胡茂山

（廣東美的制冷設(shè)備有限公司，廣東 佛山 528311）

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得生活和生產(chǎn)所需的能源越來越多，因此要想方設(shè)法開展節(jié)能型和環(huán)保型生活。研究表明在建筑能耗中用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗占建筑能耗的40%左右，因此暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能在建筑節(jié)能中占有至關(guān)重要的地位。隨著暖通空調(diào)適用范圍的不斷擴(kuò)大，能量消耗會(huì)進(jìn)一步加大，所以對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能提出更高的要求是其發(fā)展的必然結(jié)果。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)簡介

暖通空調(diào)是指室內(nèi)或車內(nèi)負(fù)責(zé)暖氣、通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)的系統(tǒng)或相關(guān)設(shè)備。暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用到熱力學(xué)、流體力學(xué)及流體機(jī)械，是機(jī)械工程領(lǐng)域中的重要分支學(xué)科。暖通空調(diào)系統(tǒng)可以控制空氣的溫度及濕度，提高室內(nèi)的舒適度，是中大型工業(yè)建筑或辦公建筑以及高檔住宅建筑中重要的一環(huán)。暖通空運(yùn)系統(tǒng)是對(duì)空調(diào)實(shí)施的全面監(jiān)控，如新風(fēng)機(jī)組的監(jiān)控，監(jiān)視新風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)機(jī)出口的空氣流量和空氣溫度、濕度，控制風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，控制水側(cè)調(diào)節(jié)閥，已達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度和濕度定值。暖通空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)國際性的產(chǎn)業(yè)，其相關(guān)工作包括系統(tǒng)的運(yùn)行、保養(yǎng)、設(shè)計(jì)及架構(gòu)、設(shè)備制造商及業(yè)務(wù)、研究以及教育推廣。目前對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究較多，且取得了較好的研究成果。

2 目前暖通空調(diào)進(jìn)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中存在的問題和應(yīng)對(duì)措施

2.1 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問題

正如以上介紹的暖通空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案直接關(guān)乎其使用性能，同時(shí)也直接影響系統(tǒng)的使用過程的能耗情況。例如在新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中系統(tǒng)設(shè)計(jì)新風(fēng)量時(shí)應(yīng)按照室外氣象參數(shù)的不同而做出調(diào)整，從而減少啟動(dòng)主機(jī)所消耗的時(shí)間，即減少能量消耗和浪費(fèi)，由此可以看出暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案對(duì)空調(diào)能耗有著重要影響。但是在實(shí)際生產(chǎn)中很多廠家不重視暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，或者受到利益等因素的誘惑而造成暖通空調(diào)系統(tǒng)存在一系列的問題。例如很多暖空調(diào)系統(tǒng)是根據(jù)最大負(fù)荷來設(shè)計(jì)的，但實(shí)際應(yīng)用中系統(tǒng)僅能在部分負(fù)荷狀態(tài)下正常運(yùn)行。這種情況下如果系統(tǒng)各個(gè)部分的設(shè)計(jì)不能滿足部分負(fù)荷下運(yùn)行的技術(shù)要求，系統(tǒng)的運(yùn)行就會(huì)大大的增加能耗，且大部分能耗沒有被有效利用，而是用在不必要的閑置部分上，同時(shí)還會(huì)造成機(jī)器成本升高，能量損耗嚴(yán)重以及后期的維護(hù)費(fèi)用增加等問題。

2.2 對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問題的應(yīng)對(duì)措施

解決暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問題最有效的措施是在設(shè)計(jì)系統(tǒng)是從分考慮能量利用和損耗情況，仔細(xì)對(duì)比設(shè)計(jì)方案，將節(jié)能作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)硬性指標(biāo)。因?yàn)榕照{(diào)的冷熱源系統(tǒng)需要消耗大量的能量，所以在設(shè)計(jì)冷熱源系統(tǒng)時(shí)不僅要考慮系統(tǒng)運(yùn)行所需的投資費(fèi)用，同時(shí)還要考慮使用地點(diǎn)能能源結(jié)構(gòu)以及建筑物的使用功能，充分的比較各方案的能耗指標(biāo)。在對(duì)系統(tǒng)的形式進(jìn)行選擇和劃分時(shí)應(yīng)綜合考慮暖通空調(diào)的朝向及周邊區(qū)的不同，最好對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分環(huán)或分開設(shè)置，以利于后期控制各個(gè)分系統(tǒng)。這樣設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以減少夏季和冬季因冷熱不均而產(chǎn)生的過量能量消耗。另外在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)不能一味的引進(jìn)新技術(shù)，忽視系統(tǒng)投入使用后實(shí)際的節(jié)能效果。因?yàn)槊恳豁?xiàng)技術(shù)都具有一定的適用范圍，必須綜合考慮空調(diào)的實(shí)際使用情況如地點(diǎn)、建筑類型、安裝位置等，并且考慮使用成本以及節(jié)能效果后選擇合適的、實(shí)用性最強(qiáng)的技術(shù)方案后再投入生產(chǎn)。

3 家用暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化措施

3.1 合理設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)

暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)直接影響節(jié)能性能，因此合理選擇暖通空調(diào)系統(tǒng)至關(guān)重要。目前空調(diào)空氣處理機(jī)的DDC 多采用P 工D 來控制，如果P 工D 的系數(shù)較高，空調(diào)對(duì)室內(nèi)氣溫感應(yīng)敏感，溫度波動(dòng)的反應(yīng)特異性曲線走向較陡，這樣大大縮短了控溫達(dá)到設(shè)定溫度的過渡時(shí)間。相反如果P 工D 的系數(shù)較低，達(dá)到設(shè)定溫度所需的時(shí)間就長。P 工D 的系數(shù)必須與空調(diào)系統(tǒng)匹配，否則會(huì)引起DDG 控制系統(tǒng)的失衡，具體表現(xiàn)為室內(nèi)溫度不穩(wěn)定，波動(dòng)幅度大，而且水側(cè)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥無法在固定開度上正常運(yùn)行。一般家用空調(diào)的P 工D 都能很好的控制空調(diào)系統(tǒng)，一些高級(jí)空調(diào)也可使用雙極控制系統(tǒng)，即在空調(diào)的送風(fēng)道和室內(nèi)均安裝溫度靈敏傳感器，室內(nèi)溫度有DDC 控制器來控制，水閥的驅(qū)動(dòng)則有風(fēng)道處的溫度傳感器以及DDC 共同控制。雙極控制更加靈敏的原因在于風(fēng)道溫度變化比室內(nèi)更快，有了風(fēng)到處的溫度傳感器發(fā)揮作用，系統(tǒng)對(duì)溫度波動(dòng)的響應(yīng)更加快速。

3.2 合理選擇空調(diào)的冷熱源

合理選擇空調(diào)的冷熱源能夠改善空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性能。例如在過渡季節(jié)或冬季利用室外溫度較低的冷風(fēng)作為新風(fēng)引入空調(diào)，從而帶走室內(nèi)的熱濕負(fù)荷，節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)集中制冷所消耗的大量能源。而在夏季，可以在夜間利用較低溫度的新風(fēng)間歇性的帶走室內(nèi)熱量，達(dá)到免費(fèi)預(yù)冷的效果。

目前常用的兩種節(jié)能熱源技術(shù)是水源熱泵和地源熱泵技術(shù)。水源熱泵是利用大量的淺層水源如地球表面、地下水源以及湖泊，或者是利用工業(yè)廢水等可再生水資源來實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷和供熱的節(jié)能型措施。一年四季地表淺水層的溫度都是相對(duì)恒定的，通常保持在10-25 攝氏度，作為空調(diào)系統(tǒng)的熱源對(duì)空調(diào)節(jié)能有極大地意義。空調(diào)系統(tǒng)利用熱泵機(jī)組可將低溫?zé)嵩崔D(zhuǎn)變?yōu)楦邷責(zé)嵩?，無論冬季還是夏季均可將蓄能水體作為供暖的熱源和制冷的冷源。冬季空調(diào)系統(tǒng)從水源中吸收能量用于室內(nèi)供熱，而在夏季系統(tǒng)則吸收室內(nèi)的熱量釋放到水體中達(dá)到制冷的效果，這樣一來空調(diào)系統(tǒng)同時(shí)具備了供暖、制冷以及日常生活中提供熱水的實(shí)用功能。研究顯示水源熱泵沒消耗1 千瓦時(shí)的電量可以為用戶提供4.0-5.0 千瓦時(shí)的熱量，或者是得到5.5-6.3kW·L-1 的冷量。與空氣熱源泵功效相比，水源熱泵的能耗更低，能量利用效率更高，其運(yùn)行費(fèi)用僅傳統(tǒng)空氣熱源泵空調(diào)的60%左右。

地源熱泵是利用地能的常年溫度比較平衡的特點(diǎn)，在冬季將地能作為空調(diào)供熱的熱源，節(jié)省空調(diào)供熱所消耗的電能等能源物資。在夏季也可以將地能作為空調(diào)的冷源，將室內(nèi)的熱能吸出，釋放到比室內(nèi)溫度低的地緣中達(dá)到降溫的效果。在該系統(tǒng)中地面充當(dāng)了儲(chǔ)能器，提高了空調(diào)能量利用的效率。與傳統(tǒng)的空氣熱源泵相比，地源熱泵系統(tǒng)的電能消耗降低400%，對(duì)節(jié)能環(huán)保意義重大。

3.3 加強(qiáng)冷熱回收利用的運(yùn)用

家用暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的另一個(gè)切入點(diǎn)是開發(fā)和利用新能源。目前采用的熱回收技術(shù)主要是在系統(tǒng)中安裝能量回收裝置，將排風(fēng)中的能量用于新風(fēng)的處理，這樣可以大大減少新風(fēng)處理所需的能量，有效降低機(jī)組的負(fù)荷，從而達(dá)到節(jié)能的目的。選擇熱回收裝置時(shí)要因地制宜，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和住宅建筑的實(shí)際情況以及排放風(fēng)中的悠哈氣體含量等因素綜合選擇一種實(shí)用性雖高的裝置，達(dá)到降低成本、回收冷熱能、節(jié)省能源的目的。

4 結(jié)語

隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，暖通空調(diào)的使用越來越廣泛，空調(diào)耗能的問題成為人們共同關(guān)注的問題，空調(diào)設(shè)計(jì)人員對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能性能給予很大的重視。暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能情況直接關(guān)系到人們的健康、日常生活質(zhì)量，更重要的是直接關(guān)系到國家能源資源的消耗利用以及環(huán)境污染。目前相關(guān)行業(yè)已經(jīng)對(duì)節(jié)能問題進(jìn)行了大量的研究，并對(duì)有關(guān)的節(jié)能問題采取了相應(yīng)的改進(jìn)和優(yōu)化措施，大力推進(jìn)節(jié)能技術(shù)，保障了能源安全和可持續(xù)發(fā)展。

［1］陸耀慶.暖通空調(diào)設(shè)計(jì)指南[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社.

［2］鄭忠明.談?wù)勁照{(diào)系統(tǒng)如何節(jié)能[J].科技信息·科學(xué)教研，2011（2）:22.