王凱 鞏茂康 馮小濤 濟南金曰公路工程有限公司
據統(tǒng)計,目前,空調能耗占建筑能耗的55%左右,約占社會總能耗的20%。因此空調系統(tǒng)的節(jié)能不容忽視,降低空調系統(tǒng)的能耗對減少建筑系統(tǒng)總能耗的意義重大,同時對緩解用電緊張局面,優(yōu)化能源結構和提高能源利用率也具有十分重要的意義。安裝暖通空調是為室內提供舒適的工作和生活環(huán)境。其作用主要包括控制空氣溫度、濕度、氣流速度和潔凈度等。在正常的舒適性空調中,以能夠使人體保持熱平衡而滿足舒適感為目標,在恒溫恒濕或有清潔要求的工藝性空調室內,主要以滿足生產工藝為標準。但由于建筑物的密閉性逐漸增加,裝修檔次也越來越高,從而導致室內污染物的滯留量增加及延長停留時間。如煙霧、病菌及從家具、墻面、地毯和油性漆中散發(fā)出的多種致病化學物質,加上通風換氣量的明顯不足,空氣在室內循環(huán)造成室內空氣品質嚴重不合格。如何才能有效地解決空調房間存在的空氣品質問題,已引起人們的廣泛關注。
空調節(jié)能系統(tǒng)的設計必須根據工程具體情況,對空調運行季節(jié)進行全方位、全過程的分析,找出一個合適的方案,使空調系統(tǒng)在不同的室外氣候參數或室內狀況下都可以經濟、合理、正常地運行。
一是采用合理的冷熱源。對系統(tǒng)設計中的設備進行合理選型是影響空調節(jié)能的關鍵因素,合理配置中央空調系統(tǒng)的冷熱源對節(jié)能和能源合理利用關系重要。中央空調系統(tǒng)常用的冷熱源配置方式有水冷冷水機組加鍋爐、熱泵型機組和溴化鋰吸收式機組。比如:溴化鋰機組的能效比(制冷量/消耗的熱量)比較低,省電但并不節(jié)能適用于有廢熱和余熱的地方,如熱電廠等附近。
二是采用蓄冷系統(tǒng)。各地區(qū)經濟發(fā)展不平衡,但程度不同地存在著電負荷峰谷差較大的實際,在用電高峰時電力供應不足,而在低谷用電時供應過剩的浪費。在實施電力峰谷電價的地區(qū),就可以采取低電價時段采用冰蓄冷系統(tǒng)將水制成冰來儲存冷量,高電價時段再將冷量釋放出去,這會對整個電力負荷的移峰補谷工作起到很好的效果,并能產生較好的經濟社會效益。
三是采用變頻應用系統(tǒng)。變頻技術在現在空調系統(tǒng)的使用中成為一種必然性,不僅能有效地改造空調系統(tǒng)的某些不足,還能較大地降低能耗、節(jié)省運行費用。采取變頻技術的原因包括以下幾點。(a)設計人員在進行設備選型時,通常會預留一定的富余量,事實上設備很少會在全負荷下運行,甚至不可能出現全負荷運行的情況。(b)建筑物由于使用環(huán)境的變化,負荷也會發(fā)生相應的變化。(c)建筑物的實際負荷會隨著室外氣候的變化而產生波動。正常情況下,空調設備只能按設備的額定功率運行。當負荷降低時,設備仍以額定功率全負荷輸出運行。這就必然造成能量的浪費。如果使用變頻技術,使空調設備的輸出功率隨著負荷的增減而變化,就會起到明顯的節(jié)能效果。根據空調負荷狀況,改變水流量或風流量能有效地實現節(jié)能。變風量(VAV)空調系統(tǒng)是通過末端裝置來補償室內負荷的變動,調節(jié)室內送風量以維持室溫。變水量系統(tǒng)(風機盤管)是通過水量控制的方法來調控溫度的。通過對水量、風量及主機的變頻控制調節(jié),可以實現所需空調負荷的用時匹配,使其達到節(jié)能的目的。
一是熱回收技術。主要是將空調機組排放出的熱量進行回收,避免排風系統(tǒng)直接將空調房內的空氣排出室外,造成能量的浪費。
二是低溫地板輻射采暖技術。主要是在地板中直接埋設熱水管用以加熱地板,由地面輻射產生的熱來加熱室內空氣。
三是地源熱泵空調,主要是利用在冬季吸收土壤、地下水、地表水等天然資源的能量,向建筑物提供熱能,夏天向天然資源釋放熱量,給建筑物供冷的一種高效節(jié)能的空調系統(tǒng),具有經濟、節(jié)能、環(huán)保等多方面的優(yōu)勢,也不存在分體空調那樣影響建筑外觀造型美觀,同時彌補了我國傳統(tǒng)的供暖制冷方式存在的許多問題,更重要的是在很大程度上為社會節(jié)省了能源,為環(huán)境減少了污染,緩解了電荒,也節(jié)省了開支。
四是太陽能空調,主要就是將太陽能轉化為熱能或電能進行制冷的一種方式。太陽能是公認的未來人類最合適、最安全、最綠色、最理想的替代能源之一,具有取用方便、能量巨大、無污染、安全性好等優(yōu)點。
一是選擇節(jié)能的采暖空調方式。同一個采暖對象采用不同的采暖方式,其能耗、室內環(huán)境的舒適程度是大不相同的。如北方采用低溫地板輻射采暖 不僅舒適而且此時的室內溫度與采用散熱器方式相比可以低2℃~5℃,能耗當然大為降低;在選擇空調方式時選擇輻射式空調方式一般比對流方式舒適節(jié)能。
二是選擇高效的隔熱保溫材料。對墻、窗等圍護結構使用保溫性能好的材料,對暖通空調系統(tǒng)的管道系統(tǒng)也要選擇高效的保溫隔熱材料,防止能量在輸送過程中損失過大。
三是選擇可再生能源或低品位能源的空調系統(tǒng)。不可再生能源的大量使用造成能源的日趨枯竭,環(huán)境日益惡化,開發(fā)利用天然可再生能源成為必然。在天然可再生能源中,太陽能、風能發(fā)電,太陽能供熱或制冷系統(tǒng),地源熱泵空調系統(tǒng)等技術已經成熟,應大力推廣使用。利用可再生能源的暖通空調系統(tǒng),不僅有著顯著的環(huán)境和社會效益,也是節(jié)能的最有效途徑。
四是選擇優(yōu)良的暖通空調設備系統(tǒng)。選擇優(yōu)良的暖通空調設備才能使整個系統(tǒng)實現有效的冷熱回收利用,如空調系統(tǒng)排風的全熱回收,夏季利用冷凝熱的衛(wèi)生熱水供應,負荷的靈活調節(jié),使得系統(tǒng)能始終處在高效的狀態(tài)下運行。
綜上,暖通空調系統(tǒng)是現代建筑中非常重要的組成部分,該系統(tǒng)節(jié)能水平在綠色節(jié)能建筑能耗中也起著非常重要的作用,因此被認為是具有戰(zhàn)略性的問題,要實現暖通空調系統(tǒng)節(jié)能則必須從設計入手,研發(fā)更為高效的節(jié)能系統(tǒng),并在整個施工中實施全過程控制確保施工質量,方能最終實現更為高效的節(jié)能效果。