穆啟軍
摘要:隨著國內(nèi)建筑和交通的高速發(fā)展,節(jié)能的重點已從工業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向建筑和交通。由于暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能占建筑節(jié)能的主要部分,因此暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能不僅關系到人們的冷暖、健康、安全、工作效果和產(chǎn)品質(zhì)量,還關系到國家能源安全、資源消耗和環(huán)境污染是關系國計民生和國家可持續(xù)發(fā)展的重要行業(yè)。因此,我們有必要對暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能方面存在的問題給予重視,使暖通空調(diào)系統(tǒng)具有并發(fā)揮經(jīng)濟性、節(jié)能性、安全性、舒適性和美觀性的作用,使其對國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活的提高帶來正面效應。
關鍵詞:暖通空調(diào);系統(tǒng)節(jié)能;設計方向
節(jié)能主要是指強化用能管理,運用技術可行、經(jīng)濟合理和環(huán)境與社會能夠承擔的有效措施,從而減少能源的生產(chǎn)、消費等各環(huán)節(jié)的損失與浪費,以便于更為有效地運用能源。目前,節(jié)能主要有再生能源和新能源的開發(fā)利用。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,暖通空調(diào)已十分普遍地運用到公共建筑及居民住宅之中,在改進人們的生活條件的基礎上,同時也浪費了大量的電能,使能源與環(huán)境問題變得更加尖銳。
一、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設計方面存在的問題
1.設計的理念問題
合理的設計是節(jié)能的前提。目前一些設計人員重視不夠,設計時盲目套用經(jīng)驗值,從而造成初投資的增大,運行能耗驚人,因此建議政府職能部門及有關的節(jié)能審查機構,加大對暖通空調(diào)節(jié)能的監(jiān)察力度,增強設計人員的節(jié)能意識,使節(jié)能工作真正落到實處。
2.新技術的推廣問題
新技術在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應用,為節(jié)能提供了一個新的方向。例如地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、太陽能制冷供熱系統(tǒng),不僅可以實現(xiàn)可再生能源的有效利用,并且可以帶來顯著的經(jīng)濟效益,是值得大力推廣的。但是同任何新技術一樣,這些新技術在造價上往往偏高,而且使用的地域條件有一定的限制,并且從技術上講還存在著許多需要改進提高的地方。因此,對于新的節(jié)能技術,我們應當因地制宜,總結(jié)經(jīng)驗,積極推廣。
二、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設計應采取的措施
1.從設計入手,合理選擇、設計暖通空調(diào)系統(tǒng)
使其在高效、經(jīng)濟的狀況下運行設計是工程的龍頭,系統(tǒng)設計的優(yōu)劣直接影響其使用性能。而建筑負荷計算是設計的重要內(nèi)容之一,當前普遍存在一個現(xiàn)象就是設計工期短,許多設計人員為了節(jié)省時間,錯誤地利用設計手冊中供方案設計或初步設計時估算冷、熱負荷用的單位建筑面積冷、熱負荷指標,直接作為施工圖設計階段確定冷熱負荷的依據(jù),往往使得總負荷偏大,從而導致空調(diào)采暖設備偏大,初投資增高,運行費用增加,能量消耗增加。
2.結(jié)合實際情況,合理選擇空調(diào)冷熱源,力求實現(xiàn)冷熱源的多元化
隨著暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應用,對不可再生能源的消耗也大幅度上升,同時對生態(tài)環(huán)境的破環(huán)也日趨加劇。如何合理的選擇冷熱源,已經(jīng)引起了各方的廣泛關注。
3.加強冷熱回收利用的研究運用工作,實現(xiàn)能源利用的最大化
提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用率也是實現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的途徑之一。熱回收主要是通過系統(tǒng)中安裝的能量回收裝置,用排風中的能量來處理新風,就可以減少處理新風所需的能量,降低機組負荷,達到節(jié)能的目的。在選擇熱回收裝置時,應當結(jié)合當?shù)貧夂驐l件、經(jīng)濟狀況、工程的實際情況、排風中有害氣體的情況等多種因素綜合考慮,以確定選用合適的熱回收裝置,從而達到花較少的投資,回收較多的熱(冷)量的目的。
4.采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)及采暖方式
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,但對于不同熱濕參數(shù)組合的環(huán)境其空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。
5.著力開發(fā)可再生能源,積極推廣新能源
由于空調(diào)系統(tǒng)中所使用的高品位、不可再生能源所引起的資源環(huán)境問題也日益突出,必須開發(fā)一些合理有效的可再生能源以緩解目前的緊張局面。地熱(冷)能和太陽能等可再生資源應用于空調(diào)制冷,具有一定的優(yōu)勢,而且清潔無污染。地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量,包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作為冬季熱源。
三、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的設計方向
1.根據(jù)實際情況選擇合理的空調(diào)設計
(1)空調(diào)系統(tǒng)新風量的大小不僅與能耗、初投資和運行費用密切相關,而且關系到人體的健康,《公共建筑節(jié)能設計標準(GB50189— 2005)對其取值進行了規(guī)定,設計人員進行工程設計時,不應隨意增加或減少。另外,在人員密度相對較大且變化較大的房間,宜采用新風需求控制,即根據(jù)室內(nèi)CO2濃度檢測值增加或減少新風量,使CO2濃度始終維持在衛(wèi)生標準規(guī)定的限值內(nèi)。(2)風機盤管機組加新風空調(diào)系統(tǒng)的新風口應單獨設置,或布置在風機盤管機組出風口的旁邊,不應將新風接至風機盤管機組的回風吸入口處,以免減少新風量或削弱風機盤管處理室內(nèi)回風的能力。(3)房間面積或空間較大、人員較多或有必要集中進行溫、濕度控制和管理。全空氣空調(diào)系統(tǒng)具有易于改變新、回風比例,必要時可實現(xiàn)全新風運行,從而獲得較大的節(jié)能效益和環(huán)境效益,且易于集中處理噪聲、過濾凈化和控制空調(diào)區(qū)的溫、濕度,設備集中,方便維修和管理等優(yōu)點。
2.合理的負荷計算
冷熱負荷是空調(diào)與供暖工程設計中最重要的基礎數(shù)據(jù),是確定供暖與空調(diào)冷、熱源容量,空氣處理設備能力,輸送管道尺寸等的依據(jù)。目前,有些設計人員在施工圖設計階段,往往不加區(qū)別地將設計手冊或技術措施中的單位建筑面積冷、熱負荷指標直接用作確定施工圖設計階段空調(diào)與供暖冷、熱負荷的依據(jù),導致冷熱源設備裝機容量偏大、水泵配置偏大、末端設備偏大、管道直徑偏大的“四大”現(xiàn)象。其結(jié)果是工程的初投資增高,運行費用和能耗增大,給國家和投資方造成巨大損失。在方案設計和初步設計階段,由于建筑設計還達不到給出詳細構造、門窗尺寸等深度,不能滿足供暖與空調(diào)負荷計算的需要,所以,只能憑借經(jīng)驗進行估算。為了使估算更加接近實際,遂推出了“設計指標”這個概念?!霸O計指標”一般都是根據(jù)大量同類工程的單位建筑面積冷、熱負荷的統(tǒng)計值,通過統(tǒng)計回歸求得的,具有一定的代表性。但是,在統(tǒng)計過程中普遍發(fā)現(xiàn),由于各個工程的實際情況千差萬別,所以計算得出的負荷指標有較大差異,數(shù)值分布比較離散,回歸結(jié)果很難獲得理想的相關系數(shù)。
3.水力平衡裝置的設置
在供暖與空調(diào)水系統(tǒng)中合理地設置水力平衡裝置,是系統(tǒng)水力失調(diào)、降低系統(tǒng)能耗、創(chuàng)造舒適人工環(huán)境的全新解決方案和有效的技術措施,其設置原則如下:(1)對于定流量系統(tǒng),設計人員應首先通過管路和系統(tǒng)設計來實現(xiàn)各環(huán)路的水力平衡,即“設計平衡”;當由于管徑、流速等原因的確無法做到“設計平衡”時,應考慮采用靜態(tài)(手動)水力平衡閥通過初調(diào)試來實現(xiàn)水力平衡的方式;當設計認為系統(tǒng)可能出現(xiàn)由于運行管理原因(例如水泵運行臺數(shù)的變化等等)導致水量波動較大時,宜采用閥權度要求較高、阻力較大的動態(tài)流量平衡閥。(2)對于變流量系統(tǒng)來說,除了某些需要特定定流量的場所(例如為了保護特定設備的正常運行)或特殊要求外,不應在系統(tǒng)中設置動態(tài)流量平衡閥,而應設置動態(tài)壓差控制閥(也稱自力式壓差控制閥和壓差調(diào)節(jié)器)。
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