本站原创摘 要：空调系统为人们创造了舒适的生活环境,同时也面临严重的能源消耗,节能降耗成为空调系统的关键问题.本文针对这一问题进行探讨,尤其是当前世界“能源危机”日益紧迫的关头,空调系统节能已成为节能领域中的一个重点和热点.
关 键 词：暖通空调系统；节能
引言
近年来.随着我国建筑和交通事业的快速发展.节能的重点已从工业逐渐转向建筑和交通.暖通空调系统的节能占建筑节能的主要部分.因此,暖通空调的节能问题不仅关系到千家万户的冷暖,关系到人们的健康和安全,关系到工作效果和产品质量,还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染.
1暖通空调系统节能的重要意义
能源为经济的发展提供了动力,但是由于各种原因,能源的发展往往滞后于经济的发展.现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源,其中电能占了绝对比例.对这些能源的大量使用,使得地球资源目益匮乏,同时也带来严重的环境问题,如在我国的一些地区酸雨、飘尘问题呈日益严重之势,对生态环境和可持续发展带来了很大影响.在炎热的夏天,如果对暖通空调系统采取节能措施,不仅可以大大缓解电力紧张状况,同时对于降低不可再生能源的消耗、保护生态环境、维持可持续发展等都有着重要的意义.根据暖通空调行业的研究成果,现有空调系统的能耗是惊人的,如果采用节能技术,现有空调系统节能20～50％完全可能.因此,采用合理的措施和策略来节约空调能耗,对我国来说可以节约资源、保护环境,而且可避免不必要的电力建设投资；对用户来说则可减少空调运行费用的开支,其经济性是显而易见的,是一件利国利民的好事.
2暖通空调系统能耗的构成及主要特点
随着我国国民经济的迅速发展,能源和环境问题日益尖锐,城市化的飞速发展和人们生活水平的提高,建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,在发达国家已达到40％,建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通风、空调、照明、电器和热水供应等需求方面的能耗,用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30％～50％,且在逐年上升.为了维持建筑物内部空气环境适宜的温湿度,现代建筑中通常采用设置暖通空调系统来保证这一需求,而所消耗的能量即为暖通空调系统的能耗.这部分能耗中包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送设备(风机和水泵)的能耗.影响暖通空调系统能耗的主要因素有室外气候条件、室内设计标准、围护结构特征、室内人员及设备照明的状况以及新风系统的设置等.暖通空调系统的能耗还有几个特点表现在：第一,系统的设计、选型、运行管理的不合理将会降低能量使用效率.第二,维持室内空气环境所需的冷热能量品位较低且有季节性.这就使在具备条件的情况下有可能利用天然能源来满足要求,如太阳能、地热能、废热、浅层土壤蓄热等.第三,暖通空调系统涉及到的冷热量的处理通常以交换形式处理.这就可以采用冷热量回收的措施来减少系统的能耗,有效利用能量.
3当前暖通空调系统在节能方面面临的问题
3.1暖通空调系统的设计及施工管理暖通空调系统的设计对空调系统的节能有着重要的影响,然而,在实际工作中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视,加之工程设计周期普遍较短,设计收费与没计产生的经济效益不挂钩,以及一些技术性问题没有完全得到解决等原因,一些设计单位只求数量,忽视质量,使得设计施工完的系统不仅投资大,运行能耗也相当惊人,大大超过了国家标准,甚至有的公共建筑的暖通空调能耗占建筑总能耗达60％.
另外,目前建筑施工监理行业中暖通空调专业人员水平参差不齐,很大一部分人员非本专业院校毕业或非对口专业,甚至一部分人员根本未经过任何培训,对本专业理论知识似懂非懂,常凭经验,采用惯用方案或甲方指定的方案,由此在设计或施工中遇到的一些涉及方案性调整问题不能进行及时正确的处理和解决,最终导致系统出现无法挽回的不良后果,给系统的运行、管理留下隐患,在实际工作中,由此造成的经济损失也是相当严重的.
3.2暖通空调系统的节能设计方案暖通空调设计的特点是“条条大道通罗马”,近年来,随着对节能和环保要求的不断提高,新的技术方案不断涌现,每种技术方案往往都有各自的优缺点.面对众多的设计方案,由于考虑问题的角度不同,各方面的评价结果也往往不相同,甚至大相径庭；由于缺乏科学的、客观的设计方案评价方法,设计人员往往雾里看花,无所适从,如何在众多的设计方案中找到最合适的节能方案,是困扰暖通空凋没计人员的重要课题.另一方面,不科学的评价方法则会起到误导的作用,造成严重损失.
3.3暖通空调系统运行管理除设计施工外,运行管理也起着重要的作用.在实际中有些单位认为设计施工达标完成就可以了,因此不注意对暖通空调操作人员的培训,很多操作人员不具备必要的暖通空调基本理论常识,不懂得根据室外参数的变化进行相应的调节.一年四季只有开机、关机和冬、夏季转换操作,显然系统达不到相应的节能效果.
4解决暖通空调系统节能的有效途径与方法
首先,空调新风问题是影响空调是否节能的一个方面,新风量过多会增加其负荷,进而增加电耗,处理的新风量过少则会影响空调环境的质量,因此针对具体的空调环境做好送风温度和新风比例的调整非常有利于节能.比如,对于夏季需供冷、冬季需供热的空调房间,室外新风量愈大,系统能耗愈大,在这种情况下,室外新风应控制到卫生要求的最小值.而在过渡季节,空调室内一般不需供冷或供热,可全部采用新风,这种方法是空调系统最有效的节能措施之一.
其次,选择合适的空调方式是空调节能的一个重要方面.进几年来,变频空调由其具有节能和提供舒适内环境的显著特点,而得到飞速发展,到目前为止,变频空调器占日本房间空调器市场销售份额的80%以上.根据日本JRA404标准,变频空调器季节能效比远高于定频空调器,在冷负荷相当的情况下使用变频空调器消耗的功率仅为定频空调器的66%,即省电34%.因此,变频空调应是空调发展的一个趋势,使空调尽可能达到节能要求.在空调系统中,我们应采用变频技术,其主要有两种形式:用变速泵和变速风机替代调节阀,减少系统内部消耗,提高整机效率.或者采用变流量技术,根据空调负荷改变水流量或风流量,从而达到节能效果
再次,尽量对空调系统进行优化设计,在既要节能,又要保证室内空气品质的前提下,风量可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统、蒸发冷却和去湿空调系统以及免费供冷系统等在国外绿包办公建筑中已成为流行的空调方案.目前国内外不少公司、科研院所的研究人员都在致力于这方面的研究工作.
还有,空调系统能耗特点之一是大量余热的浪费.从节能考虑,将系统中需排掉的余热移向需要热的地方去是节能的一种趋势.一种常用的方式采用热轮回收余热,它由多孔和高比热容量的材料制成,有转盘式和转鼓式两类结构形式.转轮式全热交换器,其热传递效率现可达到75%～80%.此外还有一些常用热回收装置,如热管换热器、板式换热器、热回收环路等.相对来说,热泵系统回收方式更普遍,热泵可以回收1 00℃～120℃以下的废热,可利用自然环境(如空气和水)和低温热源(如地下热水、低温太阳热和余热)来节约大量采暖、供热燃料,是一种新型的高效利用低温能源的节能技术.如果热泵与直接接触式热回收设备联合使用,其热回收效率比单一设备要高的多.工程中有转轮式热回收与热泵的联合工作系统,热管热回收与热泵的联合工作装置等.
最后,我们应当积极开发新能源,积极推动太阳能、地热能、原子能等新能源在建筑中的应用.这些能源的开发利用日益引起世界各国的重视,它将是解决世界能源危机的根本措施.我国已有这方面的研究应用,如地源热泵系统、太阳能-水源热泵系统及太阳能-空气能热泵系统等.这些系统高效节能、无污染,不失为一种有效利用自然能的好途径.
5结束语
节能和环保是实现可持续发展的关键.空调领域作为一用能大户,其能耗已占总能耗的20％左右,故节能意义十分巨大.而从可持续发展理论出发,空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行及在系统设计中对设备进行节能选配就成为空调节能的关键,这对于节约能源、降低运行费用、促进国民经济发展具有十分重要的意义.作为一个暖通专业的工作者,在空调系统的设计、管理过程中,均应将对节能降消问题引起足够的重视,在各个环节中均应积极地争取挽回所有可能挽回的能量.并将能源消耗作为衡量系统优劣的一项重要指标.