论文部分内容阅读
[摘 要] 随着我国国民经济及科学技术的不断发展,能源及环境问题日益成为摆在我们面前的突出问题。本文着重论述了暖通空调领域节能的重要意义, 探讨现行暖通空调系统的设计及节能方面存在的问题, 并提出了解决暖通空调系统节能问题的措施。
[关键词] 暖通设计 空调节能 运行管理 施工
前言
随着社会的不断进步，人们生活的条件越来越高，节能的重点已从工业逐渐转向建筑和交通。随着人均建筑面积不断增大，暖通空调系统的广泛应用，用于暖通空调系统的能耗将进一步增大，而暖通空调系统的能耗占建筑能耗的主要部分。因此暖通空调系统的节能不仅关系到千家万户的冷暖, 关系到人们的健康和安全, 关系到工作效果和产品质量, 还关系到国家资源消耗和环境污染, 是关系国计民生和国家可持续发展的重要行业。
1 在暖通空调领域考虑节能的重要性
现今，我国的建筑业发展迅猛, 建筑能耗不断增加, 建筑能耗已经占据社会总能耗的27%以上, 有些地区甚至已接近40%，且其总量呈逐年上升趋势。能源总消费量的比例已从20世纪70年代末的10%, 上升到近年的27.48%, 而建筑能耗中2/3 为暖通空调系统所消耗。随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善, 暖通空调系统得以在各种建筑中广泛应用, 用于暖通空调系统的能耗也将进一步增大, 这势必造成能源供求矛盾的进一步激化。此外, 现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源, 其中电能占绝大比例。能源的大量消耗, 使得地球资源日益匮乏, 同时也带来严重的环境问题, 随着二氧化碳、氮氧化物、硫化物、烟尘等的排放增加, 酸雨现象频繁发生, 对生态环境和可持续发展带来了很大影响。根据暖通空调行业的研究成果, 现有暖通空调系统的能耗是惊人的。如果采取相应的节能技术, 使现有空调系统节能20%～50%完全可能。因此在暖通空调系统中考虑节能意义重大。
2 现行暖通空调系统在节能方面存在的问题
2.1系统设计方面的问题
由于社会节奏的加快，越来越多的项目过分强调工程进度，无论是设计阶段还是施工阶段，都追求在最短时间内拿出成果，这就直接导致设计周期普遍不足，没有充足的时间对各项目进行针对性的分析，不可避免的出现重复套用，各类建筑采用同一方案，或者未经验证分析，直接根据甲方的意见作出设计方案，使得设计出来的系统，在实际使用中不能根据实际情况进行调节，不仅系统初投资加大，后期的运行能耗也出现很大的浪费。同时部分暖通空调专业人员水平参差不齐,甚至一部分人员根本未经过任何培训, 对本专业理论知识似懂非懂, 常凭经验,由此在设计中遇到的一些涉及方案性调整问题不能进行及时正确的处理和解决, 最终导致系统出现无法挽回的不良后果, 给系统的运行、管理留下隐患, 在实际工作中, 由此造成的经济损失也是相当严重的。根据《设计深度规定》对暖通空调设计说明应包括的内容作了明确规定。设计说明应有室内外设计参数：热源、冷源情况：热媒、冷媒参数、供暖热负荷及耗热量指标，系统总阻力：散热器型号：空调冷、热负荷：系统形式和控制方法：消声、隔振、防火、防腐、保温：风管、管道材料选择、安装要求：系统试压要求等。有些工程的设计说明内容很不完整。在部分现场工作中，暖通空调系统节能的设计往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视, 加之工程设计周期普遍较短, 设计收费与设计产生的经济效益不挂钩, 以及一些技术性问题没有完全得到解决,一些设计单位只求数量, 忽视质量, 使得设计施工完的系统在节能运行部分大大超过了国家标准。
2.2系统施工管理中的节能问题
当然，设计方案从理论上保证了系统的节能效果，而在将设计转化为实体的过程即施工过程中，如果没有严格控制，同样也会产生大量能源耗费的问题。在实际工程中，我们经常遇到的是，甲方一味压低工程造价，施工单位为了利润最大化，只能采用品质一般的材料，甚至以次充好，使用的设备材料性能根本达不到设计所要求的指标，使得工程实际运行也无法处于理想设计状态，形成能源的浪费。
2.3系统运行管理中的节能问题
除设计施工外, 系统运行管理也起着至关重要的作用。暖通空调系统的特点就是要根据建筑的使用情况，负荷状态及室内外环境的变化，随时调整系统的运行状态。在很多工程中，有些单位认为系统设计施工达标完成就可以了,并不注意对后期暖通空调系统操作人员的培训, 很多操作人员不具备必要的暖通空调基本理论常识, 不懂得根据室外参数的变化进行相应的调节。一年四季只有开机、关机和冬、夏季转换操作, 显然系统达不到相应的节能效果。
3 如何解决暖通空调系统节能问题
3.1 在设计阶段重视节能因素
设计方案对暖通空调系统在使用中是否节能关系重大。暖通空调系统特别是中央空调系统庞大而复杂, 系统设计的优劣直接影响系统的经济运行和耗能性能, 因此应考虑以下3 个方面的问题:
一, 应注重从节能的角度认真进行设计方案的比较和优选。例如对冷热源系统的选择, 因为暖通空调系统所消耗的能量大部分是冷热源系统中消耗掉的。选择冷热源系统不仅需要考虑它的初投资和运行费用, 还应结合当地能源结构和建筑使用功能特点, 对耗能指标进行分析比较, 在系统形势选择和划分时应注意考虑不同朝向、周边区与内区之间的差异, 系统应分开设置或分环, 以便分系统或分环控制和调节。这样可以避免某些区域出现夏季过冷或冬季过热的现象, 造成不必要的能量损耗。在设计中应注意考虑节能效果, 不能盲目地追求新技术, 认为采用最新技术的设计方案就是最佳方案, 实际上每种方案都有其适用条件和范围。一种设计方案对于某个工程项目可能是最佳方案, 但是对于另外一个工程项目就可能是不可行的方案; 也不能认为复杂的方案就是高水平的方案, 实际上系统越复杂, 通常其设备就越多, 不仅投资和运行费用高, 系统的可靠性和可控制性也差, 节能效果也就相应越低。总而言之, 在确定暖通空调设计方案時, 务必结合工程的具体情况, 根据负荷特性、建筑使用功能要求和环境特点等多方面因素, 注意从节能角度、全面技术经济分析比较后确定出最佳设计方案, 确保系统投资运行的经济性与节能性。
二, 必须认真进行设计计算。应根据工程具体情况对暖通空调运行季节进行全工况、全过程的分析计算, 寻找出一个比较合理的设计方案, 使暖通空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理地运行, 为在运行中节能奠定基础; 并且要认真、合理地确定系统冷、热负荷及风、水管道阻力, 选择合适的冷、热源设备和水泵、风机等动力设备, 确保所选择的各项设备能恰好在最佳工况状态下运行。不经计算只按照水泵或风机的特性曲线选择设备, 或按照水泵和风机样本的铭牌参数选择流量、扬程等都会在运行中造成不必要的能量损耗。另外, 在有条件或系统允许的情况下, 经过综合进行总能耗的比较, 应合理加大系统的介质温差, 以减少系统的水流量和送风量, 降低输送过程中的能耗。
三, 必须提高国内暖通空调设计收费水平。提高国内暖通空调系统设计收费水平, 使国内外设计单位能在公平的条件下进行竞争, 管理部门应制定相应的法规, 保障工程设计的合理设计周期, 使暖通空调设计人员在方案设计阶段投入更多的时间和精力考虑节能等要素, 这样才能达到事半功倍的效果。
3.2 选择合理的采暖空调方式及材料
同一个采暖对象采用不同的采暖方式, 其能耗、室内环境的舒适程度是大不相同的。如北方采用低温地板辐射采暖, 不仅舒适而且此时的室内温度与采用散热器方式相比可以低2 ℃～5 ℃, 能耗当然大为降低;在选择空调方式时选择辐射式空调方式一般比对流方式舒适节能。对墙、窗等围护结构使用保温性能好的材料, 对暖通空调系统的管道系统也要选择高效的保温隔热材料, 防止能量在输送过程中损失过大。选择优良的暖通空调设备才能使整个系统实现有效的冷热回收利用, 如空调系统排风的全热回收, 夏季利用冷凝热的卫生热水供应, 负荷的灵活调节, 使得系统能始终处在高效的状态下运行。
3.3如何强化系统的运行管理并提高系统控制水平
要想提高系统的运行管理及系统控制水平，就必须对暖通空调专业的操作人员进行培训, 提高管理人员的专业水平和业务技能, 使其具备必须的暖通空调基本理论常识, 实行空调操作人员操作证制度, 对没有达到考核要求的, 应重新培训, 考核合格后才能上岗, 同时提高管理人员的素质, 增强其责任心, 这样管理人员才有能力根据室外参数的变化进行相应的调节, 达到设计要求的节能效果。
3.4 选择可再生能源或低品位能源的空调系统
不可再生能源的大量使用造成能源的日趋枯竭, 环境日益恶化, 开发利用天然可再生能源成为必然。在天然可再生能源中, 太阳能、风能发电, 太阳能供热或制冷系统, 地源热泵空调系统等技术已经成熟, 应大力推广使用。利用可再生能源的暖通空调系统, 不仅有着显著的环境和社会效益, 也是节能的最有效途径。
4 结束语
综上所述，暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置。作为一个暖通专业的工作者，在空调系统的设计施工管理过程中，均应对节能问题引起足够的重视，在各个环节中积极地争取挽回所有可能挽回的能量，并将能源消耗作为衡量系统优劣的一项重要指标。暖通空调系统的节能可从以下几个方面进行考虑：系统的设计选择，设备的选配及系统的运行管理。具体节能方案应根据建筑物的结构、使用要求、环境条件等因素，通过广泛的调查研究后确定。经过各方共同努力，暖通空调系统的节能是不难达到的，我们有必要对其目前存在的问题给予重视。只有这样, 暖通空调才能给千家万户带来便利, 才能充分发挥它的经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用。
[关键词] 暖通设计 空调节能 运行管理 施工
前言
随着社会的不断进步，人们生活的条件越来越高，节能的重点已从工业逐渐转向建筑和交通。随着人均建筑面积不断增大，暖通空调系统的广泛应用，用于暖通空调系统的能耗将进一步增大，而暖通空调系统的能耗占建筑能耗的主要部分。因此暖通空调系统的节能不仅关系到千家万户的冷暖, 关系到人们的健康和安全, 关系到工作效果和产品质量, 还关系到国家资源消耗和环境污染, 是关系国计民生和国家可持续发展的重要行业。
1 在暖通空调领域考虑节能的重要性
现今，我国的建筑业发展迅猛, 建筑能耗不断增加, 建筑能耗已经占据社会总能耗的27%以上, 有些地区甚至已接近40%，且其总量呈逐年上升趋势。能源总消费量的比例已从20世纪70年代末的10%, 上升到近年的27.48%, 而建筑能耗中2/3 为暖通空调系统所消耗。随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善, 暖通空调系统得以在各种建筑中广泛应用, 用于暖通空调系统的能耗也将进一步增大, 这势必造成能源供求矛盾的进一步激化。此外, 现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源, 其中电能占绝大比例。能源的大量消耗, 使得地球资源日益匮乏, 同时也带来严重的环境问题, 随着二氧化碳、氮氧化物、硫化物、烟尘等的排放增加, 酸雨现象频繁发生, 对生态环境和可持续发展带来了很大影响。根据暖通空调行业的研究成果, 现有暖通空调系统的能耗是惊人的。如果采取相应的节能技术, 使现有空调系统节能20%～50%完全可能。因此在暖通空调系统中考虑节能意义重大。
2 现行暖通空调系统在节能方面存在的问题
2.1系统设计方面的问题
由于社会节奏的加快，越来越多的项目过分强调工程进度，无论是设计阶段还是施工阶段，都追求在最短时间内拿出成果，这就直接导致设计周期普遍不足，没有充足的时间对各项目进行针对性的分析，不可避免的出现重复套用，各类建筑采用同一方案，或者未经验证分析，直接根据甲方的意见作出设计方案，使得设计出来的系统，在实际使用中不能根据实际情况进行调节，不仅系统初投资加大，后期的运行能耗也出现很大的浪费。同时部分暖通空调专业人员水平参差不齐,甚至一部分人员根本未经过任何培训, 对本专业理论知识似懂非懂, 常凭经验,由此在设计中遇到的一些涉及方案性调整问题不能进行及时正确的处理和解决, 最终导致系统出现无法挽回的不良后果, 给系统的运行、管理留下隐患, 在实际工作中, 由此造成的经济损失也是相当严重的。根据《设计深度规定》对暖通空调设计说明应包括的内容作了明确规定。设计说明应有室内外设计参数：热源、冷源情况：热媒、冷媒参数、供暖热负荷及耗热量指标，系统总阻力：散热器型号：空调冷、热负荷：系统形式和控制方法：消声、隔振、防火、防腐、保温：风管、管道材料选择、安装要求：系统试压要求等。有些工程的设计说明内容很不完整。在部分现场工作中，暖通空调系统节能的设计往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视, 加之工程设计周期普遍较短, 设计收费与设计产生的经济效益不挂钩, 以及一些技术性问题没有完全得到解决,一些设计单位只求数量, 忽视质量, 使得设计施工完的系统在节能运行部分大大超过了国家标准。
2.2系统施工管理中的节能问题
当然，设计方案从理论上保证了系统的节能效果，而在将设计转化为实体的过程即施工过程中，如果没有严格控制，同样也会产生大量能源耗费的问题。在实际工程中，我们经常遇到的是，甲方一味压低工程造价，施工单位为了利润最大化，只能采用品质一般的材料，甚至以次充好，使用的设备材料性能根本达不到设计所要求的指标，使得工程实际运行也无法处于理想设计状态，形成能源的浪费。
2.3系统运行管理中的节能问题
除设计施工外, 系统运行管理也起着至关重要的作用。暖通空调系统的特点就是要根据建筑的使用情况，负荷状态及室内外环境的变化，随时调整系统的运行状态。在很多工程中，有些单位认为系统设计施工达标完成就可以了,并不注意对后期暖通空调系统操作人员的培训, 很多操作人员不具备必要的暖通空调基本理论常识, 不懂得根据室外参数的变化进行相应的调节。一年四季只有开机、关机和冬、夏季转换操作, 显然系统达不到相应的节能效果。
3 如何解决暖通空调系统节能问题
3.1 在设计阶段重视节能因素
设计方案对暖通空调系统在使用中是否节能关系重大。暖通空调系统特别是中央空调系统庞大而复杂, 系统设计的优劣直接影响系统的经济运行和耗能性能, 因此应考虑以下3 个方面的问题:
一, 应注重从节能的角度认真进行设计方案的比较和优选。例如对冷热源系统的选择, 因为暖通空调系统所消耗的能量大部分是冷热源系统中消耗掉的。选择冷热源系统不仅需要考虑它的初投资和运行费用, 还应结合当地能源结构和建筑使用功能特点, 对耗能指标进行分析比较, 在系统形势选择和划分时应注意考虑不同朝向、周边区与内区之间的差异, 系统应分开设置或分环, 以便分系统或分环控制和调节。这样可以避免某些区域出现夏季过冷或冬季过热的现象, 造成不必要的能量损耗。在设计中应注意考虑节能效果, 不能盲目地追求新技术, 认为采用最新技术的设计方案就是最佳方案, 实际上每种方案都有其适用条件和范围。一种设计方案对于某个工程项目可能是最佳方案, 但是对于另外一个工程项目就可能是不可行的方案; 也不能认为复杂的方案就是高水平的方案, 实际上系统越复杂, 通常其设备就越多, 不仅投资和运行费用高, 系统的可靠性和可控制性也差, 节能效果也就相应越低。总而言之, 在确定暖通空调设计方案時, 务必结合工程的具体情况, 根据负荷特性、建筑使用功能要求和环境特点等多方面因素, 注意从节能角度、全面技术经济分析比较后确定出最佳设计方案, 确保系统投资运行的经济性与节能性。
二, 必须认真进行设计计算。应根据工程具体情况对暖通空调运行季节进行全工况、全过程的分析计算, 寻找出一个比较合理的设计方案, 使暖通空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理地运行, 为在运行中节能奠定基础; 并且要认真、合理地确定系统冷、热负荷及风、水管道阻力, 选择合适的冷、热源设备和水泵、风机等动力设备, 确保所选择的各项设备能恰好在最佳工况状态下运行。不经计算只按照水泵或风机的特性曲线选择设备, 或按照水泵和风机样本的铭牌参数选择流量、扬程等都会在运行中造成不必要的能量损耗。另外, 在有条件或系统允许的情况下, 经过综合进行总能耗的比较, 应合理加大系统的介质温差, 以减少系统的水流量和送风量, 降低输送过程中的能耗。
三, 必须提高国内暖通空调设计收费水平。提高国内暖通空调系统设计收费水平, 使国内外设计单位能在公平的条件下进行竞争, 管理部门应制定相应的法规, 保障工程设计的合理设计周期, 使暖通空调设计人员在方案设计阶段投入更多的时间和精力考虑节能等要素, 这样才能达到事半功倍的效果。
3.2 选择合理的采暖空调方式及材料
同一个采暖对象采用不同的采暖方式, 其能耗、室内环境的舒适程度是大不相同的。如北方采用低温地板辐射采暖, 不仅舒适而且此时的室内温度与采用散热器方式相比可以低2 ℃～5 ℃, 能耗当然大为降低;在选择空调方式时选择辐射式空调方式一般比对流方式舒适节能。对墙、窗等围护结构使用保温性能好的材料, 对暖通空调系统的管道系统也要选择高效的保温隔热材料, 防止能量在输送过程中损失过大。选择优良的暖通空调设备才能使整个系统实现有效的冷热回收利用, 如空调系统排风的全热回收, 夏季利用冷凝热的卫生热水供应, 负荷的灵活调节, 使得系统能始终处在高效的状态下运行。
3.3如何强化系统的运行管理并提高系统控制水平
要想提高系统的运行管理及系统控制水平，就必须对暖通空调专业的操作人员进行培训, 提高管理人员的专业水平和业务技能, 使其具备必须的暖通空调基本理论常识, 实行空调操作人员操作证制度, 对没有达到考核要求的, 应重新培训, 考核合格后才能上岗, 同时提高管理人员的素质, 增强其责任心, 这样管理人员才有能力根据室外参数的变化进行相应的调节, 达到设计要求的节能效果。
3.4 选择可再生能源或低品位能源的空调系统
不可再生能源的大量使用造成能源的日趋枯竭, 环境日益恶化, 开发利用天然可再生能源成为必然。在天然可再生能源中, 太阳能、风能发电, 太阳能供热或制冷系统, 地源热泵空调系统等技术已经成熟, 应大力推广使用。利用可再生能源的暖通空调系统, 不仅有着显著的环境和社会效益, 也是节能的最有效途径。
4 结束语
综上所述，暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置。作为一个暖通专业的工作者，在空调系统的设计施工管理过程中，均应对节能问题引起足够的重视，在各个环节中积极地争取挽回所有可能挽回的能量，并将能源消耗作为衡量系统优劣的一项重要指标。暖通空调系统的节能可从以下几个方面进行考虑：系统的设计选择，设备的选配及系统的运行管理。具体节能方案应根据建筑物的结构、使用要求、环境条件等因素，通过广泛的调查研究后确定。经过各方共同努力，暖通空调系统的节能是不难达到的，我们有必要对其目前存在的问题给予重视。只有这样, 暖通空调才能给千家万户带来便利, 才能充分发挥它的经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用。