“三改方案”全面提升暖通空調能效水平
點擊次數：2096 更新時間：2013-09-22
工控摘要：不少暖通空調從業者以及業主方存在一種極大的誤區，認為“越用貴產品、越上洋品牌”，工程就會做得越好，節能減排和經濟效益就會越明顯。但事實常常并非如此。
暖通空調是一項極其復雜的系統工程，其優劣成敗不僅與設備質量相關，更取決于從前端設計到后端運營全過程，每一個細節都將直接或間接地影響著工程zui終的命運。
改進設計思路
設計環節當然需要被優先提出，它對暖通空調系統成敗乃至整個工程的使用和節能關聯密切。暖通空調系統特別是*空調系統龐大復雜，設計水平優劣將產生zui關鍵的影響。筆者建議設計階段需加強以下方面工作：
首先，注重從節能角度認真進行設計方案的比較和優選
如對冷熱源系統的選擇，由于暖通空調系統所消耗的能量大部分在冷熱源系統中，因此合理地選擇冷熱源系統，不僅要考慮初投資和運行費用，還應結合當地的能源結構和建筑使用功能特點對耗能指標進行分析。
再如對系統形式選擇和劃分時，設計應注意考慮不同朝向、周邊區與內區之間的差異。系統應分開設置或分環，以便分系統或分環控制和調節。這樣就可避免某些區域出現夏季過冷或冬季過熱的現象，造成不必要的能量損耗。尤其要注意控制幾種傾向：一是不顧實際節能效果，盲目地追求新技術，認為采用技術的設計方案就是*方案。實際上，每種方案都有其適用條件和范圍，若從降低運行費用和能耗指標方面考慮，先進的技術方案就可能變成不合理甚至是不可行的方案。二是設計方案對某個工程項目可能是*方案，但對于其他項目就*不可行。三是認為復雜的方案就是高水平方案。但實際上，系統越復雜，通常其設備就越多。不僅投資和運行費用增加，系統可靠性和可控性也往往偏低，節能效果隨之降低。總而言之，確定空調設計方案務必結合工程的具體情況，根據負荷特性、建筑使用功能要求以及環境控制特點等多重因素，注意從節能角度通過全面技術經濟分析和比較，確定出*合理的設計方案，確保系統運行與被控制環境形成*配合，達到保證供冷熱質量的前提下既經濟又節能的目的。
其次，系統設計必須經過認真計算。一是根據工程具體情況對空調運行季節進行全工況、全過程分析計算，尋找出比較合理的設計方案，使空調系統在不同的室外氣象參數或室內狀況下都能經濟合理運行，為運行節能奠定基礎。二是通過認真計算，合理確定系統冷熱負荷及風、水管道阻力，選擇合適的冷熱源設備以及水泵、風機等動力設備，確保所選擇的各項設備能恰好處在*工況狀態下運行。
需要提醒的是，不經計算和按照水泵或風機的特性曲線選擇設備，盲目按水泵或風機樣本的銘牌參數選擇流量、揚程或全壓過大的泵與風機，將極大地造成設備運行中不必要的能量損耗；在有條件或系統允許的情況下，經過綜合進行系統總能耗的比較，應合理加大系統的介質溫差，以減少系統水流量和送風量，降低輸送過程中的能耗。
改善圍護結構
對于暖通空調系統而言，與圍護結構相關的空調負荷占有很大比例，其保溫性能直接決定了結構綜合傳熱系數乃至空調負荷的大小。改善建筑圍護結構保溫性需從以下方面著手：
一是控制建筑窗墻面積比。由于外窗能耗占建筑總能耗35%45%，因此，在保障室內采光的前提下，合理確定窗墻面積比十分重要。一般規定各朝向的窗墻比不得大于下列數字：北向25%；東、西向30%；南向35%。
二是提高門窗氣密性和保溫性能，應采用密閉性和保溫性能良好的門窗，并采用節能保溫的墻體。
三是加強施工管理。除了按設計和規范要求做好墻窗等圍護結構的保溫施工外，還應重點加強窗或玻璃幕墻與墻、墻與屋頂等相互結合部位的保溫施工管理工作，尤其應注意采取相應措施切斷鋼筋硅或鋼構件、門窗鋼附框等熱的良導體形成的熱橋作用。
改變行業觀念
我國暖通空調系統能效水平目前并不樂觀，除了設計環節等技術因素，筆者認為，某些理念短板是需要解決的根源。
在行業前端，我國應繼續大膽推廣應用可再生能源或低品位能源的空調系統。隨著空調對能源的消耗大幅上升，同時對生態環境的破壞日趨加劇，如何合理有效利用可再生能源及低品位能源已經成為該領域重要的研究課題，如地源熱泵空調系統、太陽能制冷或供熱系統等。項目利用可再生能源的暖通空調系統，不僅有著顯著的環境和社會效益，還有顯著的經濟效益，應大力開發推廣。與此同時，與熱泵技術相關聯的冷熱回收利用研究工作正逐步深入，如空調系統排風的全熱回收器、夏季利用冷凝熱的衛生熱水供應等，都能顯著提高空調系統能源的有效利用率，但實際應用尚不廣泛，效果也不顯著。
不過，和其他任何新技術一樣，這些技術目前仍然存在包括政策、技術、資金等方面的大量問題，需進一步研究完善。
同時，采用新型節能且舒適健康的供暖和空調方式影響人體熱舒適性的環境參數眾多，不同的環境參數組合可以得到相同的熱舒適性效果，但不同的熱濕環境參數組合空調系統的能耗常常不同。在冬季，人們采用傳統的空調方式把整個室內空氣加熱，通過空氣實現人體與環境的熱濕交換，需要1820℃甚至更高的空氣溫度，此時通過圍護結構的熱損失和加熱新風的熱損失都比較大。如果，人們根據熱濕環境的研究成果改變傳統空調方式，增加輻射熱如低溫地板輻射采暖，此時所需要的空氣溫度將顯著下降，一般不超過16℃即可。顯而易見，后者比前者具有顯著的節能效果。夏季亦然。
而在行業后端，強化系統運行管理、提高系統控制水平以提高整體運行管理水平已是燃眉之急。筆者認為，行業應加強對空調操作人員的培訓，提高管理人員素質，實行空調操作人員操作證制度。因為各項調節和節能措施的實施，都與操作人員的技術素質直接相關。后者必須具備必要甚至完備的暖通空調基本理論常識，懂得根據室外參數變化進行調節，才能實現系統節能。
暖通空調是一項極其復雜的系統工程，其優劣成敗不僅與設備質量相關，更取決于從前端設計到后端運營全過程，每一個細節都將直接或間接地影響著工程zui終的命運。
改進設計思路
設計環節當然需要被優先提出，它對暖通空調系統成敗乃至整個工程的使用和節能關聯密切。暖通空調系統特別是*空調系統龐大復雜，設計水平優劣將產生zui關鍵的影響。筆者建議設計階段需加強以下方面工作：
首先，注重從節能角度認真進行設計方案的比較和優選
如對冷熱源系統的選擇，由于暖通空調系統所消耗的能量大部分在冷熱源系統中，因此合理地選擇冷熱源系統，不僅要考慮初投資和運行費用，還應結合當地的能源結構和建筑使用功能特點對耗能指標進行分析。
再如對系統形式選擇和劃分時，設計應注意考慮不同朝向、周邊區與內區之間的差異。系統應分開設置或分環，以便分系統或分環控制和調節。這樣就可避免某些區域出現夏季過冷或冬季過熱的現象，造成不必要的能量損耗。尤其要注意控制幾種傾向：一是不顧實際節能效果，盲目地追求新技術，認為采用技術的設計方案就是*方案。實際上，每種方案都有其適用條件和范圍，若從降低運行費用和能耗指標方面考慮，先進的技術方案就可能變成不合理甚至是不可行的方案。二是設計方案對某個工程項目可能是*方案，但對于其他項目就*不可行。三是認為復雜的方案就是高水平方案。但實際上，系統越復雜，通常其設備就越多。不僅投資和運行費用增加，系統可靠性和可控性也往往偏低，節能效果隨之降低。總而言之，確定空調設計方案務必結合工程的具體情況，根據負荷特性、建筑使用功能要求以及環境控制特點等多重因素，注意從節能角度通過全面技術經濟分析和比較，確定出*合理的設計方案，確保系統運行與被控制環境形成*配合，達到保證供冷熱質量的前提下既經濟又節能的目的。
其次，系統設計必須經過認真計算。一是根據工程具體情況對空調運行季節進行全工況、全過程分析計算，尋找出比較合理的設計方案，使空調系統在不同的室外氣象參數或室內狀況下都能經濟合理運行，為運行節能奠定基礎。二是通過認真計算，合理確定系統冷熱負荷及風、水管道阻力，選擇合適的冷熱源設備以及水泵、風機等動力設備，確保所選擇的各項設備能恰好處在*工況狀態下運行。
需要提醒的是，不經計算和按照水泵或風機的特性曲線選擇設備，盲目按水泵或風機樣本的銘牌參數選擇流量、揚程或全壓過大的泵與風機，將極大地造成設備運行中不必要的能量損耗；在有條件或系統允許的情況下，經過綜合進行系統總能耗的比較，應合理加大系統的介質溫差，以減少系統水流量和送風量，降低輸送過程中的能耗。
改善圍護結構
對于暖通空調系統而言，與圍護結構相關的空調負荷占有很大比例，其保溫性能直接決定了結構綜合傳熱系數乃至空調負荷的大小。改善建筑圍護結構保溫性需從以下方面著手：
一是控制建筑窗墻面積比。由于外窗能耗占建筑總能耗35%45%，因此，在保障室內采光的前提下，合理確定窗墻面積比十分重要。一般規定各朝向的窗墻比不得大于下列數字：北向25%；東、西向30%；南向35%。
二是提高門窗氣密性和保溫性能，應采用密閉性和保溫性能良好的門窗，并采用節能保溫的墻體。
三是加強施工管理。除了按設計和規范要求做好墻窗等圍護結構的保溫施工外，還應重點加強窗或玻璃幕墻與墻、墻與屋頂等相互結合部位的保溫施工管理工作，尤其應注意采取相應措施切斷鋼筋硅或鋼構件、門窗鋼附框等熱的良導體形成的熱橋作用。
改變行業觀念
我國暖通空調系統能效水平目前并不樂觀，除了設計環節等技術因素，筆者認為，某些理念短板是需要解決的根源。
在行業前端，我國應繼續大膽推廣應用可再生能源或低品位能源的空調系統。隨著空調對能源的消耗大幅上升，同時對生態環境的破壞日趨加劇，如何合理有效利用可再生能源及低品位能源已經成為該領域重要的研究課題，如地源熱泵空調系統、太陽能制冷或供熱系統等。項目利用可再生能源的暖通空調系統，不僅有著顯著的環境和社會效益，還有顯著的經濟效益，應大力開發推廣。與此同時，與熱泵技術相關聯的冷熱回收利用研究工作正逐步深入，如空調系統排風的全熱回收器、夏季利用冷凝熱的衛生熱水供應等，都能顯著提高空調系統能源的有效利用率，但實際應用尚不廣泛，效果也不顯著。
不過，和其他任何新技術一樣，這些技術目前仍然存在包括政策、技術、資金等方面的大量問題，需進一步研究完善。
同時，采用新型節能且舒適健康的供暖和空調方式影響人體熱舒適性的環境參數眾多，不同的環境參數組合可以得到相同的熱舒適性效果，但不同的熱濕環境參數組合空調系統的能耗常常不同。在冬季，人們采用傳統的空調方式把整個室內空氣加熱，通過空氣實現人體與環境的熱濕交換，需要1820℃甚至更高的空氣溫度，此時通過圍護結構的熱損失和加熱新風的熱損失都比較大。如果，人們根據熱濕環境的研究成果改變傳統空調方式，增加輻射熱如低溫地板輻射采暖，此時所需要的空氣溫度將顯著下降，一般不超過16℃即可。顯而易見，后者比前者具有顯著的節能效果。夏季亦然。
而在行業后端，強化系統運行管理、提高系統控制水平以提高整體運行管理水平已是燃眉之急。筆者認為，行業應加強對空調操作人員的培訓，提高管理人員素質，實行空調操作人員操作證制度。因為各項調節和節能措施的實施，都與操作人員的技術素質直接相關。后者必須具備必要甚至完備的暖通空調基本理論常識，懂得根據室外參數變化進行調節，才能實現系統節能。
