空调系统能源有效利用和节能

摘要：制冷空调系统的出现为人们创造了舒适的空调环境，但20世纪70年代的全球能源危机，使制冷空调系统这一能源消耗大户面临严重考验，节能降耗成为空调系统设计的关键环节。本文主要从建筑环境及空调系统设计的角度概述了目前暖通空调制冷系统中的一些节能增效的方法和措施。

关键词：建筑环境 节能 变频空调 新风 冷热源

1、前言

制冷空调系统的出现为人们创造了舒适的空调环境，但20世纪70年代的全球能源危机，使制冷空调系统这一能源消耗大户面临严重考验，节能降耗成为空调系统设计的关键环节。据统计，我国建筑能耗约占全国总能能耗的35%，空调能耗又约占建筑能耗的50%～60%左右。由此可见，暖通空调能耗占总能耗的比例可高达22.75%[1-2]。因此，在建筑能耗占整个能源消耗的比例不断增加的现状下，尤其是当前世界“能源危机”日益紧迫的关头，空调建筑节能特别是建筑中的空调系统节能已成为节能领域中的一个重点和热点。

2、建筑环境对空调节能的影响

首先，空调负荷的确定是建立在克服室外环境影响的基础上的，室外干球温度、空气的相对湿度以及太阳辐射是对空调负荷影响较大的气象因素。设计人员在建筑规划设计阶段必须充分考虑这些气象因素，有效结合当地的大气环流因素和地理因素，使得暖通空调节能规划设计更加符合节能标准，实现预期的节能目标。由于空调建筑周围良好的植树和绿化能降低小气候的温度，减少建筑物吸收的太阳辐射量，改变环境的热、湿平衡，降低建筑空调负荷，实现建筑节能。据研究，好的绿化在夏季可降低室外向建筑物内部传热6%～30%[3]。因此，我们尽可能的在建筑周围进行绿化，一方面降低空调的负荷，使建筑物周围可空气环境清新舒适，另一方面可配合建筑物的美观需要，使建筑物达到既节能又环保舒适。

其次，空调内环境也要尽量能满足节能要求。一方面，研究设计人员应该注重改善建筑条件和采用适当的建筑措施以降低空调负荷，从而降低空调能耗。建筑设计不要片面追求建筑立面效果，而应充分考虑建筑节能设计。另一方面，适当增加墙体、屋顶的保温性能，可以减少通过这些围护结构产生的冷热负荷。例如；采用新型节能墙体——小型混凝土空心砌块做墙体可有效减轻建筑物的负荷，其墙体传热系数K＝0.54W/m2，比传统粘土实心砖墙节能一倍以上。根据权威部门对住宅围护结构的热工测试结果证明，住宅内热量损失有40%～50%是通过门窗损失，所以应尽量采用密封性好、保温节能的新型塑钢门窗[4]。

3、暖通空调系统的节能

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[5]。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%[6]。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。在中央空调系统中，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。