空调节能系统的研究

摘要: 节能、环保、高效的新产品，是人类生存与发展要求的梦想。就其本身而言,它具有个最基础的特征,就是与生态环境友好，及令使用者、方便、舒适。暖通空调正是人与环境这对立统一关系发展而形成的重要的环境保障工艺。本文是作者根据多年的工作经验，详细介绍了该工程空调节能系统的研究，对设计过程中常出现的问题以及因怎样保证产品质量提出了自己建议。以供读者参考。

关键词: 暖通空调节能; 运行管理

一、空调的定义。

所谓“生态建筑”，简单的理解就是将建筑看成是生态化系统，生态建筑空调的介绍，通过组织建筑内外间的每一种物态，使物质、在建筑生态结构内部有顺序地循环，获得了快速、节能、无污染、节能平衡的生态环境，从而减少消耗，降低污染，与此同时更有利于人的身体健康。

1 暖通空调节能系统的意义

随着经济的快速发展, 中国的工业高速发展, 建筑能量不断增长, 建筑能量已经占据中国总体的27%以上, 有些地区已接近40%。且其总量呈逐年上升趋势, 能源总消费量的比例已从20 世纪70 年末的10%, 上升到近年的27.48%, 其中2/3 为暖通空调系统所消耗。通过组织(设计)建筑内外空间中的各种物态因素，使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换，获得一种高效、低耗、无废、无污、节能，从而减少能耗，降低污染，同时更有利于人的生理和心理健康。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, 其中电能占绝大比例。能源的大量使用, 使得地球资源日益匮乏, 同时也带来严重的环境问题, 随着二氧化碳、氮氧化物、硫化物、烟尘等的排放增加, 酸雨现象频繁发生, 对生态环境和可持续发展带来了很大影响。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。如果采取相应的节能技术, 使现有空调系统节能20%～50%完全可能。因此在暖通空调系统中考虑节能意义重大。

2 现行暖通空调系统在节能方面存在的主要问题

2.1 暖通空调系统在设计以及施工管理方面存在的问题

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, 设计收费与设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。

2.2 暖通空调系统的设计缺乏对节能方案的科学评价方法

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, 是困扰暖通空调设计人员的重要课题。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。

2.3 暖通空调系统运行管理中的节能问题

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。

3 解决暖通空调系统节能问题的措施

3.1 在设计阶段重视节能因素

设计方案对暖通空调系统在使用中是否节能关系重大。暖通空调系统特别是中央空调系统庞大而复杂, 系统设计的优劣直接影响系统的经济运行和耗能性能, 因此应考虑以下3 个方面的问题:

第一, 应注重从节能的角度认真进行设计方案的比较和优选。例如对冷热源系统的选择, 因为暖通空调系统所消耗的能量大部分是冷热源系统中消耗掉的。选择冷热源系统不仅需要考虑它的初投资和运行费用, 还应结合当地能源结构和建筑使用功能特点, 对耗能指标进行分析比较, 在系统形势选择和划分时应注意考虑不同朝向、周边区与内区之间的差异, 系统应分开设置或分环, 以便分系统或分环控制和调节。这样可以避免某些区域出现夏季过冷或冬季过热的现象, 造成不必要的能量损耗。在设计中应注意考虑节能效果, 不能盲目地追求新技术, 认为采用最新技术的设计方案就是最佳方案, 实际上每种方案都有其适用条件和范围。若从降低运行费用和能耗指标方面考虑, 先进的技术方案就可能变成不合理甚至是不可行的方案; 一种设计方案对于某个工程项目可能是最佳方案, 但是对于另外一个工程项目就可能是不可行的方案; 也不能认为复杂的方案就是高水平的方案, 实际上系统越复杂, 通常其设备就越多, 不仅投资和运行费用高, 系统的可靠性和可控制性也差, 节能效

果也就相应越低。总而言之, 在确定暖通空调设计方案时, 务必结合工程的具体情况, 根据负荷特性、建筑使用功能要求和环境特点等多方面因素, 注意从节能角度、全面技术经济分析比较后确定出最佳设计方案, 确保系统运行的经济性与节能性。

第二, 必须认真进行设计计算。应根据工程具体情况对暖通空调运行季节进行全工况、全过程的分析计算, 寻找出一个比较合理的设计方案, 使暖通空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理地运行, 为在运行中节能奠定基础; 并且要认真、合理地确定系统冷、热负荷及风、水管道阻力, 选择合适的冷、热源设备和水泵、风机等动力设备, 确保所选择的各项设备能恰好在最佳工况状态下运行。不经计算只按照水泵或风机的特性曲线选择设备, 或按照水泵和风机样本的铭牌参数选择流量、扬程等都会在运行中造成不必要的能量损耗。另外, 在有条件或系统允许的情况下, 经过综合进行总能耗的比较, 应合理加大系统的介质温差, 以减少系统的水流和送风量, 降低输送过程中的能耗。

第三, 必须提高国内暖通空调设计收费水平。提高国内暖通空调系统设计收费水平, 使国内外设计单位能在公平的条件下进行竞争, 管理部门应制定相应的法规, 保障工程设计的合理设计周期, 使暖通空调设计人员在方案设计阶段投入更多的时间和精力考虑节能等要素, 这样才能达到事半功倍的效果。

3.2 强化系统的运行管理并提高系统控制水平

对暖通空调工作人员进行专业培训, 提升管理人员的专业水平和业务技能, 使其具备必须的暖通空调基本理论常识, 实行空调操作人员操作证制度, 对没有达到考核要求的, 应重新培训, 考核合格后才能上岗, 同时提高管理人员的素质, 增强其责任心, 这样管理人员才有能力根据室外参数的变化进行相应的调节, 达到设计要求的节能效果。

3.3 使用采暖空调节能方式

跟同一样采暖对象采取用不一样的操作方法, 其能耗、室内温度的舒适度是不一样的。如寒冷地区使用低温地板辐射取暖, 不单舒适且室内温度与采用散热器方式相比能够降低2 5 ℃, 并且能耗大为降低;在选择暖通方式同时选择辐射空调方法一般比对流方法舒适节能。

3.4 使用高效的隔热保温材料

对门、墙、窗等围栏等结构保温性能好的材料, 对暖通空调的设备管道也要选择高效的保温隔热材料, 预防能量在输送过程中过大损失。

3.5 使用可再生循环能源空调设备

不能循环利用能源的大量使用造成资源的大量枯竭, 环境渐渐恶化, 开发使用大自然可再生能源成为必然。在大自然可再生能量中, 光能、风能, 太阳能供热及冷系统, 地面资源热泵空调设备等技术已经成熟, 应大力推广使用。利用可再生能源的暖通空调系统, 不仅有着显著的环境和社会效益, 也是节能的最佳途径。

3.6 使用完美的空调系统设置

选择优良的暖通空调设备才能使整个系统实现有效的冷热回收利用, 如空调系统排风的热能回收, 夏天利用冷凝热的热水供应, 负荷的灵活调节, 使得配置始终能处在快速的状态运行。

4 结语

随着经济的快速发展我国暖通发展也越来越快, 节能的的核心重点已逐渐转向建筑和工业。暖通空调设置的节能占了建筑节能系统的一大部分。所以空调设置的节能不仅关呼到大家的冷暖, 更涉及到人民的健康及人生安全, 关系到工作效率和产品安全, 还关系到国家资源安全、资源损耗和环境破坏, 是关系国家人民和国家快速发展的重要策略。所以我们有必要对暖通空调项目常见的不足给予重视。这样, 空调系统才能给人民带来方便, 才能充分发现它的经济、节能、环保、舒适的作用。节省能源工艺的研究和使用是暖通空调、建筑系统节能的核心, 部门的高度重视和理解, 是实现节能目标, 产生效果的和社会效益、加快经济前进的力量。与此同时, 每一位暖通设计者, 都有责任在暖通空调的节能系统里积极地奉献自己的力量。