暖通空调业的节能之路该怎么走?中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任江亿试图给出答案。在近日举行的一次研讨会上，他向业界详细解读了由他首先提出的“温湿度独立调节空调技术”。“采用这种方法，建筑物的空调系统将节能30%，能耗的峰值则至少能降低40%。”江亿对《科学时报》记者说。
将温度和湿度分开
1902年由美国人威利斯·开利发明的空调，始终有一个“历史遗留问题”没有解决，即将温度和湿度统一进行调节。在节能环保已成为大趋势的今天，这一问题显得更加严重。传统空调系统以冷凝的方式除湿，在这种方式下，本来可以用“高温冷水”(16℃~18℃)处理的50%以上的显热(物态不变情况下温度的变化)，也必须用低温冷水带走，这直接导致了空调系统的能量与热量之间的转换比率低，耗电量大。
解析：建筑节能的新突破口
传统冷凝除湿方式处理后，为避免送风温度过低影响舒适性，不少建筑中又设置了再热环节，这就造成了“冷热抵消”。除了这种“冷热抵消”的情况，还有一种“干湿抵消”的情况。例如，数据中心发热量较大，即使在冬季往往也需要通过空调系统降低温度，但空气温度降低后，其中的水被“挤”了出来;数据中心需保持一定湿度，因此又要进行加湿，这种“干湿抵消”也消耗了大量的能源。
“温度和湿度在各自独立地变化，并不同步，如果拿同一种风去控制，很难同时满足二者的要求。”江亿说。因此，江亿提出了“温湿度独立调节技术”的理念，即把湿度、空气质量等打包到一起，统一用通风换气来解决。“这种换气所需的风量比统一调节温湿度的风量小得多。”江亿说。而对于显热的问题，原理上只要冷源低于房间温度，就能将房间的显热带走。“以前温湿度、空气质量都依赖于换气，没有办法兼顾，比如只管温度的话，会造成湿度不当，甚至是空气质量差。而采用温湿度独立调节理念，则可以较为精确地控制室内温湿度情况。”江亿说。江亿的这一技术理念，已经在一些建筑物中有了初步的实践。北京印钞厂在印制钞票时，对于湿度的要求非常严格，否则会影响钞票的套色。
过去，为了满足湿度的要求，印钞厂在夏天专门有一个燃气锅炉，但即使这样，也只能做到湿度变化在正负6%~7%的范围内。此外，在夏季桑拿天为了控制湿度，印钞厂将新风全部关闭，这样虽然保证了钞票不会印出次品，但车间里的油墨味散不出去，严重影响了室内的劳动环境。
采用温湿度独立调节技术后，印钞厂用除湿机管理新风和湿度，用表冷器(表面冷却器的简称，中央空调末端设备中用于换热的组件)管理温度，能耗大大降低。原有的空调系统一个夏天的电费在150万元，采用新技术后，运行能耗大幅减少，电费仅用40万元，足足节省了70%。
技术推广“在路上”
在江亿看来，温湿度独立控制不仅是一种新的空调系统形式，更是一种建筑空调的新设计理念和分析方法，因此，需要产业界各方的配合和努力。2007年9月23日，温湿度独立调节空调技术推广联盟(AHTIC)在深圳成立。这个联盟不仅有格力电器等设备厂商，还包括设计院和大学，是典型的产学研结合。不过，联盟成立两年多来，相关技术的推广工作却进展缓慢。对此，联盟主席、格力电器副总裁黄辉表示，毕竟传统的空调设计理念已有上百年的时间了，要转变这种观点确实有一定的困难。此外，现在中国搞建筑空调设计的人也尚未完全接受这一新的设计理念。“因为它不是一个产品，拿过来就可以用，它需要重新设计，理念、算法和传统的建筑空调完全不同。”黄辉说。虽然技术推广进展有些慢，但与会的业内人士对该技术的前景还是持乐观态度，认为会成为建筑物空气调节领域的主流理念。
黄辉告诉《科学时报》记者，节能环保是空调领域的大趋势。就空调节能而言，还有很多方法可以用，比如一些地区的水源，在冬天和环境温度有很大温差，此外，还有地热资源利用等，这些方法都可以和温湿度独立调节技术结合起来使用。“这实际上是从另一个角度解决了温湿度独立调节技术中的热源和冷源的问题。把这些技术都结合起来，能够使建筑的空调节能提到一个新的高度。”黄辉说。而在谈及该技术的应用突破口时，黄辉告诉《科学时报》记者，首先应用的是能耗比较大的大型建筑，如酒店等。但格力电器目前也在作小型机组的研究，成功后可以进驻别墅、小型公司、办公楼。
中国空调“弯道超车”
当前中国正面临着节能减排的压力，国家发改委能源研究所所长韩文科此前也表示，“十二五”能源工作的重点之一是作好能源消费总量的控制。而温湿度独立调节技术，对于减少能源消耗无疑具有实际的意义。江亿告诉《科学时报》记者，目前建筑物使用的中央空调的能耗，占整个建筑物能耗的30%~60%。随着城市化进程的加快，大型商业建筑所占的比例将越来越高，且都追求高档的中央空调。因此，该技术对于抑制大型商业建筑、高档中央空调的增加所造成的用电量增加，具有重要意义。“一般而言，采用这个技术之后，这类建筑至少能节能30%。”江亿说。
此外，建筑物空调比较集中地在夏天使用，给电网也造成了很大的压力。江亿告诉记者，根据对一些示范工程的测算，采用该技术后，建筑物空调的用电峰值至少降低40%。对于我国空调业而言，上述技术理念的提出，还有助于实现产业的“弯道超车”。
江亿认为“目前我国空调的产量位于世界第一，但空调不是中国发明的，理念、原理，都是从国外引进的。所以这么多年来，我们一直在做技术跟随。”，应该抓住我国政府大力度加强节能减排的有利时机，发展我国新型的空调系统方式和系列设备，在理念上创新，这样我们做空调世界强国的目标才能实现。
|
