張程波

【摘要】 隨著人均建筑面積的不斷增大，暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進(jìn)一步增大。這勢(shì)必會(huì)使能源供求矛盾的進(jìn)一步激化。本文主要介紹暖通空調(diào)領(lǐng)域具有較大的節(jié)能意義和良好應(yīng)用前景的技術(shù)方式。

【關(guān)鍵詞】 暖通空調(diào)；節(jié)能；技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來(lái)越大，而在建筑能耗里，用于暖通空調(diào)的能耗又占建筑能耗的30%-50%，且在逐年上升。隨著人均建筑面積的不斷增大，暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進(jìn)一步增大。這勢(shì)必會(huì)使能源供求矛盾的進(jìn)一步激化。本文主要介紹暖通空調(diào)領(lǐng)域具有較大的節(jié)能意義和良好應(yīng)用前景的技術(shù)方式。

一、熱泵技術(shù)

熱泵是以大自然中蘊(yùn)藏著大量的較低溫度的低品位熱能為熱源，如以大氣、地表水、地?zé)?、或工廠排放的廢水(氣)為熱源，通過(guò)壓縮機(jī)的工作從這些熱源中吸取其中蘊(yùn)藏著的大量較低溫度的低品位熱能，并將其溫度提高后再傳給高溫?zé)嵩?。熱泵按熱源的不同可分為：?）空氣源（風(fēng)冷）熱泵。目前的產(chǎn)品主要是家用熱泵空調(diào)器、商用單元式熱泵空調(diào)機(jī)組和熱泵冷熱水機(jī)組。風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組自90年代初開(kāi)始，在夏熱冬冷地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，在武漢也有很多的應(yīng)用?？諝庠礋岜迷谑褂蒙献畲蟮膯?wèn)題是，冬季供熱運(yùn)行時(shí)，室外氣溫較低的時(shí)候，室外換熱器翅片表面會(huì)結(jié)霜，（需要采取除霜措施）。（2）地下水水源熱泵。即從地下抽水，經(jīng)過(guò)熱泵提取其熱量，然后再回灌到地下。這種技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都已廣泛應(yīng)用。但受到地下水文地質(zhì)條件的限制，并非處處適用。研究更有效的取水和回灌方式，將使這技術(shù)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。（3）土壤源熱泵。即在地下土壤中埋管，通入循環(huán)工質(zhì)，使之成為循環(huán)工質(zhì)與土壤間的換熱器。在冬季，通過(guò)這一換熱器從地下取熱，成為熱泵的熱源；在夏季，從地下取冷，成為熱泵的冷源。這樣以來(lái)，就實(shí)現(xiàn)了冬存夏用和夏存冬用。目前，這種技術(shù)的主要問(wèn)題是初投資過(guò)高。提高換熱管的換熱能力，降低初投資是這項(xiàng)技術(shù)廣泛推廣的關(guān)鍵。與水源熱泵相比，由于沒(méi)有水文地質(zhì)條件的限制，土壤源熱泵被認(rèn)為有更好的應(yīng)用前景。（4）污水源熱泵。直接從城市污水中提取熱量，是污水綜合利用的組成部分。據(jù)測(cè)算，城市污水全部充當(dāng)熱源，可解決城市供暖用熱的近20％。

熱泵技術(shù)有三大優(yōu)勢(shì)：一、它能長(zhǎng)期大規(guī)模地利用江河湖海、城市污水、工業(yè)污水、土壤或空氣中的低溫?zé)崮??？梢园盐覀兩a(chǎn)和生活中棄之不用的低溫?zé)崮芾闷饋?lái)。二、它是目前世界上最節(jié)省一次能源（即煤、石油、天然氣等）的供熱系統(tǒng)。它能用少量不可再生的能源將大量的低溫?zé)崃刻嵘秊楦邷責(zé)崃?。三、它在一定條件下可以逆向使用，既可供熱，也可用以制冷，即一套設(shè)備兼作熱源和冷源。另外,由于能夠有效地降低一次能源消耗,因而可以減少CO2氣體和其它燃燒產(chǎn)生的污染物的排放，是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能新技術(shù)。理論和大量的應(yīng)用實(shí)踐都說(shuō)明，熱泵技術(shù)具有很好的節(jié)能效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。

二、排風(fēng)余熱回收技術(shù)

夏季，空調(diào)建筑的排風(fēng)溫度低于室外新風(fēng)溫度，室內(nèi)含濕量也低于室外新風(fēng)含濕量。利用熱回收裝置對(duì)排風(fēng)和新風(fēng)進(jìn)行熱交換，可以降低新風(fēng)溫度和濕度。冬季，排風(fēng)溫度高 于室外新風(fēng)溫度，排風(fēng)含濕量高于室外新風(fēng)含濕量，熱回收裝置可以預(yù)熱和加濕新風(fēng)。具體做法為，在排風(fēng)出口安裝熱交換器，排風(fēng)和新風(fēng)分別通過(guò)各自的通道進(jìn)行間接接觸換熱；利用排風(fēng)余熱來(lái)預(yù)熱新風(fēng)(或者利用余冷來(lái)預(yù)冷新風(fēng))，從而達(dá)到回收排風(fēng)余熱的目的。目前可以采用的熱回收設(shè)備分為顯熱回收型和全熱回收型兩種。這種產(chǎn)品不但能夠用于中央空調(diào)系統(tǒng)，而且能夠用于供暖建筑和使用家用空調(diào)器的建筑。不但節(jié)能，而且改善了室內(nèi)空氣質(zhì)量?，F(xiàn)在全國(guó)已有多家產(chǎn)品，武漢也研制和開(kāi)發(fā)出了這種產(chǎn)品。有關(guān)專家對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的節(jié)能意義有很高的評(píng)價(jià)，對(duì)其應(yīng)用前景有很樂(lè)觀的估計(jì)。應(yīng)當(dāng)說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)還處于起步階段，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，并且使其易于與各種不同的建筑相結(jié)合，便于安裝使用，是這項(xiàng)技術(shù)的主要研究方向。

三、變流量技術(shù)

采暖、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是按照比較不利的氣象條件進(jìn)行的，所以在絕大部分時(shí)間內(nèi)，實(shí)際負(fù)荷小于設(shè)計(jì)熱（冷）負(fù)荷，并且在一天之內(nèi)也是不斷變化的。那么，水和空氣作為熱量和冷量的的載體，其流量也應(yīng)當(dāng)是隨著負(fù)荷的變化而變化。這既是采暖、空調(diào)質(zhì)量的要求，也是節(jié)能的要求。因此，如何動(dòng)態(tài)地控制系統(tǒng)的流量，既能滿足經(jīng)常變化的負(fù)荷要求，又能最大限度的節(jié)省能耗，是暖通空調(diào)領(lǐng)域近年來(lái)的技術(shù)熱點(diǎn)之一。

對(duì)系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的方式是改變系統(tǒng)的阻力，即用閥門調(diào)節(jié)。這種方式顯然是不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)槭且韵牧黧w的機(jī)械能為代價(jià)的，這些機(jī)械能是需要泵和風(fēng)機(jī)提供的。為了避免這種無(wú)謂的能量消耗，對(duì)于系統(tǒng)的集中調(diào)節(jié)，采用改變系統(tǒng)動(dòng)力的方式，而不采用改變系統(tǒng)阻力的方式，已成了人們的共識(shí)和技術(shù)潮流。在改變系統(tǒng)動(dòng)力的調(diào)節(jié)方式中，主要有泵/風(fēng)機(jī)多臺(tái)并聯(lián)的變臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)和變速調(diào)節(jié)，其中包括定速機(jī)與變速機(jī)的并聯(lián)、變速與變臺(tái)數(shù)的結(jié)合等。在變臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)中，需要注意的問(wèn)題是，在調(diào)節(jié)中單機(jī)工況的改變。即隨著并聯(lián)臺(tái)數(shù)的減少，仍在運(yùn)行的泵（風(fēng)機(jī)），流量增大，效率降低，結(jié)果有可能導(dǎo)致超載現(xiàn)象的發(fā)生。在變速調(diào)節(jié)方面，對(duì)于一個(gè)具體的工程，需要研究的問(wèn)題是，變速控制信號(hào)的選擇，以及運(yùn)行模式的選擇。運(yùn)行模式是指，是并聯(lián)各臺(tái)全部變速，還是定變結(jié)合，還是變速與變臺(tái)數(shù)結(jié)合等。

改變系統(tǒng)動(dòng)力的變流量技術(shù)，就全國(guó)范圍來(lái)看，在熱水供暖系統(tǒng)、空調(diào)的冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)以及風(fēng)系統(tǒng)中，都有了很多的應(yīng)用。但在武漢的推進(jìn)，應(yīng)當(dāng)說(shuō)是不盡如人意的。

四、蓄能空調(diào)技術(shù)

這是大家都已經(jīng)比較熟悉的技術(shù)，在全國(guó)，在武漢都有許多的蓄能空調(diào)工程。應(yīng)當(dāng)說(shuō)蓄能空調(diào)并不能直接節(jié)能，它的意義在于：（1）移峰填谷。即將一部分高峰電負(fù)荷轉(zhuǎn)移到低谷。這一方面可以提高發(fā)電廠的一次能源利用率，從這個(gè)意義上說(shuō)蓄能空調(diào)是一種廣義的節(jié)能措施；另一方面可以降低電力生產(chǎn)規(guī)模。在我國(guó)中、南部的許多城市，夏季的空調(diào)負(fù)荷在社會(huì)用電總負(fù)荷中占有很高的份額，有的已超過(guò)50％，所以在空調(diào)工程中發(fā)展蓄能技術(shù)，可以有效地移峰填谷。（2）可以一定程度的緩解電力緊張。（3）對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，由于實(shí)行分時(shí)電價(jià)政策，可以降低運(yùn)行費(fèi)用。這三條，（1）是根本，（2）和（3）是以（1）為基礎(chǔ)的。

就世界范圍蓄能空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展來(lái)看，這項(xiàng)技術(shù)還是很有生命力的。

五、建筑熱電冷三聯(lián)供技術(shù)

文獻(xiàn)[3]指出：當(dāng)天然氣為城市中主要的一次能源時(shí)，與簡(jiǎn)單的直接燃燒相比，先由燃?xì)獍l(fā)電，再用發(fā)電后的余熱供熱和制冷，可獲得更高的能量利用率。這種方式通過(guò)大型建筑自行發(fā)電，解決用電負(fù)荷，提高了用電的可靠性，減少了長(zhǎng)途輸電損失。同時(shí)以余熱的方式解決了供熱和空調(diào)的能源問(wèn)題。對(duì)于全年存在穩(wěn)定的電負(fù)荷和穩(wěn)定的熱負(fù)荷或冷負(fù)荷的建筑，這種方式具有較高的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)性。

我國(guó)實(shí)現(xiàn)西氣東輸后，這種方式可作為東部大城市天然氣應(yīng)用的一種方式。要使這種技術(shù)能夠很好的應(yīng)用，真正有利于節(jié)能和環(huán)保，有較好的經(jīng)濟(jì)性，關(guān)鍵是相關(guān)設(shè)備的開(kāi)發(fā)。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，起著重要的作用，節(jié)能技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和運(yùn)用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)，這些技術(shù)的合理應(yīng)用，一定能為建筑節(jié)能做出重要的貢獻(xiàn)。