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多措并举 实现暖通空调系统节能运行

来源:[ 未知 ] [ 时间:2012-08-03 10:25 ] 关注度:
节能技术的开发及可再生能源的循环利用,应当得到政府等有关部门的支持并大力推广。设计、施工、监理、质监、市政管理等部门应密切配合,抓紧实施按冷、热计量收费,使老百姓真正从节能建筑中得到实惠;同时要提高公众的节能意识,大力开发推广新的节能技术,

我国正处于城镇化和工业化快速发展时期,每年大约有20亿平方米的建筑总量,接近全球年建筑总量的一半。建筑能耗巨大,因此建筑节能的职责义不容辞。在建筑使用能耗中,暖通空调所用能耗占了四成以上。我国在标准中提出50%的节能目标,其中由北到南,围护结构分担节能率约25%~13%;照明设备分担节能率约7%~18%;空调采暖系统节能率约20%~16%。围护结构与供热供冷两方面与暖通空调专业关系密切,节能意义重大,而任务也尤其艰巨。

尽管我国社会经济发展水平不高,但建筑能耗仍占总能耗约三成,且还有上升趋势。因此,不论在西方发达国家还是我国这样的发展中国家,建筑能耗状况都是牵动社会经济发展全局的大问题。随着暖通空调系统的广泛应用,这方面能耗将进一步增大。此外,暖通空调系统往往以高品质的电能为能源,而我国电力供应在某些地区又相对紧张、匮乏,势必会引起能源供求矛盾进一步激化。因此,对暖通专业提出更高的节能要求是必然的,也是大势所趋。

系统设计理念需改善

通常,我们可以通过精心的设计来使暖通空调系统高效经济的运行。暖通空调系统尤其是中央空调系统复杂度较高,所以系统自身设计的优劣将对其使用性能产生重要影响。因此,笔者认为,要想实现系统节能,在设计方面应采取如下措施:

第一,坚持空调系统的设计原则。供暖系统要保证除楼梯间以外的各个房间室内温度处于可单独调控状态,要保证便于实现分户或分室分摊热量的功能,要保证管路系统简单、管材消耗量少、节省初投资。第二,改善围护结构性能。由于围护结构导致的热损失在整个空调系统能耗中占有很大比重,其保温性能决定通过围护结构所消耗的能耗占空调负荷的大小,所以改善围护结构的保温隔热性能对暖通空调系统节能意义重大。第三,改善系统的控制方法。空调系统可以以舒适性评价指标(体感指标)作为调控参数,不仅可以去除传统控制方法的弊病,还可以实现系统节能。有关研究表明,采用此种控制方法能够在人体舒适的前提下,实现空调系统节能约30%。

可再生资源及低品位能源应利用

推广使用可再生能源或低品位能源的空调系统可以有效实现系统节能,这已经成为该领域的重要课题。由于空调系统中所使用的高品位、不可再生能源所引起的资源环境问题日益突出,必须开发出合理有效的可再生能源以缓解目前的紧张局面。地热能和太阳能等可再生资源应用于空调制冷,具有一定优势且清洁无污染。笔者以这两种较为常见的能源形式为例说明。

一是太阳能。目前,建筑中利用太阳能的主要形式是太阳能的热利用,包括被动式和主动式两种。被动式太阳能建筑是太阳能建筑发展的主流,因为其结构相对简单、造价低、不需要任何辅助能源,通过建筑方位合理布置和建筑构件的恰当处理,以自然热交换方式来利用太阳能。主动式太阳能建筑需要用电作为辅助能源,结构较为复杂且造价较高。另外,太阳能集热板、太阳能光电板发电等先进技术已经在建筑节能领域得到广泛应用。

第二,地源热泵空调系统。地源热泵利用的是浅层和深层的大地能量,包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作为冬季热源和夏季冷源,其通过输入少量的高位能源(如电能)将低温位能向高温位能转移,实现既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。地源热泵利用地能一年四季温度稳定的特点,冬季把地热能作为热泵供暖的热源,即把高于环境温度的热能取出来供给室内采暖。夏季把地热能作为空调的冷源,即把室内的热能取出来释放到低于环境温度的地源中。在地源热泵系统中,大地起到了蓄能器的作用,有效地实现了系统节能。

节能设计措施要到位

在科学技术日新月异的今天,暖通空调领域不断涌现出新技术,我们还可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能。

一是从设计入手,合理选择和设计暖通空调系统,使其在高效、经济的状况下运行。

设计是工程的龙头,系统设计的优劣直接影响其使用性能。建筑负荷计算是设计的重要内容之一,当前普遍存在的现象是设计工期短,许多设计人员为了节省时间,错误地利用设计手册中供方案设计或初步设计时估算负荷用的单位建筑面积的冷热负荷指标,直接作为施工图设计阶段确定冷热负荷的依据,往往使得总负荷偏大,从而导致空调采暖设备偏大,初投资增大,运行费用增加,能量消耗上升。

二是采用新型节能舒适健康的空调及采暖方式。影响人体热舒适性的环境参数众多,不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,但对于不同热湿参数组合的环境,其空调系统的能耗却大不相同。

三是结合实际情况,合理选择空调冷热源,力求实现冷热源的多元化。暖通空调系统的广泛应用,对不可再生能源消耗大幅度上升的同时,对生态环境的破环也日趋加剧。如何合理选择冷热源,已经引起各方的广泛关注。同时,系统还应加强冷热回收利用的研究运用工作,实现能源利用的最大化。提高暖通空调系统的能源利用率也是实现空调节能的途径之一。热回收主要是通过系统中安装的能量回收装置,用排风中的能量来处理新风,可以减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,达到节能的目的。在选择热回收装置时,应当结合当地气候条件、经济状况、工程实际和排风中有害气体等多种因素综合考虑,确定选用合适的热回收装置,从而达到花较少的投资回收较多热(冷)量的目的。

笔者认为,节能技术的开发及可再生能源的循环利用,应当得到政府等有关部门的支持并大力推广。设计、施工、监理、质监、市政管理等部门应密切配合,抓紧实施按冷、热计量收费,使老百姓真正从节能建筑中得到实惠;同时要提高公众的节能意识,大力开发推广新的节能技术,从而实现社会的可持续发展。

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