張程波

【摘要】 隨著人均建筑面積的不斷增大，暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進一步增大。這勢必會使能源供求矛盾的進一步激化。本文主要介紹暖通空調(diào)領(lǐng)域具有較大的節(jié)能意義和良好應(yīng)用前景的技術(shù)方式。

【關(guān)鍵詞】 暖通空調(diào)；節(jié)能；技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大，而在建筑能耗里，用于暖通空調(diào)的能耗又占建筑能耗的30%-50%，且在逐年上升。隨著人均建筑面積的不斷增大，暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進一步增大。這勢必會使能源供求矛盾的進一步激化。本文主要介紹暖通空調(diào)領(lǐng)域具有較大的節(jié)能意義和良好應(yīng)用前景的技術(shù)方式。

一、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，如以大氣、地表水、地熱、或工廠排放的廢水(氣)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熱源。熱泵按熱源的不同可分為：（1）空氣源（風冷）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。風冷熱泵冷熱水機組自90年代初開始，在夏熱冬冷地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，在武漢也有很多的應(yīng)用?？諝庠礋岜迷谑褂蒙献畲蟮膯栴}是，冬季供熱運行時，室外氣溫較低的時候，室外換熱器翅片表面會結(jié)霜，（需要采取除霜措施）。（2）地下水水源熱泵。即從地下抽水，經(jīng)過熱泵提取其熱量，然后再回灌到地下。這種技術(shù)在國內(nèi)外都已廣泛應(yīng)用。但受到地下水文地質(zhì)條件的限制，并非處處適用。研究更有效的取水和回灌方式，將使這技術(shù)的應(yīng)用范圍進一步擴大。（3）土壤源熱泵。即在地下土壤中埋管，通入循環(huán)工質(zhì)，使之成為循環(huán)工質(zhì)與土壤間的換熱器。在冬季，通過這一換熱器從地下取熱，成為熱泵的熱源；在夏季，從地下取冷，成為熱泵的冷源。這樣以來，就實現(xiàn)了冬存夏用和夏存冬用。目前，這種技術(shù)的主要問題是初投資過高。提高換熱管的換熱能力，降低初投資是這項技術(shù)廣泛推廣的關(guān)鍵。與水源熱泵相比，由于沒有水文地質(zhì)條件的限制，土壤源熱泵被認為有更好的應(yīng)用前景。（4）污水源熱泵。直接從城市污水中提取熱量，是污水綜合利用的組成部分。據(jù)測算，城市污水全部充當熱源，可解決城市供暖用熱的近20％。

熱泵技術(shù)有三大優(yōu)勢：一、它能長期大規(guī)模地利用江河湖海、城市污水、工業(yè)污水、土壤或空氣中的低溫熱能。可以把我們生產(chǎn)和生活中棄之不用的低溫熱能利用起來。二、它是目前世界上最節(jié)省一次能源（即煤、石油、天然氣等）的供熱系統(tǒng)。它能用少量不可再生的能源將大量的低溫熱量提升為高溫熱量。三、它在一定條件下可以逆向使用，既可供熱，也可用以制冷，即一套設(shè)備兼作熱源和冷源。另外,由于能夠有效地降低一次能源消耗,因而可以減少CO2氣體和其它燃燒產(chǎn)生的污染物的排放，是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能新技術(shù)。理論和大量的應(yīng)用實踐都說明，熱泵技術(shù)具有很好的節(jié)能效益、經(jīng)濟效益和社會效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。

二、排風余熱回收技術(shù)

夏季，空調(diào)建筑的排風溫度低于室外新風溫度，室內(nèi)含濕量也低于室外新風含濕量。利用熱回收裝置對排風和新風進行熱交換，可以降低新風溫度和濕度。冬季，排風溫度高 于室外新風溫度，排風含濕量高于室外新風含濕量，熱回收裝置可以預熱和加濕新風。具體做法為，在排風出口安裝熱交換器，排風和新風分別通過各自的通道進行間接接觸換熱；利用排風余熱來預熱新風(或者利用余冷來預冷新風)，從而達到回收排風余熱的目的。目前可以采用的熱回收設(shè)備分為顯熱回收型和全熱回收型兩種。這種產(chǎn)品不但能夠用于中央空調(diào)系統(tǒng)，而且能夠用于供暖建筑和使用家用空調(diào)器的建筑。不但節(jié)能，而且改善了室內(nèi)空氣質(zhì)量。現(xiàn)在全國已有多家產(chǎn)品，武漢也研制和開發(fā)出了這種產(chǎn)品。有關(guān)專家對這項技術(shù)的節(jié)能意義有很高的評價，對其應(yīng)用前景有很樂觀的估計。應(yīng)當說這項技術(shù)的應(yīng)用在我國還處于起步階段，進一步提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，并且使其易于與各種不同的建筑相結(jié)合，便于安裝使用，是這項技術(shù)的主要研究方向。

三、變流量技術(shù)

采暖、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計是按照比較不利的氣象條件進行的，所以在絕大部分時間內(nèi)，實際負荷小于設(shè)計熱（冷）負荷，并且在一天之內(nèi)也是不斷變化的。那么，水和空氣作為熱量和冷量的的載體，其流量也應(yīng)當是隨著負荷的變化而變化。這既是采暖、空調(diào)質(zhì)量的要求，也是節(jié)能的要求。因此，如何動態(tài)地控制系統(tǒng)的流量，既能滿足經(jīng)常變化的負荷要求，又能最大限度的節(jié)省能耗，是暖通空調(diào)領(lǐng)域近年來的技術(shù)熱點之一。

對系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的方式是改變系統(tǒng)的阻力，即用閥門調(diào)節(jié)。這種方式顯然是不經(jīng)濟的，因為是以消耗流體的機械能為代價的，這些機械能是需要泵和風機提供的。為了避免這種無謂的能量消耗，對于系統(tǒng)的集中調(diào)節(jié)，采用改變系統(tǒng)動力的方式，而不采用改變系統(tǒng)阻力的方式，已成了人們的共識和技術(shù)潮流。在改變系統(tǒng)動力的調(diào)節(jié)方式中，主要有泵/風機多臺并聯(lián)的變臺數(shù)調(diào)節(jié)和變速調(diào)節(jié)，其中包括定速機與變速機的并聯(lián)、變速與變臺數(shù)的結(jié)合等。在變臺數(shù)調(diào)節(jié)中，需要注意的問題是，在調(diào)節(jié)中單機工況的改變。即隨著并聯(lián)臺數(shù)的減少，仍在運行的泵（風機），流量增大，效率降低，結(jié)果有可能導致超載現(xiàn)象的發(fā)生。在變速調(diào)節(jié)方面，對于一個具體的工程，需要研究的問題是，變速控制信號的選擇，以及運行模式的選擇。運行模式是指，是并聯(lián)各臺全部變速，還是定變結(jié)合，還是變速與變臺數(shù)結(jié)合等。

改變系統(tǒng)動力的變流量技術(shù)，就全國范圍來看，在熱水供暖系統(tǒng)、空調(diào)的冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)以及風系統(tǒng)中，都有了很多的應(yīng)用。但在武漢的推進，應(yīng)當說是不盡如人意的。

四、蓄能空調(diào)技術(shù)

這是大家都已經(jīng)比較熟悉的技術(shù)，在全國，在武漢都有許多的蓄能空調(diào)工程。應(yīng)當說蓄能空調(diào)并不能直接節(jié)能，它的意義在于：（1）移峰填谷。即將一部分高峰電負荷轉(zhuǎn)移到低谷。這一方面可以提高發(fā)電廠的一次能源利用率，從這個意義上說蓄能空調(diào)是一種廣義的節(jié)能措施；另一方面可以降低電力生產(chǎn)規(guī)模。在我國中、南部的許多城市，夏季的空調(diào)負荷在社會用電總負荷中占有很高的份額，有的已超過50％，所以在空調(diào)工程中發(fā)展蓄能技術(shù)，可以有效地移峰填谷。（2）可以一定程度的緩解電力緊張。（3）對于用戶來說，由于實行分時電價政策，可以降低運行費用。這三條，（1）是根本，（2）和（3）是以（1）為基礎(chǔ)的。

就世界范圍蓄能空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展來看，這項技術(shù)還是很有生命力的。

五、建筑熱電冷三聯(lián)供技術(shù)

文獻[3]指出：當天然氣為城市中主要的一次能源時，與簡單的直接燃燒相比，先由燃氣發(fā)電，再用發(fā)電后的余熱供熱和制冷，可獲得更高的能量利用率。這種方式通過大型建筑自行發(fā)電，解決用電負荷，提高了用電的可靠性，減少了長途輸電損失。同時以余熱的方式解決了供熱和空調(diào)的能源問題。對于全年存在穩(wěn)定的電負荷和穩(wěn)定的熱負荷或冷負荷的建筑，這種方式具有較高的節(jié)能效果和經(jīng)濟性。

我國實現(xiàn)西氣東輸后，這種方式可作為東部大城市天然氣應(yīng)用的一種方式。要使這種技術(shù)能夠很好的應(yīng)用，真正有利于節(jié)能和環(huán)保，有較好的經(jīng)濟性，關(guān)鍵是相關(guān)設(shè)備的開發(fā)。

六、結(jié)束語

綜上所述，暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，起著重要的作用，節(jié)能技術(shù)的研究開發(fā)和運用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)，這些技術(shù)的合理應(yīng)用，一定能為建筑節(jié)能做出重要的貢獻。