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(机械工业第六设计研究院,河南郑州450007)
摘 要本文在对目前暖通系统在节能方面存在的主要问题的分析基础上,提出了一些提高暖通节能技术的途径和方法,希望能够为资源的高效利用和社会的可持续发展做出贡献。
关键词能耗;暖通;节能技术
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)092-0158-01
能源是社会发展的重要物质基础,也是提高人民生活水平和实现社会主义现代化的先决条件。随着人民生活水平的不断提高,能源问题也越来越受到世界各国的重视。从经济学的角度来讲,环境与能源问题已经成为我国社会可持续发展的瓶颈。随着煤和石油这些不可再生资源的日益匮乏,能耗问题显得越发重要。在发达国家,建筑能耗大约能占到社会总能耗的40%,尽管我国社会经济发展水平不高,但是建筑能耗已占总能耗的30%左右,而且还有上升的趋势。建筑能耗主要包括:采暖、通风、炊事、家用电器、热水供应等方面的能耗,其中,以建筑采暖和空调的能耗为主,大约占建筑总能耗的50%~70%。随着暖通技术的广泛应用,能源问题已经成为我国社会可持续发展的瓶颈。暖通系统往往以高品质的电能为能源,而我国的电力在某些地区又相对紧张,这必然会引起能源供求矛盾的进一步激化。因此,研究暖通节能技术势在必行,并且具有深远的历史意义和重大的现实意义。
1暖通节能的意义
近年来,我国建筑业发展迅猛,建筑能耗也随之不断增加,建筑能耗已经占到社会总能耗的29%以上,有些地区甚至已经接近42%。而在建筑能耗里,用于暖通空调的能耗又占建筑总能耗的30%~50%,而且还在逐年上升,这势必造成能源供求矛盾的进一步激化。对这些能源的大量使用,使得地球资源日益匮乏,同时也带来一系列严重的环境问题,二氧化碳、硫化物、烟尘、氮氧化物等的排放量增加和酸雨现象频繁发生,对自然生态环境和社会的可持续发展造成了极大的影响。如果能够采用节能技术,将现有暖通系统节能20%~50%是完全有可能的。因此,研究暖通节能技术意义重大。
2暖通系统在节能方面存在的主要问题
2.1暖通在设计管理方面存在的问题
暖通设计对节能有着重要的影响,然而,在实际工作中,一些设计部门和设计人员并未给予足够的重视,加之暖通工程设计周期普遍较短,一些设计单位一味地追求数量、忽视质量,使得按设计施工完的暖通系统不仅投资大,而且运行能耗相当惊人,有的甚至大大超过了国家标准。此外,随着对环保和节能要求的不断提高,新技术方案不断涌现,每种技术方案往往都有自己的优缺点,面对众多的设计方案,由于考虑问题的角度不一样,所以各方面的评价结果也往往不尽相同,甚至大相径庭。由于缺乏客观的、科学的设计方案评价方法,使得设计人员往往无所适从,不知道该如何在众多的设计方案中找到最合适的节能
方案。
2.2暖通设计施工中存在的严重的浪费能源问题
1)因为好多形象工程的投资者与使用者不统一的原因,使得暖通工程设计只关注一次性投资控制,而不重视后期运行成本问题,节能问题更是没在“计划之内”。2)围护结构的保温性能没有得到足够重视,设计过程中往往只考虑外观效果,窗墙比偏大,大量使用玻璃幕墙,使得围护结构的保温效果极差,导致围护结构传热损失极大;设计中片面考虑建筑的立面效果,节能的因素很少被纳入到设计过程中。3)一套暖通系统多家合用,费用分摊不合理也不科学,造成人为的
浪费。
2.3暖通运行管理中的节能问题
在实际中,有些单位不注意对暖通操作人员的培训,认为设计施工达标就行,因此,很多操作人员不具备必要的暖通基本理论常识,在系统实际运行中不懂得根据人员的变化、实际负荷和室外参数的变化进行相应的调节,造成大量能量浪费。据调查,同样一套系统,因为管理人员不同,系统的能耗有的甚至相差50%以上。
3暖通节能的途径和方法
3.1 改善建筑围护结构及其保温性能
改善围护结构主要有以下措施:1)尽量减少外窗面积,采取有效的遮阳措施。2)选择合理的体形系数,应尽量增加围护结构的热阻。3)选择合理的建筑物朝向是一项重要的节能措施。4)提高建筑物保温性能是减少空调系统能耗的重要措施之一。
3.2热能的回收利用
冷热源能耗往往能占空调系统总能耗的50%左右,因此,如何回收制冷机组的冷凝热,已经为市场所关注。此种换热设备与生活用热水结合起来,制冷剂被压缩后温度很高,完全可以把水加热到洗浴的温度,节省锅炉附属设备投资资金,产生很好的环保效益。另外,回收空调的排风余热,可以采用转轮全热交换器、板式显热交换器和板翘式全热交换器来回收显热和余热,实现对新风的预热和预冷。
3.3采用变频调速技术
输配系统承担的任务是将冷热量及新风从制冷站或空调机房输送到住宅与房间,大型公共建筑在暖通电力消耗中60%~70%被输送和分配冷量、热量的风机、水泵所消耗。这也是导致此类建筑能源消耗过高的主要原因之一。目前,建筑系统中风机、水泵的电力消耗约占我国城镇建筑运行电耗的10%以上,而这部分电耗有可能降低60%~70%,因此,采用变频调速技术是建筑节能的重点,尤其是大型公共建筑节能的主要途径。
3.4通过新型节能方式,调整室内热湿环境参数
人体对环境的冷热感觉是通过空气温度、湿度、环境平均辐射温度、风速这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度,甚至仅检测空气的温度,这显然是不全面的,势必带来许多问题。因为影响人体热舒适性的环境参数众多,不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,但实现不同的热湿环境参数组合,空调系统的能耗可能是不相同的。
3.5减少输送系统的动力能耗
工程设计与实践中常采用以下方法减少动力能耗:1)加大空调冷冻水系统及冷却塔水系统的工作温差,即水系统采用大温差,这样可以减少水量,降低其输送能耗,同时还可以减小管径,节约初投资。2)因为水泵和风机的功耗与管路系统中流速的立方成正比,所以采用低流速能取得较好的节能效果,而且有利于提高水力工况的稳定性。3)一般情况下,用水输送冷(热)量的耗能量比空气输送要小,而且输送相同的冷(热)量所用水管管径要小于风管,所占空间相应也小得多,因此,尽量采用输送效率高的载能介质。
3.6运行管理中的节能控制
运行管理对暖通节能有很重要的作用。暖通运行中的节能控制可以一定程度弥补由于管理模式、能源设计本身不合理等造成的缺陷。只有加强对设备运行的控制能力,才能使能源更加合理、精确地消耗。楼宇自控系统的主要功能是对建筑物内各类设备(包括机电设备租专用设备)的监视控制、测量、管理,以求做到设备运行安全、可靠、节省能源和节省人力。暖通运行管理中的节能控制手段,最理想的就是通过完善的楼宇自控系统来完成。借助楼宇自控系统,就可实现建筑运行的节能管理,但目前大部分既有建筑的智能化程度较低,暖通系统运行管理较差,缺乏自控系统,建筑设备运行存在着很大不合理成分。
(下转第188页)
(上接第158页)
4暖通节能技术展望
暖通节能问题应该得到政府和社会的高度重视,政府和社会应该在引进新产品、新技术、开发新能源等方面加大投入。合理有序地推广水源热泵、土壤源热泵、太阳能-水源热泵、太阳能-土壤源热泵等采暖、空调方式,以代替部分冷却塔以及燃油、燃气锅炉,达到节能减排的目的。在采暖方面,可以借鉴或购买欧洲或者美国的一些新型尖端节能产品,利用高效冷凝换热器和空气预热器来吸收锅炉尾部排烟中的显热和水蒸汽凝结所释放的潜热,实现冷凝式锅炉的节能效果。
5结束语
随着科学技术的发展,节能在现代社会中已被认为是具有战略性的问题,但是人们的节能观念和节能意识还需要继续提高。因为暖通系统的节能占建筑节能的主要部分,所以,我们很有必要对暖通空调系统目前存在的问题给予重视。在技术上节能,研发高节能暖通设备;健全法制,对于设计和施工中的节能问题,纳入到法律范畴中去强制执行;加大社会舆论力度,广泛宣传,让全社会都动员起来,从我做起,从现在做起。暖通节能技术的研究开发和运用是建筑系统节能的基础,而政府部门的重视和支持程度将是实现大幅节能,产生显著的环境和社会效益、推动经济发展的重要保证。
参考文献
[1]何志龙.暖通节能分析[J].能源与环境,2010,2.
[2]苏丽娟,崔阳.浅谈暖通专业在低碳时代的应用[J].才智,2010,10.
[3]黄鑫.暖通系统的节能问题[J].山西电力,2010,2.
摘 要本文在对目前暖通系统在节能方面存在的主要问题的分析基础上,提出了一些提高暖通节能技术的途径和方法,希望能够为资源的高效利用和社会的可持续发展做出贡献。
关键词能耗;暖通;节能技术
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)092-0158-01
能源是社会发展的重要物质基础,也是提高人民生活水平和实现社会主义现代化的先决条件。随着人民生活水平的不断提高,能源问题也越来越受到世界各国的重视。从经济学的角度来讲,环境与能源问题已经成为我国社会可持续发展的瓶颈。随着煤和石油这些不可再生资源的日益匮乏,能耗问题显得越发重要。在发达国家,建筑能耗大约能占到社会总能耗的40%,尽管我国社会经济发展水平不高,但是建筑能耗已占总能耗的30%左右,而且还有上升的趋势。建筑能耗主要包括:采暖、通风、炊事、家用电器、热水供应等方面的能耗,其中,以建筑采暖和空调的能耗为主,大约占建筑总能耗的50%~70%。随着暖通技术的广泛应用,能源问题已经成为我国社会可持续发展的瓶颈。暖通系统往往以高品质的电能为能源,而我国的电力在某些地区又相对紧张,这必然会引起能源供求矛盾的进一步激化。因此,研究暖通节能技术势在必行,并且具有深远的历史意义和重大的现实意义。
1暖通节能的意义
近年来,我国建筑业发展迅猛,建筑能耗也随之不断增加,建筑能耗已经占到社会总能耗的29%以上,有些地区甚至已经接近42%。而在建筑能耗里,用于暖通空调的能耗又占建筑总能耗的30%~50%,而且还在逐年上升,这势必造成能源供求矛盾的进一步激化。对这些能源的大量使用,使得地球资源日益匮乏,同时也带来一系列严重的环境问题,二氧化碳、硫化物、烟尘、氮氧化物等的排放量增加和酸雨现象频繁发生,对自然生态环境和社会的可持续发展造成了极大的影响。如果能够采用节能技术,将现有暖通系统节能20%~50%是完全有可能的。因此,研究暖通节能技术意义重大。
2暖通系统在节能方面存在的主要问题
2.1暖通在设计管理方面存在的问题
暖通设计对节能有着重要的影响,然而,在实际工作中,一些设计部门和设计人员并未给予足够的重视,加之暖通工程设计周期普遍较短,一些设计单位一味地追求数量、忽视质量,使得按设计施工完的暖通系统不仅投资大,而且运行能耗相当惊人,有的甚至大大超过了国家标准。此外,随着对环保和节能要求的不断提高,新技术方案不断涌现,每种技术方案往往都有自己的优缺点,面对众多的设计方案,由于考虑问题的角度不一样,所以各方面的评价结果也往往不尽相同,甚至大相径庭。由于缺乏客观的、科学的设计方案评价方法,使得设计人员往往无所适从,不知道该如何在众多的设计方案中找到最合适的节能
方案。
2.2暖通设计施工中存在的严重的浪费能源问题
1)因为好多形象工程的投资者与使用者不统一的原因,使得暖通工程设计只关注一次性投资控制,而不重视后期运行成本问题,节能问题更是没在“计划之内”。2)围护结构的保温性能没有得到足够重视,设计过程中往往只考虑外观效果,窗墙比偏大,大量使用玻璃幕墙,使得围护结构的保温效果极差,导致围护结构传热损失极大;设计中片面考虑建筑的立面效果,节能的因素很少被纳入到设计过程中。3)一套暖通系统多家合用,费用分摊不合理也不科学,造成人为的
浪费。
2.3暖通运行管理中的节能问题
在实际中,有些单位不注意对暖通操作人员的培训,认为设计施工达标就行,因此,很多操作人员不具备必要的暖通基本理论常识,在系统实际运行中不懂得根据人员的变化、实际负荷和室外参数的变化进行相应的调节,造成大量能量浪费。据调查,同样一套系统,因为管理人员不同,系统的能耗有的甚至相差50%以上。
3暖通节能的途径和方法
3.1 改善建筑围护结构及其保温性能
改善围护结构主要有以下措施:1)尽量减少外窗面积,采取有效的遮阳措施。2)选择合理的体形系数,应尽量增加围护结构的热阻。3)选择合理的建筑物朝向是一项重要的节能措施。4)提高建筑物保温性能是减少空调系统能耗的重要措施之一。
3.2热能的回收利用
冷热源能耗往往能占空调系统总能耗的50%左右,因此,如何回收制冷机组的冷凝热,已经为市场所关注。此种换热设备与生活用热水结合起来,制冷剂被压缩后温度很高,完全可以把水加热到洗浴的温度,节省锅炉附属设备投资资金,产生很好的环保效益。另外,回收空调的排风余热,可以采用转轮全热交换器、板式显热交换器和板翘式全热交换器来回收显热和余热,实现对新风的预热和预冷。
3.3采用变频调速技术
输配系统承担的任务是将冷热量及新风从制冷站或空调机房输送到住宅与房间,大型公共建筑在暖通电力消耗中60%~70%被输送和分配冷量、热量的风机、水泵所消耗。这也是导致此类建筑能源消耗过高的主要原因之一。目前,建筑系统中风机、水泵的电力消耗约占我国城镇建筑运行电耗的10%以上,而这部分电耗有可能降低60%~70%,因此,采用变频调速技术是建筑节能的重点,尤其是大型公共建筑节能的主要途径。
3.4通过新型节能方式,调整室内热湿环境参数
人体对环境的冷热感觉是通过空气温度、湿度、环境平均辐射温度、风速这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度,甚至仅检测空气的温度,这显然是不全面的,势必带来许多问题。因为影响人体热舒适性的环境参数众多,不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,但实现不同的热湿环境参数组合,空调系统的能耗可能是不相同的。
3.5减少输送系统的动力能耗
工程设计与实践中常采用以下方法减少动力能耗:1)加大空调冷冻水系统及冷却塔水系统的工作温差,即水系统采用大温差,这样可以减少水量,降低其输送能耗,同时还可以减小管径,节约初投资。2)因为水泵和风机的功耗与管路系统中流速的立方成正比,所以采用低流速能取得较好的节能效果,而且有利于提高水力工况的稳定性。3)一般情况下,用水输送冷(热)量的耗能量比空气输送要小,而且输送相同的冷(热)量所用水管管径要小于风管,所占空间相应也小得多,因此,尽量采用输送效率高的载能介质。
3.6运行管理中的节能控制
运行管理对暖通节能有很重要的作用。暖通运行中的节能控制可以一定程度弥补由于管理模式、能源设计本身不合理等造成的缺陷。只有加强对设备运行的控制能力,才能使能源更加合理、精确地消耗。楼宇自控系统的主要功能是对建筑物内各类设备(包括机电设备租专用设备)的监视控制、测量、管理,以求做到设备运行安全、可靠、节省能源和节省人力。暖通运行管理中的节能控制手段,最理想的就是通过完善的楼宇自控系统来完成。借助楼宇自控系统,就可实现建筑运行的节能管理,但目前大部分既有建筑的智能化程度较低,暖通系统运行管理较差,缺乏自控系统,建筑设备运行存在着很大不合理成分。
(下转第188页)
(上接第158页)
4暖通节能技术展望
暖通节能问题应该得到政府和社会的高度重视,政府和社会应该在引进新产品、新技术、开发新能源等方面加大投入。合理有序地推广水源热泵、土壤源热泵、太阳能-水源热泵、太阳能-土壤源热泵等采暖、空调方式,以代替部分冷却塔以及燃油、燃气锅炉,达到节能减排的目的。在采暖方面,可以借鉴或购买欧洲或者美国的一些新型尖端节能产品,利用高效冷凝换热器和空气预热器来吸收锅炉尾部排烟中的显热和水蒸汽凝结所释放的潜热,实现冷凝式锅炉的节能效果。
5结束语
随着科学技术的发展,节能在现代社会中已被认为是具有战略性的问题,但是人们的节能观念和节能意识还需要继续提高。因为暖通系统的节能占建筑节能的主要部分,所以,我们很有必要对暖通空调系统目前存在的问题给予重视。在技术上节能,研发高节能暖通设备;健全法制,对于设计和施工中的节能问题,纳入到法律范畴中去强制执行;加大社会舆论力度,广泛宣传,让全社会都动员起来,从我做起,从现在做起。暖通节能技术的研究开发和运用是建筑系统节能的基础,而政府部门的重视和支持程度将是实现大幅节能,产生显著的环境和社会效益、推动经济发展的重要保证。
参考文献
[1]何志龙.暖通节能分析[J].能源与环境,2010,2.
[2]苏丽娟,崔阳.浅谈暖通专业在低碳时代的应用[J].才智,2010,10.
[3]黄鑫.暖通系统的节能问题[J].山西电力,2010,2.