建筑節(jié)能大勢所趨 空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化成關(guān)鍵

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　　我國建筑總能耗占據(jù)著社會終端能耗的20.7%，建筑能耗對國家、社會造成了能源負擔(dān)，也在一定程度上制約了我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)能源界的研究和實踐，普遍認為建筑節(jié)能是各種節(jié)能途徑中潛力最大、最直接、最有效的方式。

　　現(xiàn)代建筑中廣泛采用了空調(diào)、給（排）水、照明、電梯等耗能設(shè)備?？照{(diào)一直是建筑能耗中的大戶，約占整個建筑能耗的35%以上?？照{(diào)系統(tǒng)的能耗主要有兩個方面：一方面是為了供給空氣處理設(shè)備冷量和熱量的冷熱源能耗，如壓縮式制冷機耗電，吸收式制冷機耗蒸汽或燃氣，鍋爐耗煤、燃油、燃氣或電等；另一方面是為了給房間送風(fēng)和輸送空調(diào)循環(huán)水，風(fēng)機和水泵所消耗的電能。所以，建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能主要包括降低設(shè)備能耗及運行控制能耗兩大方面。

　　減少冷熱源的能耗成關(guān)鍵

　　冷熱源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供熱量決定，建筑物的空調(diào)需冷量和需熱量的影響因素為冷熱負荷，包括室外氣象參數(shù)（如室外空氣溫度、空氣濕度、太陽輻射強度等），室內(nèi)空調(diào)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，外墻門窗的傳熱特性，室內(nèi)人員、照明、設(shè)備的散熱、散濕狀況以及新風(fēng)量等方面影響。減少冷熱源的能耗可以通過以下三種形式實現(xiàn)：

　　第一，降低冷熱負荷。冷熱負荷是空調(diào)系統(tǒng)最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，制冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵以及給房間送冷、送熱的空調(diào)箱、風(fēng)機盤管等產(chǎn)品規(guī)格型號的選擇都是以冷熱負荷為依據(jù)的。如果能減少建筑的冷熱負荷，不僅可以減小制冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵、空調(diào)箱、風(fēng)機盤管等產(chǎn)品的規(guī)格，降低空調(diào)系統(tǒng)的初投資，而且這些設(shè)備規(guī)格減小后，所需的配電功率也會減少，有利于減少變配電設(shè)備初投資以及空調(diào)設(shè)備日常運行耗電量，降低運行費用。減少冷熱負荷是商業(yè)建筑節(jié)能最根本的措施。房間內(nèi)冷熱量的損失通過房間的墻體、門窗等傳遞出去，減少建筑物的冷熱負荷就是要改善建筑的保溫隔熱性能。

　　第二，合理降低系統(tǒng)設(shè)計負荷。目前我國多數(shù)設(shè)計人員在設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)時往往采用負荷指標(biāo)進行估算，并且出于安全的考慮往往取值過大，造成了系統(tǒng)的冷熱源、能量輸配、設(shè)備末端換熱設(shè)備的容量都大大超過了實際需求，形成大馬拉小車的現(xiàn)象，既增加了投資也不節(jié)能。如表1所示，合理降低系統(tǒng)的設(shè)計負荷，可以有效地降低系統(tǒng)能耗。

　　第三，控制新風(fēng)量與降低室內(nèi)溫濕度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在有些建筑的空調(diào)系統(tǒng)中，需要大量引入新風(fēng)以滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求。根據(jù)其新風(fēng)引入方式，還可以通過在過渡季節(jié)和冬季直接引入室外的溫濕度相對較低的新風(fēng)來帶走房間內(nèi)所產(chǎn)生的各項熱濕負荷，無需使用集中制冷系統(tǒng)達到“免費”供冷的節(jié)能效果。在夏季時，利用夜間相對低溫的新風(fēng)，可以在非營運時間預(yù)先冷卻室內(nèi)空氣。帶走部分室內(nèi)熱量，減少白天工作時間的室內(nèi)冷負荷，實現(xiàn)間歇性的免費預(yù)冷。

　　從空調(diào)系統(tǒng)空氣處理過程中可以看出，夏季室內(nèi)溫度和相對濕度越高，冬季室內(nèi)溫度及相對濕度越低，系統(tǒng)耗能就越大。為了節(jié)約能耗，空調(diào)房間的室內(nèi)溫濕度基數(shù)在滿足生產(chǎn)要求和人體舒適的條件下，可降低室內(nèi)溫濕度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，例如：溫度在17℃～28℃、相對濕度在40%～70%范圍內(nèi)，夏季取高值，冬季取低值?？刂坪驼_使用新風(fēng)量是空調(diào)系統(tǒng)有效的節(jié)能措施，在滿足衛(wèi)生、補償排風(fēng)、稀釋有害氣體濃度、保持正壓等要求的前提下，不要盲目增大新風(fēng)量，也可以采用CO2濃度控制器控制新風(fēng)進風(fēng)量。

　　空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能關(guān)注兩大方面

　　除了努力減少建筑物的冷熱源的能耗之外，暖通空調(diào)在建筑節(jié)能中最重要的是空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化，可以通過采取變流量技術(shù)和增大送風(fēng)溫差和供回水溫差的辦法來提高系統(tǒng)能效。

　　第一，采用變流量技術(shù)。變風(fēng)量空調(diào)（VAV）系統(tǒng)可以通過改變送風(fēng)量的辦法來控制不同房間的溫濕度。同時，當(dāng)各房間的負荷小于設(shè)計負荷時，變風(fēng)量系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)輸送的風(fēng)量，從而減小系統(tǒng)的總輸送風(fēng)量。這樣，空調(diào)設(shè)備的容量也可以減小，既可節(jié)省設(shè)備費的投資，也進一步降低了系統(tǒng)的運行能耗。而風(fēng)量的減小又節(jié)約了處理空氣所需的能量。有資料顯示，采用變風(fēng)量系統(tǒng)可節(jié)約能源達到30%，并可同時提高環(huán)境的舒適性。該系統(tǒng)最適合應(yīng)用于樓層空間大而且房間多的建筑，尤其是辦公樓，更能發(fā)揮其操作簡單、舒適、節(jié)能的效果。據(jù)統(tǒng)計，采用變風(fēng)量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)，全年空氣輸送能耗節(jié)約1/3，減小設(shè)備容量20%-30%.

　　第二，增大送風(fēng)溫差和供回水溫差。若系統(tǒng)中輸送冷（熱）量的載冷（熱）介質(zhì)的供回水溫差采用較大值，則當(dāng)它與原溫差的比值為N時，從流量計算式可知，采用大溫差時的流量為原來流量的1/N，而管路損耗即水泵或風(fēng)機的功耗則減小為原來的1/N 2，節(jié)能效果顯著。故應(yīng)在滿足空調(diào)精度、人體舒適度和工藝要求的前提下，盡可能加大溫差，但供回水溫差一般不宜大于8℃。

　　自動控制和變頻技術(shù)應(yīng)用漸廣泛

　　空調(diào)系統(tǒng)運行管理的自動控制，不僅可以保證空調(diào)房間溫濕度精度要求和節(jié)約人力，而且是防止系統(tǒng)多余能量損失及節(jié)約能量的重要環(huán)節(jié)?？照{(diào)自動控制系統(tǒng)包括冷熱源的能量控制、焓值控制、新風(fēng)量控制、設(shè)備的啟停時間和運行方式的控制、溫濕度設(shè)定控制、自動顯示、記錄等內(nèi)容，可通過預(yù)測室內(nèi)外空氣狀態(tài)參數(shù)（溫度、濕度、焓值等）以維持室內(nèi)舒適環(huán)境為約束條件，把最小耗能量作為評價函數(shù)，來判斷和確定需提供的冷熱量、冷熱源和空調(diào)機、風(fēng)機、水泵的運行臺數(shù)以及工作順序、運行時間和空調(diào)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的操作運行方式，以達到最佳節(jié)約運行的效果。

　　針對空調(diào)控制系統(tǒng)的特點，隨著電力電子技術(shù)及微機控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器的應(yīng)用日益廣泛，空調(diào)控制系統(tǒng)中采用變頻技術(shù)也不例外。不同類型的機組都有較完善的自動控制調(diào)節(jié)裝置，能隨負荷變化自動調(diào)節(jié)運行狀況，保持高效率運行。空調(diào)機組、末端設(shè)備和水泵等設(shè)備采用變頻控制，可以使該部分設(shè)備的能耗減少30%以上。