“三改方案”全面提升暖通空調(diào)能效水平
點(diǎn)擊次數(shù)：2084 更新時(shí)間：2013-09-22
工控摘要：不少暖通空調(diào)從業(yè)者以及業(yè)主方存在一種極大的誤區(qū)，認(rèn)為“越用貴產(chǎn)品、越上洋品牌”，工程就會(huì)做得越好，節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)效益就會(huì)越明顯。但事實(shí)常常并非如此。
暖通空調(diào)是一項(xiàng)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其優(yōu)劣成敗不僅與設(shè)備質(zhì)量相關(guān)，更取決于從前端設(shè)計(jì)到后端運(yùn)營(yíng)全過(guò)程，每一個(gè)細(xì)節(jié)都將直接或間接地影響著工程zui終的命運(yùn)。
改進(jìn)設(shè)計(jì)思路
設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)然需要被優(yōu)先提出，它對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)成敗乃至整個(gè)工程的使用和節(jié)能關(guān)聯(lián)密切。暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是*空調(diào)系統(tǒng)龐大復(fù)雜，設(shè)計(jì)水平優(yōu)劣將產(chǎn)生zui關(guān)鍵的影響。筆者建議設(shè)計(jì)階段需加強(qiáng)以下方面工作：
首先，注重從節(jié)能角度認(rèn)真進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的比較和優(yōu)選
如對(duì)冷熱源系統(tǒng)的選擇，由于暖通空調(diào)系統(tǒng)所消耗的能量大部分在冷熱源系統(tǒng)中，因此合理地選擇冷熱源系統(tǒng)，不僅要考慮初投資和運(yùn)行費(fèi)用，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu)和建筑使用功能特點(diǎn)對(duì)耗能指標(biāo)進(jìn)行分析。
再如對(duì)系統(tǒng)形式選擇和劃分時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)注意考慮不同朝向、周邊區(qū)與內(nèi)區(qū)之間的差異。系統(tǒng)應(yīng)分開(kāi)設(shè)置或分環(huán)，以便分系統(tǒng)或分環(huán)控制和調(diào)節(jié)。這樣就可避免某些區(qū)域出現(xiàn)夏季過(guò)冷或冬季過(guò)熱的現(xiàn)象，造成不必要的能量損耗。尤其要注意控制幾種傾向：一是不顧實(shí)際節(jié)能效果，盲目地追求新技術(shù)，認(rèn)為采用技術(shù)的設(shè)計(jì)方案就是*方案。實(shí)際上，每種方案都有其適用條件和范圍，若從降低運(yùn)行費(fèi)用和能耗指標(biāo)方面考慮，先進(jìn)的技術(shù)方案就可能變成不合理甚至是不可行的方案。二是設(shè)計(jì)方案對(duì)某個(gè)工程項(xiàng)目可能是*方案，但對(duì)于其他項(xiàng)目就*不可行。三是認(rèn)為復(fù)雜的方案就是高水平方案。但實(shí)際上，系統(tǒng)越復(fù)雜，通常其設(shè)備就越多。不僅投資和運(yùn)行費(fèi)用增加，系統(tǒng)可靠性和可控性也往往偏低，節(jié)能效果隨之降低?？偠灾_定空調(diào)設(shè)計(jì)方案務(wù)必結(jié)合工程的具體情況，根據(jù)負(fù)荷特性、建筑使用功能要求以及環(huán)境控制特點(diǎn)等多重因素，注意從節(jié)能角度通過(guò)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較，確定出*合理的設(shè)計(jì)方案，確保系統(tǒng)運(yùn)行與被控制環(huán)境形成*配合，達(dá)到保證供冷熱質(zhì)量的前提下既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能的目的。
其次，系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)認(rèn)真計(jì)算。一是根據(jù)工程具體情況對(duì)空調(diào)運(yùn)行季節(jié)進(jìn)行全工況、全過(guò)程分析計(jì)算，尋找出比較合理的設(shè)計(jì)方案，使空調(diào)系統(tǒng)在不同的室外氣象參數(shù)或室內(nèi)狀況下都能經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行，為運(yùn)行節(jié)能奠定基礎(chǔ)。二是通過(guò)認(rèn)真計(jì)算，合理確定系統(tǒng)冷熱負(fù)荷及風(fēng)、水管道阻力，選擇合適的冷熱源設(shè)備以及水泵、風(fēng)機(jī)等動(dòng)力設(shè)備，確保所選擇的各項(xiàng)設(shè)備能恰好處在*工況狀態(tài)下運(yùn)行。
需要提醒的是，不經(jīng)計(jì)算和按照水泵或風(fēng)機(jī)的特性曲線選擇設(shè)備，盲目按水泵或風(fēng)機(jī)樣本的銘牌參數(shù)選擇流量、揚(yáng)程或全壓過(guò)大的泵與風(fēng)機(jī)，將極大地造成設(shè)備運(yùn)行中不必要的能量損耗；在有條件或系統(tǒng)允許的情況下，經(jīng)過(guò)綜合進(jìn)行系統(tǒng)總能耗的比較，應(yīng)合理加大系統(tǒng)的介質(zhì)溫差，以減少系統(tǒng)水流量和送風(fēng)量，降低輸送過(guò)程中的能耗。
改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)
對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，與圍護(hù)結(jié)構(gòu)相關(guān)的空調(diào)負(fù)荷占有很大比例，其保溫性能直接決定了結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)乃至空調(diào)負(fù)荷的大小。改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性需從以下方面著手：
一是控制建筑窗墻面積比。由于外窗能耗占建筑總能耗35%45%，因此，在保障室內(nèi)采光的前提下，合理確定窗墻面積比十分重要。一般規(guī)定各朝向的窗墻比不得大于下列數(shù)字：北向25%；東、西向30%；南向35%。
二是提高門(mén)窗氣密性和保溫性能，應(yīng)采用密閉性和保溫性能良好的門(mén)窗，并采用節(jié)能保溫的墻體。
三是加強(qiáng)施工管理。除了按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求做好墻窗等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫施工外，還應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)窗或玻璃幕墻與墻、墻與屋頂?shù)认嗷ソY(jié)合部位的保溫施工管理工作，尤其應(yīng)注意采取相應(yīng)措施切斷鋼筋硅或鋼構(gòu)件、門(mén)窗鋼附框等熱的良導(dǎo)體形成的熱橋作用。
改變行業(yè)觀念
我國(guó)暖通空調(diào)系統(tǒng)能效水平目前并不樂(lè)觀，除了設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)等技術(shù)因素，筆者認(rèn)為，某些理念短板是需要解決的根源。
在行業(yè)前端，我國(guó)應(yīng)繼續(xù)大膽推廣應(yīng)用可再生能源或低品位能源的空調(diào)系統(tǒng)。隨著空調(diào)對(duì)能源的消耗大幅上升，同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞日趨加劇，如何合理有效利用可再生能源及低品位能源已經(jīng)成為該領(lǐng)域重要的研究課題，如地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、太陽(yáng)能制冷或供熱系統(tǒng)等。項(xiàng)目利用可再生能源的暖通空調(diào)系統(tǒng)，不僅有著顯著的環(huán)境和社會(huì)效益，還有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)大力開(kāi)發(fā)推廣。與此同時(shí)，與熱泵技術(shù)相關(guān)聯(lián)的冷熱回收利用研究工作正逐步深入，如空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)的全熱回收器、夏季利用冷凝熱的衛(wèi)生熱水供應(yīng)等，都能顯著提高空調(diào)系統(tǒng)能源的有效利用率，但實(shí)際應(yīng)用尚不廣泛，效果也不顯著。
不過(guò)，和其他任何新技術(shù)一樣，這些技術(shù)目前仍然存在包括政策、技術(shù)、資金等方面的大量問(wèn)題，需進(jìn)一步研究完善。
同時(shí)，采用新型節(jié)能且舒適健康的供暖和空調(diào)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，但不同的熱濕環(huán)境參數(shù)組合空調(diào)系統(tǒng)的能耗常常不同。在冬季，人們采用傳統(tǒng)的空調(diào)方式把整個(gè)室內(nèi)空氣加熱，通過(guò)空氣實(shí)現(xiàn)人體與環(huán)境的熱濕交換，需要1820℃甚至更高的空氣溫度，此時(shí)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失和加熱新風(fēng)的熱損失都比較大。如果，人們根據(jù)熱濕環(huán)境的研究成果改變傳統(tǒng)空調(diào)方式，增加輻射熱如低溫地板輻射采暖，此時(shí)所需要的空氣溫度將顯著下降，一般不超過(guò)16℃即可。顯而易見(jiàn)，后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。夏季亦然。
而在行業(yè)后端，強(qiáng)化系統(tǒng)運(yùn)行管理、提高系統(tǒng)控制水平以提高整體運(yùn)行管理水平已是燃眉之急。筆者認(rèn)為，行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)空調(diào)操作人員的培訓(xùn)，提高管理人員素質(zhì)，實(shí)行空調(diào)操作人員操作證制度。因?yàn)楦黜?xiàng)調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實(shí)施，都與操作人員的技術(shù)素質(zhì)直接相關(guān)。后者必須具備必要甚至完備的暖通空調(diào)基本理論常識(shí)，懂得根據(jù)室外參數(shù)變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。
暖通空調(diào)是一項(xiàng)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其優(yōu)劣成敗不僅與設(shè)備質(zhì)量相關(guān)，更取決于從前端設(shè)計(jì)到后端運(yùn)營(yíng)全過(guò)程，每一個(gè)細(xì)節(jié)都將直接或間接地影響著工程zui終的命運(yùn)。
改進(jìn)設(shè)計(jì)思路
設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)然需要被優(yōu)先提出，它對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)成敗乃至整個(gè)工程的使用和節(jié)能關(guān)聯(lián)密切。暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是*空調(diào)系統(tǒng)龐大復(fù)雜，設(shè)計(jì)水平優(yōu)劣將產(chǎn)生zui關(guān)鍵的影響。筆者建議設(shè)計(jì)階段需加強(qiáng)以下方面工作：
首先，注重從節(jié)能角度認(rèn)真進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的比較和優(yōu)選
如對(duì)冷熱源系統(tǒng)的選擇，由于暖通空調(diào)系統(tǒng)所消耗的能量大部分在冷熱源系統(tǒng)中，因此合理地選擇冷熱源系統(tǒng)，不僅要考慮初投資和運(yùn)行費(fèi)用，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu)和建筑使用功能特點(diǎn)對(duì)耗能指標(biāo)進(jìn)行分析。
再如對(duì)系統(tǒng)形式選擇和劃分時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)注意考慮不同朝向、周邊區(qū)與內(nèi)區(qū)之間的差異。系統(tǒng)應(yīng)分開(kāi)設(shè)置或分環(huán)，以便分系統(tǒng)或分環(huán)控制和調(diào)節(jié)。這樣就可避免某些區(qū)域出現(xiàn)夏季過(guò)冷或冬季過(guò)熱的現(xiàn)象，造成不必要的能量損耗。尤其要注意控制幾種傾向：一是不顧實(shí)際節(jié)能效果，盲目地追求新技術(shù)，認(rèn)為采用技術(shù)的設(shè)計(jì)方案就是*方案。實(shí)際上，每種方案都有其適用條件和范圍，若從降低運(yùn)行費(fèi)用和能耗指標(biāo)方面考慮，先進(jìn)的技術(shù)方案就可能變成不合理甚至是不可行的方案。二是設(shè)計(jì)方案對(duì)某個(gè)工程項(xiàng)目可能是*方案，但對(duì)于其他項(xiàng)目就*不可行。三是認(rèn)為復(fù)雜的方案就是高水平方案。但實(shí)際上，系統(tǒng)越復(fù)雜，通常其設(shè)備就越多。不僅投資和運(yùn)行費(fèi)用增加，系統(tǒng)可靠性和可控性也往往偏低，節(jié)能效果隨之降低?？偠灾_定空調(diào)設(shè)計(jì)方案務(wù)必結(jié)合工程的具體情況，根據(jù)負(fù)荷特性、建筑使用功能要求以及環(huán)境控制特點(diǎn)等多重因素，注意從節(jié)能角度通過(guò)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較，確定出*合理的設(shè)計(jì)方案，確保系統(tǒng)運(yùn)行與被控制環(huán)境形成*配合，達(dá)到保證供冷熱質(zhì)量的前提下既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能的目的。
其次，系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)認(rèn)真計(jì)算。一是根據(jù)工程具體情況對(duì)空調(diào)運(yùn)行季節(jié)進(jìn)行全工況、全過(guò)程分析計(jì)算，尋找出比較合理的設(shè)計(jì)方案，使空調(diào)系統(tǒng)在不同的室外氣象參數(shù)或室內(nèi)狀況下都能經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行，為運(yùn)行節(jié)能奠定基礎(chǔ)。二是通過(guò)認(rèn)真計(jì)算，合理確定系統(tǒng)冷熱負(fù)荷及風(fēng)、水管道阻力，選擇合適的冷熱源設(shè)備以及水泵、風(fēng)機(jī)等動(dòng)力設(shè)備，確保所選擇的各項(xiàng)設(shè)備能恰好處在*工況狀態(tài)下運(yùn)行。
需要提醒的是，不經(jīng)計(jì)算和按照水泵或風(fēng)機(jī)的特性曲線選擇設(shè)備，盲目按水泵或風(fēng)機(jī)樣本的銘牌參數(shù)選擇流量、揚(yáng)程或全壓過(guò)大的泵與風(fēng)機(jī)，將極大地造成設(shè)備運(yùn)行中不必要的能量損耗；在有條件或系統(tǒng)允許的情況下，經(jīng)過(guò)綜合進(jìn)行系統(tǒng)總能耗的比較，應(yīng)合理加大系統(tǒng)的介質(zhì)溫差，以減少系統(tǒng)水流量和送風(fēng)量，降低輸送過(guò)程中的能耗。
改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)
對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，與圍護(hù)結(jié)構(gòu)相關(guān)的空調(diào)負(fù)荷占有很大比例，其保溫性能直接決定了結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)乃至空調(diào)負(fù)荷的大小。改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性需從以下方面著手：
一是控制建筑窗墻面積比。由于外窗能耗占建筑總能耗35%45%，因此，在保障室內(nèi)采光的前提下，合理確定窗墻面積比十分重要。一般規(guī)定各朝向的窗墻比不得大于下列數(shù)字：北向25%；東、西向30%；南向35%。
二是提高門(mén)窗氣密性和保溫性能，應(yīng)采用密閉性和保溫性能良好的門(mén)窗，并采用節(jié)能保溫的墻體。
三是加強(qiáng)施工管理。除了按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求做好墻窗等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫施工外，還應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)窗或玻璃幕墻與墻、墻與屋頂?shù)认嗷ソY(jié)合部位的保溫施工管理工作，尤其應(yīng)注意采取相應(yīng)措施切斷鋼筋硅或鋼構(gòu)件、門(mén)窗鋼附框等熱的良導(dǎo)體形成的熱橋作用。
改變行業(yè)觀念
我國(guó)暖通空調(diào)系統(tǒng)能效水平目前并不樂(lè)觀，除了設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)等技術(shù)因素，筆者認(rèn)為，某些理念短板是需要解決的根源。
在行業(yè)前端，我國(guó)應(yīng)繼續(xù)大膽推廣應(yīng)用可再生能源或低品位能源的空調(diào)系統(tǒng)。隨著空調(diào)對(duì)能源的消耗大幅上升，同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞日趨加劇，如何合理有效利用可再生能源及低品位能源已經(jīng)成為該領(lǐng)域重要的研究課題，如地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、太陽(yáng)能制冷或供熱系統(tǒng)等。項(xiàng)目利用可再生能源的暖通空調(diào)系統(tǒng)，不僅有著顯著的環(huán)境和社會(huì)效益，還有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)大力開(kāi)發(fā)推廣。與此同時(shí)，與熱泵技術(shù)相關(guān)聯(lián)的冷熱回收利用研究工作正逐步深入，如空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)的全熱回收器、夏季利用冷凝熱的衛(wèi)生熱水供應(yīng)等，都能顯著提高空調(diào)系統(tǒng)能源的有效利用率，但實(shí)際應(yīng)用尚不廣泛，效果也不顯著。
不過(guò)，和其他任何新技術(shù)一樣，這些技術(shù)目前仍然存在包括政策、技術(shù)、資金等方面的大量問(wèn)題，需進(jìn)一步研究完善。
同時(shí)，采用新型節(jié)能且舒適健康的供暖和空調(diào)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，但不同的熱濕環(huán)境參數(shù)組合空調(diào)系統(tǒng)的能耗常常不同。在冬季，人們采用傳統(tǒng)的空調(diào)方式把整個(gè)室內(nèi)空氣加熱，通過(guò)空氣實(shí)現(xiàn)人體與環(huán)境的熱濕交換，需要1820℃甚至更高的空氣溫度，此時(shí)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失和加熱新風(fēng)的熱損失都比較大。如果，人們根據(jù)熱濕環(huán)境的研究成果改變傳統(tǒng)空調(diào)方式，增加輻射熱如低溫地板輻射采暖，此時(shí)所需要的空氣溫度將顯著下降，一般不超過(guò)16℃即可。顯而易見(jiàn)，后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。夏季亦然。
而在行業(yè)后端，強(qiáng)化系統(tǒng)運(yùn)行管理、提高系統(tǒng)控制水平以提高整體運(yùn)行管理水平已是燃眉之急。筆者認(rèn)為，行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)空調(diào)操作人員的培訓(xùn)，提高管理人員素質(zhì)，實(shí)行空調(diào)操作人員操作證制度。因?yàn)楦黜?xiàng)調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實(shí)施，都與操作人員的技術(shù)素質(zhì)直接相關(guān)。后者必須具備必要甚至完備的暖通空調(diào)基本理論常識(shí)，懂得根據(jù)室外參數(shù)變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。
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