采暖通风空调的节能措施及方法

　　摘要：经济的发展、民用、公用及商用建筑中央空调的普及，带了一个严重的能耗问题。21世纪初20年，是我国建筑业的鼎盛时期，2020年全国房屋建筑面积将接近2000年数量的2倍。目前我国建设高潮持续不断，每年建成的房屋面积高达16亿-20亿平方米，超过所有发达国家建成建筑面积的总和，可见建筑规模及其巨大。

　　关键词：建筑节能 节能布置;节能操作;水源热泵

　　前言

　　经济的发展、民用、公用及商用建筑中央空调的普及，带来了一个严重的能耗问题，由此造成的能源紧张状况必将大为缓解。如果继续放任自流，错过当前这段大好机遇，不给予高度重视，不采取坚决有效的措施，则将长期大大加重国家能源负担，对我国经济社会的可持续发展产生严重障碍，对能源安全和大气环境早场重大威胁。

　　现状

　　建筑规模越来越大，采暖空调的使用越来越广，能源消耗压力空前。建筑节能实质上成了采暖空调的节能，按照国际通行的分类，建筑能耗是民用建筑(包括居住建筑和公共建筑以及服务业)使用过程中的能耗，主要包括采暖、空调、通风、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的消耗。其中采暖空调通风消耗约占2/3左右。

　　三、空调节能措施和方法

　　1、降低负荷的节能建筑

　　1)围护结构采用隔热保温性能新材料

　　我国目前虽然发布了居住建筑和公共建筑节能标准，但采暖居住建筑节能标砖也只有京、津、唐山等少数城市执行的较好，山东省也有较大的进展，而大多数地区只是局部执行，有些地区甚至完全没有执行。大体上说，与发达国家对比，我们的外墙，屋顶单位面积能耗为它们的3-5倍，窗户能耗为他们的2-3倍。

　　建筑围护结构节能成套技术。重点发展适用于不同气候条件的各种节能墙体、屋顶以及门窗。特别是外墙外保温技术和高效节能窗技术，包括用黏粘、钉挂、浇入和涂抹等方法固定高效保温材料的多种外墙外保温技术，以及采用中空密封玻璃、低发射率玻璃、充惰性气体玻璃及断桥合金窗框、复合塑料窗框和活动外遮阳帘等多种节能技术。开发各种新型高效节能墙体材料、保温隔热材料和高性能建筑玻璃及应用技术。

　　准确计算、合理布置的节能设计

　　1) 准确的符合计算

　　我们曾对一些空调建筑做过调查，发现不少工程空调设备选型过大，运用台数过多，有的甚至超过需要一倍以上。对某城市采用全年空调的商场进行的调查表明，普遍存在冬季热量过大问题，夏季冷量过大的问题，这就造成了建设资金和能量的大量浪费。

　　为解决这种能源的浪费，应加大投入空调设计软件的开发，为空调设计人员减少负荷计算的工作量，同时气象部门应免费提供气象参数，这样才能使空调设计人员不至于走捷径，另外，还应制定设计能耗指标，而设计能耗指标的制定政策性、技术性强，牵涉面广，是一项细致而复杂的系统工程。

　　2)采用合理的变风量空调系统设计

　　对于多数舒适性空调要求来说，并不需要十分严格的温度和湿度的控制。变风量系统则可以客服上述缺点，它可以通过改变送到房间或区域里去的风量的办法，来满足这些地方负荷变化的需要。当然，整个系统的总送风量也在发生变化。因此，变风量系统在运行中是一种节能的空调系统。对于定风量的系统来说，由于它送到房间去的风县和系统总风量系统则可以适应一天中同一时间各个朝向房间的负荷并不都处于最大值的需要，可以在建筑物的各个朝向的房间之间进行转移，从而系统的总设计风量可以减少，这样，空调设备的容量也可以减少，既可节省设备费的投资，也进一步降低了系统的运行能耗。

　　3)合理的空调水系统设计

　　一般空调水系统的输配用电，在冬季供暖期间约占整个建筑动力用电20%-25%夏季供冷期间约占12%-24%，目前，空调水系统存在很多问题，如选择水泵是按设计值查找水泵样本的铭牌参数确定，而不是按水泵特性曲线选定水泵号;

　　对压差相差悬殊的回路也未采取有效措施，因此水力、热力失调现象严重;大流量、小温差现象普遍存在，设计中供、回水温差一般均取5℃，但经实测夏季冷冻水系统供回水温差较好的4℃，较差的只有2-2.5℃，造成实际水流量比设计量大1.5倍，是水系电耗大大增加。水系统节能应从如下方面着手，设计人员应重视水系统设计，认真进行水系统各环路的设计计算，并采取相应措施保证各环路水力平衡。认真核对和计算空调水系统相关系数，切实落实节能设计标准的要求值，积极推广变频调速水泵，冬、夏两用双速水泵等节能措施。

　　3、采用节能型的新产品

　　1)无风机冷却塔的使用

　　空调系统中冷却塔可以推广使用无风机冷却塔，不仅节约电能，而且减少噪音，目前，根据深圳市某办公楼的使用情况，反应效果不错。

　　2)采用能耗比高的家用空调，实行家用空调市场能耗准入制度，据不完全统计，全国家用空调器已有400多个品牌，年产量在50万台以上的生产企业有20多家，其中六七家企业占据了国内一半以上的市场份额。

　　对已有家用空调器进行更新，对目前正在使用的9000多万台家用空调器进行一次普查，对于能效比低于250的空调器有计划地进行更新改造，政府可以给予更新改造户一定的补贴，如果每年能够更新1500万台，可降低电力需求275万千瓦。

　　3)采用变频空调

　　A)变频节能

　　由流体力学可知P(功率)=Q(流量)*H(压力)，流量Q与转速N 的一次方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。

　　B)功率因数补偿节能

　　无功功率大但增加线损和设备的发热，更主要的功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，消费严重，由公式P=S*COS,Q=S*SIN,其中S视为功率，P有功功率，Q-无功功率，COS-功率因数，可知COS越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COS≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。

　　C)软启动节能

　　由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于(4-7)倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动是对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将启动电流从零开始，最大值也超不过额定电流，减轻了对电网的和对供电量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命，节省了设备的维护费用。

　　4、采用其他能源补充和新技术来节能

　　A)推广多种形式的分散冷热电联产和燃气空调。在有天然气条件的省份，应当积极推广使用，以替代电力空调。这样做不仅可以增加夏季燃气用量，而且可以平抑电力高峰负荷。

　　B)在农村可推广采用沼气，利用城市垃圾和生物发电等新技术。

　　C)太阳能热水器和建筑一体化的应用技术，处理好太阳能热水器与建筑一体化的关系，并积极推广应用。

　　D)可再生能源供热制冷技术，关键技术包括太阳能供热制冷成套技术、水源热泵、地源热泵供热制冷技术等。

　　5、水源热泵空调推广使用节能

　　已有的研究表明土壤热泵的主要优点有：节能效果明显，可比空气源热泵系统节能约20%埋地换热器不需要除霜，减少了冬季除霜的能耗;由于土壤具有较好的蓄热性能，可与太阳能联用改善冬季运行条件;埋地换热器在地下静态的吸收热，减少了空调系统对地面空气的热及噪音的污染。所以若能用土壤热源热泵部分取代空气源热泵，则必然节约能源并有可能形成新的空调产品系列。

　　结论

　　采暖空调的节能涉及的范围比较广泛，无论如何提高节能性，都应从提高能量利用效率来采取对策解决问题，这才是科学的采暖空调的节能途径。

　　参考文献

　　吴金波：如何合理选择供暖系统热源问替的探讨[J],2004,(6)

　　任朝辉：空调冷热源设计方案经济性分析[J]，制冷与空调，2005(03)