1.暖通空調(diào)領(lǐng)域節(jié)能的途徑與方法
科學(xué)技術(shù)的不斷進步,使暖通空調(diào)領(lǐng)域新的技術(shù)不斷出現(xiàn),我們可以通過多種方法實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。
(1)精心設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng),使其在高效經(jīng)濟的狀況下運行
暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是中央空調(diào)系統(tǒng)是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的使用性能。例如系統(tǒng)往往都是按最大負荷設(shè)計的,而實際運行基本上是在部分負荷下運行,如果系統(tǒng)各部分的設(shè)計不能滿足部分負荷運行的要求,那系統(tǒng)的能耗是很大的。又如新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計,系統(tǒng)應(yīng)該能隨著室外氣象參數(shù)的變化改變新風(fēng)量,以最大限度地縮短主機的開啟時間??梢哉f空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計對系統(tǒng)的節(jié)能起著重要的作用。
(2)改善建筑維護結(jié)構(gòu)的保溫性能,減少冷熱損失
我們知道對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言,通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負荷占有很大比例,而維護結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小,亦即決定通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負荷的大小。所以在國家出臺的建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中,首先要求的就是提高維護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。
(3)提高系統(tǒng)控制水平,調(diào)整室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù),盡可能降低空調(diào)系統(tǒng)能耗
空調(diào)系統(tǒng)特別是舒適性空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用是通過空氣溫度、濕度、風(fēng)速、環(huán)境平均輻射溫度進行的,人體對環(huán)境的冷熱感覺是這些環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果。以往的空調(diào)控制方式僅僅是測控空氣的溫度濕度,甚至僅空氣溫度。顯然是不全面的,勢必帶來許多問題,如空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用不直接、當(dāng)環(huán)境變化時對環(huán)境的調(diào)控不迅速、人體感到不舒適、空調(diào)系統(tǒng)的這種調(diào)控方式不節(jié)能。熱濕環(huán)境研究成果的應(yīng)用,為我們采用新的控制方式方法提供了理論基礎(chǔ)。如果采用舒適性評價指標(biāo)即體感指標(biāo)作為空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)控參數(shù),如采用PMV或SET*指標(biāo)對空調(diào)系統(tǒng)進行調(diào)控,不僅可以解決傳統(tǒng)控制方法存在的弊病,而且可以實現(xiàn)大幅度的節(jié)能,據(jù)我們的初步研究表明,采用這種控制方法可使空調(diào)系統(tǒng)在人體舒適的條件下節(jié)能30%左右。
(4)采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)方式
如上所述,影響人體熱舒適性的環(huán)境參數(shù)眾多,不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果,但不同的熱濕環(huán)境參數(shù)組合空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。例如在冬季,如果我們采用傳統(tǒng)的空調(diào)方式,把整個室內(nèi)的空氣加熱,通過空氣實現(xiàn)人體與環(huán)境的熱濕交換,就需要較高的空氣溫度,此時通過維護結(jié)構(gòu)的熱損失和加熱新風(fēng)的熱損失都比較大。如果我們根據(jù)熱濕環(huán)境的研究成果,改變傳統(tǒng)的空調(diào)方式,增加輻射熱(如低溫地板輻射采暖),此時所需要的空氣溫度降顯著下降,一般可達到12~14度,而傳統(tǒng)方式一般在18~20度,顯然后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。在夏季也有類似的結(jié)果。
(5)開展冷熱回收利用的研究運用工作,實現(xiàn)能源的最大限度利用
目前許多空調(diào)系統(tǒng)冷熱回收利用研究也在蓬勃開展,如空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)的全熱回收器,夏季利用冷凝熱的衛(wèi)生熱水供應(yīng)等,都是對系統(tǒng)冷熱的回收利用,顯著提高了空調(diào)系統(tǒng)能源利用率。
2.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的設(shè)計方向
首先,要合理的選擇熱源系統(tǒng)。在設(shè)計暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)時,要根據(jù)具體的工程建筑選擇實用有效的熱源系統(tǒng)。一般來說,當(dāng)前國內(nèi)市場上的熱源種類主要有熱電站、熱泵、直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組、小型鍋爐、區(qū)域鍋爐房等。而從能量利用效率上來看,其中以熱電站的效率最高,其次是熱泵技術(shù)。
熱泵是以大自然中蘊藏著大量的較低溫度的低品位熱能為熱源,通過壓縮機的工作從這些熱源中吸取其中蘊藏著的大量較低溫度的低品位熱能,并將其溫度提高后再傳給高溫?zé)嵩?。熱泵按熱源的不同可分?空氣源(風(fēng)冷)熱泵。目前的產(chǎn)品主要是家用熱泵空調(diào)器、商用單元式熱泵空調(diào)機組和熱泵冷熱水機組。地源熱泵(尤其是土壤型)可以節(jié)能30 %左右,而直燃型溴化鋰吸收式機組供熱式的效率相當(dāng)于燃油或燃氣鍋爐,對于鍋爐房來說,大型區(qū)域鍋爐房明顯優(yōu)于小型鍋爐。通過這些科學(xué)的分析,設(shè)計人員在設(shè)計暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)時,就可以根據(jù)工程建筑自身的情況,選擇合理的可行的熱源系統(tǒng),因為不同地域不同建筑工程的需要和條件不一樣,所以從設(shè)計階段開始就必須注意對熱源的選用。
其次,在設(shè)計時必須考慮到減少熱媒介輸送過程中能耗的主要措施。一是在設(shè)計要求材料的選用上,可以制定選用保溫效果好的新型保溫材料對管道進行保溫節(jié)能,如在設(shè)計上采用熱水預(yù)制保溫直埋管等。二是在能力的輸送系統(tǒng)管理的設(shè)計上,可以選用計算機系統(tǒng)對供暖系統(tǒng)進行全面的水利平衡調(diào)試,采用以平衡閥及其專用智能儀表為核心的管網(wǎng)水力平衡技術(shù),以便科學(xué)有效的實現(xiàn)對管網(wǎng)流量的合理分配和控制,進一步提高輸送能量的效率,以達到節(jié)能的效果。三是在設(shè)計時考慮實用性強的動力傳輸系統(tǒng),力求在設(shè)計時對動力系統(tǒng)的優(yōu)選,以保證在實際施工和使用中實現(xiàn)節(jié)能的效果??梢赃x用效率高、部分負荷特性好和大溫差、低流速、低摩阻管道,輸送效率高的載能介質(zhì)的動力設(shè)備,這樣就可以有效的減少輸送過程的能耗,從而提高輸送效率,既改善供暖質(zhì)量又節(jié)約能源。
再次,在設(shè)計上合理選擇采暖、通風(fēng)與空調(diào)相結(jié)合的節(jié)能系統(tǒng),采用科學(xué)的空調(diào)方式有效的降低負荷。根據(jù)具體工程建筑的需要,依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),在設(shè)計時應(yīng)注意朝向、周邊區(qū)與內(nèi)區(qū)、使用功能的差異等對系統(tǒng)進行選擇和劃分,同時要考慮分開設(shè)置或分環(huán)設(shè)置以便于控制、調(diào)節(jié)及管理。在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計上,采用不同朝向、內(nèi)外區(qū)系統(tǒng)應(yīng)分開設(shè)置或分環(huán)設(shè)置,或采用多分區(qū)新風(fēng)機、多分區(qū)空調(diào)機系統(tǒng),對內(nèi)外區(qū)分別輸送不同參數(shù)的風(fēng),風(fēng)量也可分別調(diào)節(jié)與控制,從而避免不同區(qū)域出現(xiàn)過冷或過熱的能量浪費現(xiàn)象。例如變風(fēng)量(VAV)系統(tǒng)、變露點送風(fēng)系統(tǒng)、輻射板供冷與供熱系統(tǒng)、變水量系統(tǒng)、水環(huán)熱泵系統(tǒng)、變制冷劑流量(VRV)系統(tǒng)、多分區(qū)新風(fēng)機、多分區(qū)空調(diào)機系統(tǒng)等都具有節(jié)能的優(yōu)點,分析環(huán)境控制場合的特點和各種系統(tǒng)具有的特點,使二者有最佳的配合,從而達到既經(jīng)濟又節(jié)能的目的。
科學(xué)技術(shù)的不斷進步,使暖通空調(diào)領(lǐng)域新的技術(shù)不斷出現(xiàn),我們可以通過多種方法實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。
(1)精心設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng),使其在高效經(jīng)濟的狀況下運行
暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是中央空調(diào)系統(tǒng)是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的使用性能。例如系統(tǒng)往往都是按最大負荷設(shè)計的,而實際運行基本上是在部分負荷下運行,如果系統(tǒng)各部分的設(shè)計不能滿足部分負荷運行的要求,那系統(tǒng)的能耗是很大的。又如新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計,系統(tǒng)應(yīng)該能隨著室外氣象參數(shù)的變化改變新風(fēng)量,以最大限度地縮短主機的開啟時間??梢哉f空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計對系統(tǒng)的節(jié)能起著重要的作用。
(2)改善建筑維護結(jié)構(gòu)的保溫性能,減少冷熱損失
我們知道對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言,通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負荷占有很大比例,而維護結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小,亦即決定通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負荷的大小。所以在國家出臺的建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中,首先要求的就是提高維護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。
(3)提高系統(tǒng)控制水平,調(diào)整室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù),盡可能降低空調(diào)系統(tǒng)能耗
空調(diào)系統(tǒng)特別是舒適性空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用是通過空氣溫度、濕度、風(fēng)速、環(huán)境平均輻射溫度進行的,人體對環(huán)境的冷熱感覺是這些環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果。以往的空調(diào)控制方式僅僅是測控空氣的溫度濕度,甚至僅空氣溫度。顯然是不全面的,勢必帶來許多問題,如空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用不直接、當(dāng)環(huán)境變化時對環(huán)境的調(diào)控不迅速、人體感到不舒適、空調(diào)系統(tǒng)的這種調(diào)控方式不節(jié)能。熱濕環(huán)境研究成果的應(yīng)用,為我們采用新的控制方式方法提供了理論基礎(chǔ)。如果采用舒適性評價指標(biāo)即體感指標(biāo)作為空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)控參數(shù),如采用PMV或SET*指標(biāo)對空調(diào)系統(tǒng)進行調(diào)控,不僅可以解決傳統(tǒng)控制方法存在的弊病,而且可以實現(xiàn)大幅度的節(jié)能,據(jù)我們的初步研究表明,采用這種控制方法可使空調(diào)系統(tǒng)在人體舒適的條件下節(jié)能30%左右。
(4)采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)方式
如上所述,影響人體熱舒適性的環(huán)境參數(shù)眾多,不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果,但不同的熱濕環(huán)境參數(shù)組合空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。例如在冬季,如果我們采用傳統(tǒng)的空調(diào)方式,把整個室內(nèi)的空氣加熱,通過空氣實現(xiàn)人體與環(huán)境的熱濕交換,就需要較高的空氣溫度,此時通過維護結(jié)構(gòu)的熱損失和加熱新風(fēng)的熱損失都比較大。如果我們根據(jù)熱濕環(huán)境的研究成果,改變傳統(tǒng)的空調(diào)方式,增加輻射熱(如低溫地板輻射采暖),此時所需要的空氣溫度降顯著下降,一般可達到12~14度,而傳統(tǒng)方式一般在18~20度,顯然后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。在夏季也有類似的結(jié)果。
(5)開展冷熱回收利用的研究運用工作,實現(xiàn)能源的最大限度利用
目前許多空調(diào)系統(tǒng)冷熱回收利用研究也在蓬勃開展,如空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)的全熱回收器,夏季利用冷凝熱的衛(wèi)生熱水供應(yīng)等,都是對系統(tǒng)冷熱的回收利用,顯著提高了空調(diào)系統(tǒng)能源利用率。
2.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的設(shè)計方向
首先,要合理的選擇熱源系統(tǒng)。在設(shè)計暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)時,要根據(jù)具體的工程建筑選擇實用有效的熱源系統(tǒng)。一般來說,當(dāng)前國內(nèi)市場上的熱源種類主要有熱電站、熱泵、直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組、小型鍋爐、區(qū)域鍋爐房等。而從能量利用效率上來看,其中以熱電站的效率最高,其次是熱泵技術(shù)。
熱泵是以大自然中蘊藏著大量的較低溫度的低品位熱能為熱源,通過壓縮機的工作從這些熱源中吸取其中蘊藏著的大量較低溫度的低品位熱能,并將其溫度提高后再傳給高溫?zé)嵩?。熱泵按熱源的不同可分?空氣源(風(fēng)冷)熱泵。目前的產(chǎn)品主要是家用熱泵空調(diào)器、商用單元式熱泵空調(diào)機組和熱泵冷熱水機組。地源熱泵(尤其是土壤型)可以節(jié)能30 %左右,而直燃型溴化鋰吸收式機組供熱式的效率相當(dāng)于燃油或燃氣鍋爐,對于鍋爐房來說,大型區(qū)域鍋爐房明顯優(yōu)于小型鍋爐。通過這些科學(xué)的分析,設(shè)計人員在設(shè)計暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)時,就可以根據(jù)工程建筑自身的情況,選擇合理的可行的熱源系統(tǒng),因為不同地域不同建筑工程的需要和條件不一樣,所以從設(shè)計階段開始就必須注意對熱源的選用。
其次,在設(shè)計時必須考慮到減少熱媒介輸送過程中能耗的主要措施。一是在設(shè)計要求材料的選用上,可以制定選用保溫效果好的新型保溫材料對管道進行保溫節(jié)能,如在設(shè)計上采用熱水預(yù)制保溫直埋管等。二是在能力的輸送系統(tǒng)管理的設(shè)計上,可以選用計算機系統(tǒng)對供暖系統(tǒng)進行全面的水利平衡調(diào)試,采用以平衡閥及其專用智能儀表為核心的管網(wǎng)水力平衡技術(shù),以便科學(xué)有效的實現(xiàn)對管網(wǎng)流量的合理分配和控制,進一步提高輸送能量的效率,以達到節(jié)能的效果。三是在設(shè)計時考慮實用性強的動力傳輸系統(tǒng),力求在設(shè)計時對動力系統(tǒng)的優(yōu)選,以保證在實際施工和使用中實現(xiàn)節(jié)能的效果??梢赃x用效率高、部分負荷特性好和大溫差、低流速、低摩阻管道,輸送效率高的載能介質(zhì)的動力設(shè)備,這樣就可以有效的減少輸送過程的能耗,從而提高輸送效率,既改善供暖質(zhì)量又節(jié)約能源。
再次,在設(shè)計上合理選擇采暖、通風(fēng)與空調(diào)相結(jié)合的節(jié)能系統(tǒng),采用科學(xué)的空調(diào)方式有效的降低負荷。根據(jù)具體工程建筑的需要,依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),在設(shè)計時應(yīng)注意朝向、周邊區(qū)與內(nèi)區(qū)、使用功能的差異等對系統(tǒng)進行選擇和劃分,同時要考慮分開設(shè)置或分環(huán)設(shè)置以便于控制、調(diào)節(jié)及管理。在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計上,采用不同朝向、內(nèi)外區(qū)系統(tǒng)應(yīng)分開設(shè)置或分環(huán)設(shè)置,或采用多分區(qū)新風(fēng)機、多分區(qū)空調(diào)機系統(tǒng),對內(nèi)外區(qū)分別輸送不同參數(shù)的風(fēng),風(fēng)量也可分別調(diào)節(jié)與控制,從而避免不同區(qū)域出現(xiàn)過冷或過熱的能量浪費現(xiàn)象。例如變風(fēng)量(VAV)系統(tǒng)、變露點送風(fēng)系統(tǒng)、輻射板供冷與供熱系統(tǒng)、變水量系統(tǒng)、水環(huán)熱泵系統(tǒng)、變制冷劑流量(VRV)系統(tǒng)、多分區(qū)新風(fēng)機、多分區(qū)空調(diào)機系統(tǒng)等都具有節(jié)能的優(yōu)點,分析環(huán)境控制場合的特點和各種系統(tǒng)具有的特點,使二者有最佳的配合,從而達到既經(jīng)濟又節(jié)能的目的。






