提高建筑暖通空調能效的方法研究

摘要：能源問題是全球的熱點問題，低能效的空調使國家能源消耗過快以致都威脅到了能源的安全，因此提高空調能效有著重要的意義。文章簡要分析了目前國內建筑暖通空調各方面存在的問題，結合建筑暖通空調用能特點，討論了包括對百葉窗翅片換熱器進行改進等一些提高建筑暖通空調能效的措施。

關鍵詞：建筑暖通；提高空調能效；方法分析

1.引言

建筑的暖通空調(Thermal Comfort)三個主要功能是暖氣、通風及空氣調節，三者相互關聯。建筑物暖通空調的目的是為室內提供舒適溫度，適當的室內空氣品質，提供建筑的通風功能，減少空氣滲透，維持室內外或不同房間之間的壓力關系。暖通空調系統是大中型工業建筑和辦公建筑中十分重要的一環。暖通空調在為人們帶來方便的同時，也存在著其自身的一些缺點。

根據筆者的工程經驗和實際調查，暖通空調在耗能方面可算是大戶，其能耗占全國總能耗的 15%以上，圖1為筆者對某地的商場酒店等的空調能耗統計分析，從統計數字可以看出暖通空調設備的能效關系到人民生活水平的提高的同時也關系到國家的能源損耗和環境污染。因此如何在發揮暖通空調的功效實現提高建筑物室內舒適度前提下，實現能耗和環境污染的減少顯得尤為重要。合理的暖通空調設計才能實現整體熱量的最有效利用，減少熱量的耗損。

圖1某地商場、酒店和辦公樓暖通空調能耗比例圖

2.建筑暖通空調低能效的原因淺析

首先暖通空調方案設計經常被忽略不加以考慮，大多數企業追求的是利益的最大化，當他們接手一些工程的時候，更加注重的是建筑本身的設計，暖通空調的設計經常被忽視；其次是暖通空調設計缺乏科學評價體系，雖然現行的暖通空調設計規范中有不少地方提到應通過技術經濟性比較來確定具體的設計方案，但關于應如何評價比較，設計人員卻找不到答案，這就是說暖通空調設計缺乏科學的評價方案；還有就是暖通空調圖紙設計以及風冷熱泵式冷熱水機組和多聯機機組的應用存在諸多的不合理之處。

筆者雖然專業研究水平不高，但是認為我國暖通空調的相關人員沒有強烈的技術創新研究意識。筆者在研讀相關文獻中發現提升空調能效水平是一個系統工程，空調的能效水平與壓縮機、換熱器、電機、風機、風系統、制冷劑、控制系統、系統匹配等眾多因素有非常密切的作用關系，所以這是非常值得深入的研究和分析的。

3.提高能效的幾點方法研究

3.1通過空調系統的合理設計

筆者閱讀相關文獻以及結合實際工程經驗得知要降低建筑的空調能耗，設計階段十分的重要，一個設計好的暖通空調系統可以極大地減少運行能耗。在設計階段，合理確定室內設計溫濕度，準確計算建筑冷熱負荷，選擇合理的系統形式。根據建筑的實際負荷變化合理配備冷水機組裝機容量和臺數，以及恰當的輸配系統等，都將大大提高暖通空調系統的能效。

要做好全年逐時動態負荷計算，因為空調建筑的負荷計算是一切空調工程設計的基本依據，注意控制合理的室內環境設計標準，不應盲目提高室內溫度、濕度指標值；提高輸配系統的能效，比如在賓館等公共建筑中，日負荷變化較大并且經常有會議進行，時常會造成短暫的負荷增大，而變頻技術在該類建筑空調系統中的節能潛力很大：變水量系統，通過變頻調速技術，實現冷水泵、冷卻水泵以及冷水機組在部分負荷時的高效運行，減少了管路系統的能量損失；變風量系統減少了系統設計風量和相應的空調設備容量，從而節省了設備投資和運行費用。

既然建筑暖通空調的設計很重要，相關人士就要確切的重視到這一點，不斷的對于暖通空調的設計給予支持，加大這方面的支持和投入也是可以激勵其設計人員工作的，這樣在暖通空調設計的創新方面是有幫助的。同時要完善暖通空調設計的評價體系，強化設計者的責任意識。

3.2改善運行管理方法提高暖通空調能效

建筑暖通空調的運行管理對空調系統節能和提高能效有很重要的影響，但是卻在實際中被經常忽視。筆者認為空調系統運行中的節能控制，可以一定程度彌補管理模式或能源設計本身不合理的缺陷，提高對設備運行的控制能力，使能源更加合理、精確地消耗。如果空調控制系統在全面采用最佳設備投運臺數控制、最優啟停控制、焓值控制、供水系統壓力控制等有效節能運行措施后，可以減少約20%的能耗。有的高層建筑可以借助于樓宇的自控系統，實現建筑運行的節能管理就更加的方便了。不過據筆者了解目前大部分已建建筑的智能化程度不高，空調系統運行管理很差，基本上沒有空調自控系統，建筑設備運行存在著很大的不合理成分，所以這方面的改進可以極大的提高建筑暖通空調能效，以后的工程建設和管理應多多注意。

3.3關于百葉窗翅片換熱器的簡單分析

前面的一些措施無疑是針對廣泛存在的問題，筆者研讀一些較為深刻的知識后發現百葉窗翅片換熱器對提高空調能效有很重要的研究前景。傳統的空調換熱器一直采用翅片管式結構，其技術已相對成熟，提高其換熱性能的途徑主要通過下面的幾種途徑：首先是對其內部結構、尺寸及管排進行改進或調整；然后是改變空氣側翅片形式及其結構參數。但是這些措施，在一定程度上提高了換熱器的換熱性能，但隨著家用空調對緊湊、高效和低成本的要求的提高，翅片管式換熱器越來越難于滿足要求。

我們必須意識到上述改進措施旨在擴大管內外的換熱面積，就會導致流動阻力增加、設備體積增大，從而不利于家用空調對低噪聲和緊湊性的要求。此外，翅片管式換熱器對貴金屬銅的依賴性很強，隨著全球銅材價格的上漲，空調的生產成本大幅提高，所以空調選擇一種新型的換熱器會成為一種必然的趨勢。百葉窗翅片換熱器由鋁制百葉窗翅片和扁管組成，具有結構緊湊、換熱系數高、質量輕、制冷劑充注量低、制冷劑側和空氣側流動阻力小、便于安裝、堅固耐用、運行安全可靠等特點，必然會成為新一代家用空調換熱器的潛力軍。雖然作者無法對此進行深入分析，但百葉窗翅片換熱器的研究對提供建筑暖通空調能耗具有十分重要的意義。

結語

建筑暖通空調是公共建筑能耗的大頭，所以提高其能效的空間和意義都非常大。新建建筑應注重設計階段，準確動態地計算建筑冷熱負荷，合理采用一些節能技術；既有建筑應重點注重暖通空調的運行調控，彌補管理模式或先前的能源設計的缺陷，加強對設備運行的控制能力。此外自然通風，太陽能利用，熱泵技術等技術的研究和推廣應用也將間接提高建筑暖通的能效。在這里值得一提的是，采用的多種技術措施的能效提高，往往會導致成本的增加，這個成本增加是否值得應從整體效應中加以評價。如果將現在實施的強制型的能效限定值(EER)標準，提高10％，變成節能評價值的能效比（EER），不僅減少了電力需求量，降低了電網峰荷，節約了電力基建投資，節電收益將超過成本增加值，其收益比可達1.43，總的結果是得大于失，利大于弊。總而言之，提高暖通空調能效對于整個建筑來說是十分重要的，在各方面的考慮因素下不僅要借鑒別國的經驗，而且要站在自己的實際的情況之下思考，不斷的進行方案和技術上的創新，提高國家的建筑暖通空調能效。

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