空調節(jié)能及其節(jié)能措施中的若干問題

1、空調節(jié)能及其節(jié)能措施中的若干問題    摘要：在我國，寒冷地區(qū)，特別是“三北”地區(qū)，采暖期長，采暖節(jié)能潛力極大，成為建筑節(jié)能的重點。對于夏季炎熱地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)以及工藝要求夏季供冷的場合，則由于同樣單位前提下制冷比制熱耗能和費錢更多，且近年來旅游賓館、大商場、辦公及商用建筑越來越多，加上家庭用空調的劇增，使空調能耗激增，夏季空調耗電已日漸成為能耗大戶，空調節(jié)能已日漸成為刻不容緩的大事。一、空調設計能耗指標的控制我國制定過一些空調節(jié)能標準，但尚未全面推行。我們曾對一些空調建筑作過調查，發(fā)現不少工程空調設備選型過大，選用臺數過多，有的甚至超出需要一倍以上。

2、對某城市采用全年空調的商場進行的調查表明，普遍存在冬季熱量過大問題。這就造成了建設資金和能量的大量浪費。這種現象的發(fā)生，原因較多較復雜，但無論如何，對于能耗指標缺乏有效的控制應該是一個重要原因。建議盡快制定有關政策，從設計、設備、運行維護、審批監(jiān)管各方面來控制能耗，首先是控制能耗指標。發(fā)達國家自1974年以來逐步完善的節(jié)能法規(guī)中，或者控制圍護結構熱阻等指標，或者直接控制單位面積能耗指標，其用意在于杜絕建筑設計及設備選型中能耗方面先天不良的可能性。各國還設立專門機構來研究、推行檢查監(jiān)督實行情況，確保不超標。如法國電力公司(EDF)設在楓丹白露附近的電力研究院中，專門設有“用電部”，下設工業(yè)用電和

3、建筑用電兩個分支，后者研究課題之一是建筑用電的合理性問題，并受政府委托檢查大型項目的能耗合理性。筆者有幸在其中工作過一段時間，感到他們的作法很值得借鑒。設計能耗指標的制定政策性、技術性強，牽涉面廣，是一項細致而復雜的系統(tǒng)工程。指標制定中，除考慮建筑設計所決定的建筑負荷以外，還應考慮到空調設備，包括冷水機組、泵、風機及耗電的末端裝置的總能耗上限值。此外要有專門機構對大中型工程的設計方案進行審查，在滿足使用功能的前提下，力爭能耗不超標。只有這樣，才能根除建筑交付使用后長期大馬拉小車、浪費能源的現象。由于空調建筑大都功能復雜、內外裝修要求較高，如果單純采用控制圍護結構平均傳熱系數的方法，將在應用上受

4、到諸多限制。建議研究適合于我國具體情況的直接能耗控制指標，例如年負荷系數(PAL)、空調耗能系數(CEC)等。二、計算方法及相應軟件的移植開發(fā)問題合用的計算方法是確定設計能耗指標的前提和必要手段，發(fā)達國家無不花費大量經費和人力作這方面的研究。能耗計算方法可以使用大型軟件作逐時分析，如美國的D()E、ACCESS、TRNSYS；日本的HASP、法國的CIJM2000等。后者采用網絡法對系統(tǒng)進行動態(tài)模擬，使用丹麥軟件ESACAP作網絡描述和模擬計算，從語言(ESACAP)到編程(模塊式)都有其獨特之處。應該注意的是，大型軟件由于使用復雜(如DOE、ACCESS等軟件，還需使用者編子程序輸入)，所以

5、因使用人員素質的差別可造成計算結果差異很大；此外這類程序大都耗費機時很多。為了便于工程實用，各國都極重視簡算法。例如“度日法”用于采暖居住建筑的能耗概算，雖稍粗略卻極其簡明，所以得到世界范圍的應用，我國多年來也一直沿用。根據筆者的看法，就空調能耗而言，適合于我國使用的應首推改良溫頻法(ModifiedBINMethod)。其主要特點是1)通用性，可用于空調供冷也可用于采暖能耗分析；2)簡明性，使用穩(wěn)定傳熱計算公式，易于理解，便于使用；3)與我國“冷負荷系數法”課題一脈相承，可減少許多參數的重新計算。前些年我們課題組在這方面作了一些工作，也有一些文章發(fā)表，希望能在我國建筑節(jié)能工作中起一點作用。但

6、目前主要困難是氣象參數問題，下面就這個問題談談看法。三、氣象參數的提供對于逐時計算法而言，所需氣象參數資料很復雜。既使對于前文所述“改良溫頻法”等簡算法，也要用到外氣干、濕球溫度兩項參數及其發(fā)生頻率。我們課題組對于溫頻氣象參數的統(tǒng)計方法也作過一些探討。能耗分析離不開氣象參數，目前氣象部門又是有償服務的；(以我省氣象局而言，每個參數O20o50元)這就給氣象參數統(tǒng)計帶來很大困難，特別在目前我國科研經費投入嚴重不足的情況下，無異是雪上加霜。就發(fā)達國家例如美國而言，氣象參數是無償提供的，按“參考年”(TestReferenceYear)“氣象年”(WeatherYear)等方法統(tǒng)計的氣象參數都做成磁

7、盤資料供使用，氣象資料也向公眾公開。由于節(jié)能工作特別是能耗分析是公益性、非營利的工作，我認為國家應制定政策至少對建筑節(jié)能工作免費提供氣象參數資料。四、加強對空調節(jié)能中有關問題的研究工作除前面所說能耗標準的制定、算法，氣象參數統(tǒng)計方法等方面還有許多研究工作要作以外，還應結合建筑物及空調系統(tǒng)二者來展開研究工作。例如，日射負荷對于冬季采暖是有利因素，對夏季供冷則應盡量減小，因此在我國，對于不同氣候地區(qū)，窗墻比等建筑措施應因地區(qū)而有所不同。又如，自然冷熱源使用問題。夜間自然通風和夜空背景輻射作用、直接間接蒸發(fā)運用，太陽能利用以及其余可再生能源利用方面。再如，新型空調系統(tǒng)使用推廣問題，如使用閉式水環(huán)路熱

8、泵系統(tǒng)(C10sedloopHeatPumPsystem)進行熱回收的空調系統(tǒng)等。筆者1987年在美國進修時曾參加導師“熱回收經濟器空調系統(tǒng)用能合理性分析”課題，深信這類系統(tǒng)節(jié)能性強，先進合理，回國后亦發(fā)表過文章介紹。近年來在我國水熱源熱泵系統(tǒng)實際工程不斷增多，再在經濟循環(huán)方面結合使用，則有利于節(jié)能又可提高空氣品質，值得大力推廣。此外，VAV系統(tǒng)應受到充分重視。還有，蓄冷熱空調系統(tǒng)，有廢熱可資利用的地區(qū)采用集中供冷(如熱、電、冷三聯(lián)供)等方面都有不少課題可作。目前我國在上述方面的科研活動方面，不少單位、不少同志作了不懈的努力。但我感到，有些問題靠“單兵或游擊隊作戰(zhàn)”方式是不夠的也引不起重視，影

9、響推廣。應克服人是單位所有，經費是大范圍撒芝麻鹽的作法，對于全國性的有指導性的大課題，應設法集中人才，集中資金，集中時間攻關。例如美國DOE程序是美能源部出資，集中了世界多個國家的一批專家花了幾年時間搞出來的。法國CLIM2000程序的開發(fā)，是由電力公司出資，電力公司研究院牽頭與多個院校合作搞出來的。在經費投入上也應克服困難，增加強度。即然“節(jié)能”已被稱為是一種新的“能源”，推行一項有效的節(jié)能措施，等于新建一座或幾座大型發(fā)電廠，那為什么不能用建一座大中型電廠費用的l10以致l100來推進一項節(jié)能項目的研究呢?對于搞建筑節(jié)能方面的管理人員、科研人員，應有政策上的傾斜，事關國計民生的節(jié)能、環(huán)保之類

10、有巨大社會效益和“社會經濟效益”(不是個人或小單位經濟效益)的工作，理應得到政府和全社會的大力支持。五、空調設備節(jié)能性問題空調設備節(jié)能中某些方面還未受到足夠重視，例如：1FC是廣泛運用的空調采暖末端裝置，目前國內生產廠家很多，僅山東省就有近百家。有些企業(yè)特別是一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，對產品質量關心不夠，技術力量薄弱，在上馬過程中，經常為了片面追求冷熱量指標而加大風機電機，使得耗功率不合理地上升。目前國家的有關標準中，尚未規(guī)定單位功率(耗電量)制冷、熱量的指標，這就為大量高能耗的FC進入市場開了綠燈。建議在實施產品許可證制度的同時，盡快增加產品能耗指標的有關規(guī)定，以利于節(jié)能。2對于采暖用戶加裝流量計已是議論得很多的話題，國外有很多成功的經驗和節(jié)能效果可資借鑒。目前，隨著采用風機盤管的空調制冷系統(tǒng)開始進入新建的宿舍樓以及集中供冷的出現，應當同時考慮用戶用冷的計量問題。與采暖管路同樣，要解決好冷水管網的平衡問題，必要時考慮加裝平衡閥等。這些工作進行得越早越好。否則，若干年后，我們面臨的是一大批工程的節(jié)能改造問題。這意味著部分建設費用的重復使用和浪費以及已使用年限內部分能源的空耗。3應大力鼓勵節(jié)能設備的開發(fā)和推廣應用，除了本文第四部分所說一些節(jié)能空調系統(tǒng)以外，目