譚文濤
(南寧市人民代表大會常委會 辦公廳,廣西 南寧 530028)
在各類建筑物中,大量采用先進設(shè)備和相應(yīng)配套設(shè)備而成的中央空調(diào)系統(tǒng),已成為現(xiàn)代化建筑技術(shù)的重要標(biāo)志之一,是現(xiàn)代建筑創(chuàng)造舒適高效的工作和生活環(huán)境所不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施。對這些設(shè)備的設(shè)計、安裝和運行管理,不僅直接關(guān)系到業(yè)主和用戶的根本利益,而且也關(guān)系到對部環(huán)境的保護。例如,在智能建筑中,集中空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控點數(shù)量,常常占全樓監(jiān)控點總數(shù)的50%以上,其能耗常常占全樓總能耗量的50%以上。
由此可見,中央空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中是極其重要的。尤其在現(xiàn)代智能建筑中,中央空調(diào)系統(tǒng)是不可少的組成部分。因此,研究中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的意義,就尤其重要。對空調(diào)系統(tǒng)能耗的研究要實現(xiàn)的目標(biāo),是如何在創(chuàng)造良好室內(nèi)小環(huán)境的前提下利用能源,達到對外部大環(huán)境的最小破壞,以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的長遠目標(biāo)。
該研究是一個非常廣泛的課題,涉及許多學(xué)科。本文從工程現(xiàn)狀、工程設(shè)計,工程施工和運行管理等方面探討了中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的措施和方法。
實現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的根本途徑,就在于巧妙地利用室內(nèi)外條件、維護結(jié)構(gòu)及空調(diào)設(shè)備的相互作用關(guān)系,選擇滿足建筑節(jié)能要求的方案,既創(chuàng)造出舒適、高效的室內(nèi)環(huán)境,而同時又實現(xiàn)大幅度節(jié)能的目的。
經(jīng)重慶、上海、廣州等地區(qū)的實踐證明,夏季室內(nèi)溫度低1℃或冬季高1℃,工程投資將增加6%,能耗增加8%,并且加大室內(nèi)外溫差也不符合衛(wèi)生要求。舒適性空調(diào)夏季比較理想的室內(nèi)溫度,是比室外環(huán)境溫度低5~8℃為好。
空調(diào)冷(熱)負荷,可分為圍護結(jié)構(gòu)冷(熱)負荷和室內(nèi)冷(熱)負荷。下面從門窗的節(jié)能方面,進行闡述。
(1)控制窗墻比。通過外窗的耗熱量,占建筑物總耗熱量的35%~45%,在保證室內(nèi)采光良好的前提下,合理確定窗墻比十分重要。
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%。
(2)提高門窗氣密性。房間換氣次數(shù)由0.9次/h降到0.6次/h,建筑物的能耗可降低8%左右,因此設(shè)計中應(yīng)采用密閉性良好的門窗,而加設(shè)密封條是提高門窗氣密性的重要手段。
密封條應(yīng)采用彈性良好、鑲接牢固嚴(yán)密、經(jīng)久耐用的產(chǎn)品,根據(jù)門窗的具體情況,分別采用不同的密封條,如橡膠條、塑料條或橡塑結(jié)合的密封條,其形狀可為條形或沖形。固定方法可用粘貼、擠緊或釘結(jié)。
中央空調(diào)能耗,一般包括3部分,即:
(1)空調(diào)冷熱源;
(2)空調(diào)機組末端設(shè)備;
(3)水或空氣輸送系統(tǒng)。
這3部分能耗中,冷熱源能耗約占總能耗的50%左右,是空調(diào)節(jié)能的重要內(nèi)容。如果均把各自消耗的能量折算成一次能源,則各類機組均可用單位時間內(nèi)一次能源消耗能量所制取的冷量或熱量進行比較。
本文使用一次能源效率OEER(W/W)來表示,從單位能耗角度考慮。
夏季制冷:離心式、螺桿式冷水機組OEER值最高,吸收式冷水機組OEER最小;
冬季供熱:螺桿式、活塞式熱泵冷熱水機組OEER最高,電熱水機組最低,即能耗最高。
一般空調(diào)水系統(tǒng)的輸配用電,在冬季供暖期間約占整個建筑動力用電的20%~25%,夏季供冷期間占12%~24%。因此水系統(tǒng)節(jié)能,具有重要意義。目前,空調(diào)水系統(tǒng)在設(shè)計上存在著一些問題:
(1)選擇水泵是按設(shè)計值查找水泵樣本銘牌參數(shù)確定,而不是按水泵的特性曲線選定水泵型號;
(2)未對每個水環(huán)路進行水力平衡計算,對壓差相差懸殊的回路也未采取有效措施,因此水力、熱力失調(diào)現(xiàn)象嚴(yán)重;
(3)大流量、小溫差現(xiàn)象普遍存在,設(shè)計中供、回水溫差一般取5℃,但經(jīng)實測,夏季冷凍水回水溫差較好的為3.5℃,較差的只有1.5~2℃,造成實際水流比設(shè)計水量大1.5倍以上,使水泵電耗大大增加。
因此,空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)從如下方面著手考慮:
一是設(shè)計人員應(yīng)重視水系統(tǒng)設(shè)計,認真進行水系統(tǒng)各環(huán)路的計算,并采取相應(yīng)措施保證各環(huán)路水力平衡;
二是認真校對和計算空調(diào)水系統(tǒng)相關(guān)系數(shù),切實落實節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求值,積極推廣變頻調(diào)速水泵,冬、夏兩用雙速水泵等節(jié)能措施;
三是制冷系統(tǒng)冷卻水進水溫度的高低,對主機耗電量有著重要影響,一般推算,在水量一定情況下,進水溫度高1℃,溴化鋰?yán)渌畽C組能耗高6%。
國產(chǎn)風(fēng)機盤管從總體水平看,與國外同類產(chǎn)品相比差不多,但與國外先進水平比較,主要差距是耗電量、盤管總質(zhì)量和噪聲方面。因此設(shè)計中一定注意選用總質(zhì)量小、單位風(fēng)機功率供冷熱量大的機組。
空調(diào)機組應(yīng)該選用機組風(fēng)機風(fēng)量與風(fēng)壓匹配合理、漏風(fēng)量少、空氣輸送系數(shù)大的機組。
除上述幾點外,還應(yīng)根據(jù)具體工程情況,積極推廣水環(huán)路熱泵,采用熱回收、變風(fēng)量、變水量系統(tǒng)等節(jié)能技術(shù)。
做好設(shè)備及管道的保溫,以減少能量的過多耗費??照{(diào)設(shè)備和管道的保溫,對于節(jié)省能量消耗、降低運行費用,也是相當(dāng)重要的。如果保溫效果不好,或在維修后保溫層修復(fù)不好,不但過多地消耗了冷量,也會由于所供冷水溫度的溫升過大,導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)在對空氣的處理過程中,因無法保證其機器露點,而使空調(diào)房間相對濕度超標(biāo)。
水箱污垢、腐蝕及青苔,對制冷系統(tǒng)影響極大,也是空調(diào)能耗高的重要原因。大氣中的塵埃、水分、細菌氧氣及某些有害酸性氣體,不斷地由冷卻塔進入冷卻水系統(tǒng)中,冷凍系統(tǒng)雖然較為密閉,但水中溶解氧對冷凍管材也產(chǎn)生腐蝕作用,日積月累,空調(diào)設(shè)備將產(chǎn)生污垢、銹蝕和微生物不斷繁殖所產(chǎn)生的生物污泥,使管道堵塞,制冷量下降,浪費電能。根據(jù)理論計算,冷凝器的污垢每增加0.1mm,熱交換效率就降低30%,耗電量則增加5%~8%。
加強對空調(diào)操作人員工的培訓(xùn),提高管理人員素質(zhì),實行空調(diào)操作人員操作證制度。各項調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實施,都與操作人員的技術(shù)素質(zhì)直接相關(guān)。
合理的設(shè)計方案、精心的施工和科學(xué)的運行管理,對空調(diào)節(jié)能都是至關(guān)重要的。業(yè)主宜在建設(shè)初期,就進行管理人員的選擇和培訓(xùn)。必要時可以聘請專家加強建設(shè)過程各個環(huán)節(jié)甚至全過程(從設(shè)計方案的確定到系統(tǒng)的運行)的監(jiān)督管理,確保建成的中央空調(diào)系統(tǒng)起碼能夠正常運行,進而追求實現(xiàn)一定程度的節(jié)能。在此基礎(chǔ)上,再實現(xiàn)運行的全面優(yōu)化,以便達到最大限度的節(jié)能效果。
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