1、建筑节能与暖通空调节能的现状和发展摘要近年来,能源危机和环境问题是全球关注的焦点,建筑能耗占总能耗比例不断增加,暖通空调系统的能耗在建筑总能耗中占据了三分之一以上。针对这个现状,本文分析了建筑节能情况,与暖通空调节能现状。最后讨论了建筑节能中暖通空调的发展形势。 关键字建筑节能暖通空调 发展 中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号: 随着我国工业化不断扩大,城镇化进程的不断加快,随之而来的能源短缺问题也逐渐成为我国未来经济、社会可持续发展的障碍。从专家研究来看,与人们日常生活息息相关的建筑能耗最终将会超过工业、交通领域的能耗,占到社会总能耗的 40%。近年来,建筑能耗迅猛增长,我国现有
2、建筑面积为 400 多亿 m2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近 20 亿 m2,其中 95%以上仍是高能耗建筑。 建筑节能包括依据建筑能耗大小,对建筑本身实行节能技术手段,还包括对建筑设备(主要是暖通空调和照明设备)挖掘潜力。在此同时,对建筑良好的运行和管理,也是减少建筑投资和能源消耗的重要手段。本文主要介绍建筑设备中暖通空调的节能技术措施。 一.建筑本身改造措施 1.建筑材料的改造 对建筑本身节能改造,首当其冲的是墙体的节能改造。传统的 240及 370 实心砖墙的导热系数(0.81W/M2K)较大,散失房间内大量热量,要对其节能改造就需要加保温层比现在常用的多孔砖墙(导热系数0.5
3、8W/M2K)加保温层要厚。要改造既有建筑节能,必须选用更加先进及合理的保温材料。门窗约占建筑外围护结构面积的 30%,其散热量却能占到 49%以上。所以说不容忽视门窗的改造。传统的双层钢窗传热系数约为3.7W/M2K 左右;而双玻塑料钢窗传热系数约为 2.5W/M2K。经过对比,塑钢窗更具节能效果。但是,随着科技迅猛发展、建筑材料的更新换代也很快,更加节能保温的门窗层出不穷,对于我们来说就应该比较多种门窗的经济及实用性了。既有建筑有些年代久远,屋面板也采用预制板,相应的承载能力有限,这就要求我们在屋面保温节能改造中应慎重的选用更加轻质、保温性能更好的材料。 二建筑设备暖通空调节能现状 建筑空
4、调系统综合节能技术中,其设备的节能运行技术至关重要。目前,在业界较为热门且兼具环境效益、经济效益、社会效益的技术包括:蓄能空调技术、热回收技术、变频技术及非电驱动制冷技术等。 蓄能空调技术 (1) 蓄冷空调技术 蓄冷系统是在用冷低峰期时段,制冷设备在蓄冷介质中通过热量转移,进行蓄冷,在空调或工艺用冷高峰期使用储备的冷量。目前最常用的是水蓄冷和冰蓄冷。水蓄冷系统可以实现蓄热和蓄冷的双重功能,而冰蓄冷系统只能蓄冷;水蓄冷系统只能储存水的显热,不能储存潜热,因此需要较大体积的蓄冷槽,表面热损失也相应增加,而冰蓄冷系统中的蓄冰设备的体积相对小些。由于水相变所蓄存的冷量远大于温降所蓄存的冷量,冰的单位体
5、积蓄冷量很大,比水蓄冷要经济,因此大部分蓄冷空调均采用这种形式。 (2)电水蓄热技术 目前我国使用蓄热技术,以水作为蓄热介质,应用电锅炉蓄热式系统,目的为了避免用电高峰时段。电力蓄热系统,利用低谷廉价电力加热水,把热水储存在蓄热水箱中,在电网高峰时段,由储存在蓄热水箱中的热水供热。这个技术不排出有害气体、无污染、无噪声,产热效能高,又能充分利用低谷电,运行费用低。 2 热回收技术 (1)排风余热回收 家用空调系统都具备新风系统,同时还要设计排风系统,这样既保证室内空气品质、室内的风量平衡,还使新风顺利进入室内。在商场、办公楼的会议室这些人员集中的建筑,新风量较大,随之增大空调系统中的新风负荷;
6、排风将空调房间内的空气排出室外,造成了能量的浪费。所以可以采用排风余热回收,既对新风进行预冷或预热,减小新风负荷。这是暖通空调节能的重要途径。 回收装置 排风余热回收可分为显热回收和全热回收。全热回收装置全热回收装置主要包括转轮式热交换器和板翅式全热换热器。转轮换热器高效、自净、可控、适用面广;但装置较大,位置固定,消耗动力,压损较大,有交叉污染。板翅式换热器传热效率高,结构紧凑,轻巧牢固,适应性强,经济性好;但流动阻力较大,可长期使用的密封垫片尚需进一步完善。板式显热换热器结构简单,运行安全可靠,费用较低;但体积较大,位置固定,效率较低。 3.变频技术 不同类型的冷水机组都有较完善的自动控制
7、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。空调机组、末端设备和水泵等设备采用变频控制,可以使该部分设备的能耗减少 30%以上。 4.非电驱动制冷技术 常规的电力驱动制冷机组耗电量巨大,用电时段集中,夏季空调季节特别不利于电网的维护,而且从热力学角度考虑,用电制冷/热也不是最优的能源利用方式。利用非电力驱动实现制冷/热成为最近的热点研究之一。 (1) 燃气空调 燃气空调具有很好的环保性能,缓解电力紧张,又调节用电用气的季节不平衡,燃气空调的种类较多,可以根据不同的使用场合、不同的使用要求来加以选用。根据制冷制热原理和使用目的的不同,燃气空调大致有燃气发动机驱动空调、直燃型吸收式空调
8、机组、冷热电三联供系统。 (2) 蒸发冷却 蒸发冷却过程是以水作为制冷剂的,由于不使用氟利昂,因而对大气环境无污染,而且可直接采用全新风,极大的改善了室内空气品质。因此与机械制冷相比,蒸发冷却制冷不需要消耗压缩功,从而取得节能的效果 。 (3)除湿空调 空气的相对湿度过高会对人体的热舒适带来一定的负面影响,而且过高的相对湿度会增加空调系统的潜热负荷,从而增加整个暖通空调系统的能耗。所以,人们对除湿空调的要求越来越高。大多数空调依靠使空气通过冷表面对空气进行降温减湿,这就导致冷表面成为潮湿表面甚至产生积水,空调停止运行后,潮湿表面就成为霉菌繁殖的场所,霉菌引起的健康问题。实现空气除湿而不出现潮湿
9、表面,成为无霉菌的健康空调的主要问题。静态吸附除湿是利用液体吸湿剂(如溴化锂,氯化锂)和固体吸湿剂(如硅胶)来吸收空气中的水分。由于吸湿剂的吸湿量有限,只能适用于有限的封闭空间,同时吸湿剂需要定期更换,所以应用范围较小。所以,要想处理出干燥空气而不造成过高的能源消耗,还需技术人员对其继续进行探索研究。 自然通风 自然通风促进室内外空气交换,是一种最经济、最环保的环境温度调节手段。被广泛应用于现代建筑中,以便改善建筑热环境、节约空调能耗。自然通风形成需要两个条件:风压和热压。风压能够促进建筑的室内空气流通,改善室内的空气环境质量,是一种非常经济安全的建筑处理手段。 热压相对来说较稳定, 工作原理
10、是热空气向上升,在建筑上部设排风口排出室内污浊的空气,而将室外新鲜的冷空气从建筑底部被吸入,其中出风口的形式设置要求严格,不仅能发挥热压压差作用,还须避免风口间产生逆向风力压差,避免将室外污浊的空气和各种噪声带入室内,必要时采用机械辅助式的自然通风。这样自然通风既实现有效的被动式制冷又可以提供新鲜、清洁的自然空气,利于人的心理和生理健康。 参考文献 1 全国民用建筑工程设计技术措施:节能专篇:2007暖通空调动力M. 北京: 中国计划出版社, 2007:54-56. 2费洪磊.浅谈我国采暖通风的现状与发展J. 山西建筑.2009(35).247-248 3周良,张国强,彭建国等.建筑节能及暖通空调仿真软件的现状和发展J.湖南大学学报.2000(27) 103-108