随着我国国民经济的快速发展,空调技术得到广泛应用。据统计,目前暖通空调能耗占到建筑总能耗的25～45%,且每年以较大速度递增。可见空调能耗在当前社会能耗中占了比较大的份额,由于各方面原因造成空调能耗浪费比较大,因此对空调系统节能的研究显得迫切及重要。
在空调系统的节能中,主要表现在以下几方面:①建筑及空调系统设计节能;②提高空调工程质量节能;③空调系统运行管理节能。
1、建筑设计方面的节能措施
建筑节能主要表现在:建筑物方位与周边环境、建筑材料、围护结构保温、建筑采光通风设计等方面。
第一,建筑物方位与周边环境。为实现尽可能减少建筑物能源使用量的目标,建筑物的朝向尽量南向,冬天最大限度地吸收太阳能量,夏天最大限度地减少吸收太阳能量。
第二,建筑物外围结构。材料用传热阻较大的环保材料来替代,如多孔砖或空心砖等;推广多层建筑玻璃与粘贴玻璃的透明聚脂膜使用等防止太阳辐射热的措施。
第三,推广外墙外保温建筑。通过多项工程采用该类建筑保温系统,无论是从建筑物外装饰效果还是居住的舒适程度,该项措施是值得推广应用的节能新技术。
第四,建筑采光通风设计。①由于外窗的耗热量占建筑物总耗热量的35%～45%,因此,在保障室内采光的前提下;合理确定窗墙比十分重要。②提高门窗气密性。设计采用密闭性良好的门窗,加设密闭条提高门窗气密性,以达到降低建筑物耗能的效果。
2、空调系统设计方面的节能措施
第一,由于空调水系统的输配用电占空调能耗比重较大,水系统设计节能应注意以下几点问题:①应对每个水环路进行水力平衡计算,对压差相差悬殊的回路采取有效措施,如采用同程系统、采用平衡阀等措施进行控制;②避免大流量、小温差的现象,设计中供、回水温差一般取5℃,但经实测,夏季冷冻水回水温差较好的为3.5℃,较差的只有1.5～2℃,造成实际水流比设计水量大1.5倍以上,使水泵电耗大大增加,故设计过程应认真校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。
第二,根据计算的负荷大小选择与设计容量相同的机组,不要选用容量过大的主机。容量过大的主机不能全负荷运转,既增加设备的投资,又浪费运转能耗。选择水泵应按设计值查找水泵的特性曲线选定水泵型号,而不能按铭牌数据确定。
第三,优化空调机组和末端设备的选择设计中注意选用重量轻,噪声少,单位风机功率供冷(热)量大的机组。空调机组应该选用风机风量、风压匹配合理,漏风量少,空气输送系数大的机组。
第四,根据容量大小尽量选择能效比高的机组。如螺杆式、离心式冷水机组等,此类制冷机组的能效比一般都在4.5～5.8之间。
第五,应用变频技术。随着自控技术的发展,各种类型的冷水机组及水泵都有较完善的自动控制调节装置,能随负荷变化自动调节运行状况,保持高效率运行。针对空调控制系统的特点,再加上电力电子技术及微机控制技术的发展,变频器的应用日益广泛,因此在空调控制系统中采用变频技术也是不可避免的。这就给我们提供了一种既能达到控制要求又能节约能源的方法。
第六,采用新型节能舒适健康的空调方式。如使用全热新风换气机采用全热新风换气机可实现室外净化后空气与室内空气进行热量置换,并保持室内温度和湿度基本不变。
第七,推广使用可再生能源或低品位能源的空调系统。随着空调系统的广泛应用,空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升,如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的,它利用地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP值,使得同等制热(或制冷)量下的系统能耗大幅度下降。另外,利用太阳能供热或制冷技术也在开发研究着。
3、空调系统施工方面的节能措施
第一,加强保温的严密性及完整性。空调系统输送介质系统内外温差较大,如保温效果差,则会导致失温严重。保温材质的传热系统大小及保温层是否受损坏会对系统的能源损耗影响较大。空调设备和管道的保温质量,对于节省能量消耗、降低运行费用也是相当重要的。如果保温效果不好或在维修后保温层修复不好,不但过多地消耗了冷量,也会由于所供冷水温度的过大温升致空调系统在对空气的处理过程中因无法保证其机器露点而使空调房间相对湿度超标。
第二,减少系统的阻力损失和杜绝管网堵塞。施工过程注意做好管网的综合布局,减少管网的局部阻力及沿程阻力。在管网安装时注意防止杂物进入管网以防堵塞,在系统冲洗时做到符合施工验收规范要求。
4、空调系统运行管理方面的节能措施
一个高效的运行管理制度对建筑节能将起着关键的作用,如果管理不善,将会造成能源较大地浪费。空调运行管理的节能措施有:
第一,实行空调操作人员持证上岗制度。目前社会上进行空调运行管理的人员存在空调专业知识不强的现象,对各项调节和节能措施的实施造成不少的影响。因此加强对空调操作人员的培训,提高管理人员素质,实行空调操作人员持证上岗。
第二,不连续工作的空调通风系统,尽可能的缩短预冷的时间,并且在预冷时采用循环风,不引入新风。人员数量变化比较大的系统,最热月和最冷月的新风量应该根据室内的CO2浓度检测器,自动控制新风人口阀门,调节新风量。
第三,当过渡季节中室内有冷负荷时,应尽量采用室外新风的自然冷却能力,节省人工冷源的冷量。根据季节的变换,合理设置被控制房间的温度,避免夏季室内过冷,冬季室内过热的现象。
第四,加强日常和定期对设备和系统的维护。运行管理人员应经常检查自控设备和仪表,并对仪表数据进行运行记录,根据仪表数据发现系统运行存在的问题,保证系统正常运作。
