毛细管空调系统理论及其应用
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第1章 绪论

1.1 研究背景

(1)我国建筑能耗与空调能耗的现状

目前,我国城乡既有建筑约有4000多亿平方米,其中95%属于高耗能建筑,约有三分之一需要进行节能改造。这些建筑的总能耗约占社会总能耗的30%,而这30%还仅仅是使用过程中的耗能比例,如果再加上建材生产过程中耗掉的能源等,该比例将上升到46.7%。其中,空调系统作为建筑能耗的重要组成部分,其节能形势严峻但潜力巨大。据2004年国家电力部门统计,空调能耗已占全国年耗电量的15%左右,其增长率和全国实际GDP增长率相近。事实上,我国目前空调总装机负荷已达到7~8个三峡电站的年发电量之和。按照现在的用能效率,如果要达到发达国家的室内舒适度水平,空调能耗还将会翻倍,毫无疑问这是我国经济基础所无法承担的。因此,空调系统的节能对于实现建筑节能意义重大。

(2)实现建筑节能的途径

在探索建筑节能的道路上,我国从最初的“墙体改造”开始起步,经过数次针对暖通空调的“设备换代”,再到对于“输送能耗”的关注,最终认识到“整体节能观”的重要意义。在取得进步的同时,我们也看到一些值得讨论和反思的问题。比如:片面且孤立地追求空调设备COP值,事实上该值并不能全面而合理地反映系统的整体用能水平。再如,对于从国外引进的技术盲目推广,没有充分认识到其使用条件或负面作用。

总结上述,我国在建筑节能上取得的成绩和走过的弯路,在借鉴吸收国外的经验和技术的基础上,我们看到科学合理的建筑节能新途径如下。

①从供热/供冷的实质出发,从能质匹配的角度重新审视空调系统各环节。

②末端形式的改进。比如新型辐射冷板的应用,毛细管席(capillary system)是辐射型空调末端的最新一代产品。

③热回收技术,包括制冷系统冷凝热和排风余热的利用。前者通过冷却塔供冷(free-cooling);后者通过独立新风系统(DOAS)的焓轮(enthalpy wheel)实现。

④新的空气处理方式。通过新风系统对室内湿度进行独立控制。这一理念在国外被称为湿度独立控制,或非耦合系统(decouple system)。引入我国后被称为“热湿独立控制系统”或“温湿度独立控制系统”。2007年9月1日,温湿度独立调节空调技术推广联盟于北京成立。

⑤新的能源整体解决方案:CCHP(Combined Cooling,Heating and Power)热电冷联产系统系统,BCHP(Building Cooling,Heating and Power)楼宇冷热电联产系统。

⑥输配系统的革新,变“阀门耗扬程”为“变频泵补扬程”;在流量与温差间寻得平衡。