tǒng)初投資，但從長遠(yuǎn)來看，土壤源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低，回收期限短，也是實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的科學(xué)方法之一；在存在著大量涌水的廣大礦區(qū)，可以利用礦井水作為空調(diào)系統(tǒng)冷熱源，避免的冬季燃煤，間接地提高了空調(diào)系統(tǒng)用能效率，等等。
總之，目前能不同程度的降低空調(diào)系統(tǒng)能量消耗的方法很多，暖通專業(yè)人士對(duì)各種方法的應(yīng)用還在進(jìn)一步探討中。
4 結(jié)語
中央空調(diào)的節(jié)能涉及范圍較廣，建筑、空調(diào)、設(shè)計(jì)、產(chǎn)品和運(yùn)行管理等各方面都有許多問題可深入研究探討，對(duì)節(jié)能的認(rèn)識(shí)應(yīng)該有一個(gè)正確的觀點(diǎn)，隨著科技的不斷發(fā)展，越來越多的新技術(shù)將應(yīng)用到中央空調(diào)節(jié)能中來，這樣才是科學(xué)的空調(diào)節(jié)能途徑。從長遠(yuǎn)來看，節(jié)能和環(huán)保是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。實(shí)現(xiàn)公共建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能，前景廣闊，道路曲折，需要全體暖通人員的共同努力。
參考文獻(xiàn)
[1]鞠曉麗.上海市大型超市空調(diào)冷熱源方案的綜合評(píng)價(jià)研究.[西安建筑科技大學(xué)碩士論文] 2005，1－2
[2]楊純?nèi)A.現(xiàn)代化辦公樓的空調(diào)節(jié)能與新風(fēng)控制方法的研究.見：第十屆全國暖通空調(diào)技術(shù)信息網(wǎng)大會(huì)論文集.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999，76－77
[3]吳曉艷. 公共建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)與優(yōu)化管理. [湖南大學(xué)碩士論文] 2006，1－2
[4]吳學(xué). 淺論中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能.建筑熱能通風(fēng)空調(diào),2002（03）pp，62-63
[5]江億.我國建筑耗能狀況及有效的節(jié)能途徑.暖通空調(diào)，2005，35(5)：30－40
[6]王厲.新風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制策略的分析與研究，暖通空調(diào)，2003，33(2)，129－132

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來自：http://www.jinnzone.com/jixielw/9899.html