劉康

摘? ?要：由于暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑耗能中占比顯著，不同空調(diào)設(shè)計(jì)方案的節(jié)能效果具有較大差異，研究高大建筑群體中空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)具有重要意義。文章針對(duì)目前的公共建筑性能特點(diǎn)，從空氣處理機(jī)組、室內(nèi)環(huán)境要求以及空氣處理過程切入，采用DeST能耗軟件進(jìn)行模擬預(yù)測，得出了對(duì)現(xiàn)有暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀分析與改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能;暖通空調(diào);DeST能耗軟件;溫度模擬

1? ? 高大建筑暖通空調(diào)研究背景

1.1? 高大公共建筑耗能現(xiàn)狀

自“十一五”規(guī)劃提出以來，節(jié)能減排在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位便逐漸提高，國內(nèi)建筑大多可分為公共建筑和住宅建筑兩類，伴隨我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高大建筑的數(shù)量也在逐漸增加，特別是南方的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，與住宅建筑相比，其具有結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、房間數(shù)量較多、能耗較高等特征。2018年，我國建筑節(jié)能研究中心指出，國內(nèi)主要城市高大公共建筑能耗占建筑總能耗的26.7%，高大公共建筑總面積占比同樣高達(dá)5.8%。我國的公共建筑耗能主要包括照明、設(shè)備用電以及空調(diào)設(shè)施3部分，因建筑類型的差異，3種耗能形式在不同公共建筑的耗能占比也不盡相同，部分主要城市空調(diào)、設(shè)備及照明能耗比如表1所示。

通過對(duì)表1數(shù)據(jù)的分析，在各大地區(qū)主要城市的建筑能耗中，空調(diào)系統(tǒng)耗能占比最大，尤其是在南方地區(qū)冬夏兩季，以南京地區(qū)為例，年空調(diào)耗能占比41.36%～75.62%，如表2所示。

1.2? 高大建筑暖通空調(diào)控制意義

暖通空調(diào)的控制意義包括改善空氣品質(zhì)與保持人體健康兩方面，其可以改善進(jìn)入室內(nèi)空氣的氣流速度和溫濕度等與人體之間的對(duì)流和輻射換熱，甚至可直接調(diào)節(jié)人體熱濕平衡對(duì)室內(nèi)環(huán)境的需求[1]。

數(shù)據(jù)顯示，人體的活動(dòng)范圍中，有接近70%是在室內(nèi)，因此，暖通空調(diào)的合理設(shè)計(jì)對(duì)人體健康有重要作用。隨著各種家裝進(jìn)入千家萬戶，人們?cè)谙硎苊篮镁幼…h(huán)境的同時(shí)，忽略了對(duì)空氣品質(zhì)的改善，華麗的壁紙、地毯等會(huì)發(fā)散有害氣體，由于在高大建筑中房屋較封閉，改善空氣品質(zhì)的重任就落在暖通空調(diào)上，提高室內(nèi)的通風(fēng)能力可改善室內(nèi)空氣品質(zhì)，暖通空調(diào)的存在就顯得格外重要，因此，必須加強(qiáng)空調(diào)系統(tǒng)的深入研究。在改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的同時(shí)，耗能問題也日漸突出，如何更好地兼顧提高室內(nèi)空氣品質(zhì)和減少空調(diào)帶來的較大能耗顯得格外重要。

2? ? 高大建筑暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

2.1? 建筑熱回收技術(shù)的推廣

在暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行中，熱回收指當(dāng)兩種狀態(tài)不同的流體通過熱交換設(shè)備進(jìn)行總熱交換時(shí)，不需要消耗或盡可能少地消耗冷熱源，即可完成其所需要的熱濕處理過程。流體的熱量轉(zhuǎn)移不僅可以通過不同介質(zhì)之間的密度差引起熱質(zhì)交換過程來進(jìn)行，也可通過伴隨流體狀態(tài)改變的過程來進(jìn)行，對(duì)于回收熱源，可取自大氣、天然土壤等自然資源，也可取自冷凝放熱、排風(fēng)等處理過程[2]。

空調(diào)熱回收技術(shù)有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）對(duì)高大公共建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)來說，夏季新風(fēng)冷負(fù)荷在空調(diào)總負(fù)荷中占比大于32%，而學(xué)校、養(yǎng)老院、體育場等人口密度較大地區(qū)，對(duì)新風(fēng)的需求量就更大，甚至?xí)笕嘛L(fēng)系統(tǒng)，利用回收技術(shù)所獲取的余熱對(duì)部分新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱處理，以達(dá)到高效節(jié)能的目的。（2）將室內(nèi)排風(fēng)所帶走的房間熱量，通過有效裝置對(duì)其進(jìn)行部分回收利用，以便處理新風(fēng)，對(duì)于原本由制冷機(jī)組所承擔(dān)的處理新風(fēng)負(fù)荷的要求就有所降低，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

2.2? 暖通空調(diào)蓄能技術(shù)

所謂蓄能空調(diào)，即將冷量儲(chǔ)存在蓄冷介質(zhì)的顯熱或潛熱中，當(dāng)?shù)竭_(dá)用電高峰期時(shí)，將其釋放出來以滿足高大建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的需要，實(shí)現(xiàn)精確填補(bǔ)的功效。其中，潛熱儲(chǔ)存是將蓄冷介質(zhì)的溫度升高以實(shí)現(xiàn)蓄冷，而顯熱儲(chǔ)存是將蓄冷介質(zhì)的溫度降低以實(shí)現(xiàn)蓄冷，二者恰恰相反，所用介質(zhì)分別為共晶鹽水化合物與鹽水。我國對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)在蓄冷技術(shù)上的節(jié)能研究尤為重視，目前的研究方向包括蓄冷空調(diào)、蓄冰空調(diào)、水蓄冷空調(diào)3方面，其中，應(yīng)用最為廣泛的是水蓄冷空調(diào)，與其他兩種相比，具有如下特點(diǎn)：（1）直接利用水的溫差來實(shí)現(xiàn)蓄冷，不需要其他輔助設(shè)備。（2）可實(shí)現(xiàn)蓄冷蓄熱雙重功能，蓄冷范圍更加全面。（3）所需的儲(chǔ)水設(shè)施與蓄冰技術(shù)相比較大。

2.3? 暖通空調(diào)系統(tǒng)變流量調(diào)節(jié)

研究發(fā)現(xiàn)，空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中并非時(shí)刻保持滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，其滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長占比僅為25%左右，其余大部分時(shí)間都在以非滿負(fù)荷的情況運(yùn)轉(zhuǎn)，變流量技術(shù)即為適應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)變負(fù)荷運(yùn)行情況，對(duì)水泵、變頻主機(jī)、風(fēng)機(jī)等進(jìn)行的冷熱媒流量調(diào)節(jié)，具有較強(qiáng)的節(jié)能作用。我國最常見的變流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)是依據(jù)空調(diào)房間二氧化碳質(zhì)量濃度、溫度等的變化由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)，風(fēng)力變化范圍在35%～95%，這種系統(tǒng)常用于人口密度較大的地區(qū)，此系統(tǒng)包括變制冷劑的流量調(diào)節(jié)與變水量的流量調(diào)節(jié)兩種方式[3]。

除上述高大建筑暖通空調(diào)的節(jié)能技術(shù)以外，還有去濕空調(diào)技術(shù)、熱泵技術(shù)、低溫送風(fēng)空調(diào)技術(shù)、蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)等措施，它們都將根據(jù)不同建筑物的特點(diǎn)發(fā)揮各自應(yīng)有的效果。

3? ? 高大建筑暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及應(yīng)對(duì)措施

暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：首先，用戶方面，在暖通空調(diào)的使用過程中，用戶由于缺乏對(duì)空調(diào)的正確了解，造成了電能的較大浪費(fèi)，盲目的操作對(duì)節(jié)能技術(shù)的作用發(fā)揮也有較大影響。其次，設(shè)計(jì)方面，大多數(shù)研發(fā)人員受到經(jīng)費(fèi)等的限制，不敢對(duì)空調(diào)技術(shù)進(jìn)行革新，故缺乏具有創(chuàng)新性的節(jié)能技術(shù)。最后，由于節(jié)能技術(shù)尚未普及，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，修復(fù)困難，并未發(fā)揮其全部的實(shí)效。

對(duì)于目前存在的3方面問題，需要對(duì)研發(fā)人員進(jìn)行積極倡導(dǎo)和鼓勵(lì)，鼓勵(lì)其在節(jié)能技術(shù)上敢于作為，創(chuàng)造出更多有利于環(huán)境保護(hù)和建筑節(jié)能的空調(diào)新技術(shù)。另外，應(yīng)該提高空調(diào)的售后質(zhì)量，真正做到讓購買者對(duì)空調(diào)的有效使用有所知悉，減少故障的同時(shí)，也可降低能耗損失。