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绿色生态住宅与空调的能源和能耗(EMBA速记稿)(2)
 添加时间:2008-03-01 原文发表:2008-03-01 人气:66

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    田博士和张总讲的锋尚的那种系统,它不是户式的中央空调系统,它是中央空调系统,它有集中的冷源有集中的热源,有集中的新风处理系统,有集中的冷热水供给系统,它不是户式的空调系统,它是完全的中央空调系统。它的新风系统实际上从我们专业来说是择优式的空气处理系统,只有环风,新风进来用完就排出去,它的排出去经过热交换器。这种系统的前提而,要把建筑围护结构外部传热的负荷减少到最小的程度,热负荷减少到五分之一,热负荷减少得少一点。主要是从围护结构,墙体,特别是窗户外遮阳的性能上来做的。有了这个前提以后,可以把处理的冷负荷和热负荷就小了,所以容易用小温差的地板辐射供冷供热系统解决,再用新风系统解决一部分的负荷,另外还有一个成功的地方,新风的热负荷和负荷可以减少60%左右。所有这些系统的末端装置,从我们空调的结构来说,空调供暖的末端装置有很多的,暖气片、风机盘管,VAV—BOX,辐射板,风口也是一种末端装置,这种形式从形式上来看可以是明装,也可以暗装,也可以根据建筑的部件与装饰结合起来,咱们现在地板辐射的功能实际上是一个楼板,北京市场上很多是深圳的暖气片,装修效果很好,这种暖气片成为室内装修的一部分。末端装置是空调采暖的一部分,对供冷供热效果影响很大,但是不是全部的影响,出去你的末端装置选择是正确的,计算也是计算的,选择也是正确的话,如果系统设计不合理,也可能使得功能的效果很差。

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    作为中央空调系统来说,不是简单地讲失败问题,还有一个系统设计的问题。

    地源热泵空调系统的原理适用场合与制约。

    第一点,地热利用与地蓄热蓄冷两个不同的概念与应用。地热利用是利用地热进行攻击,只能供暖不能供冷,只能解决冬天问题,不能解决夏天问题。地热利用目前来说有多种方式,有的是可以直接采暖,假定它的地热水系在95度到70度这样的水温,可以把这个水用到一般的冷气系统里边去供暖。如果它的水是五六十度的水,可以用在风气盘管来供暖,如果水是四五十度的水,我可以用在地板辐射采暖里边进行供暖。这都是直接的利用。还有现在比较大的问题,在地热利用的比较,地热利用主张希望排出的水不要超过30度的水温才是允许,过高的水温不允许排放的。现在最大的问题是,在30度到40度的水怎么用?现在有好些单位利用热泵把30度到40度的水提升以后,用在采暖里面。

    地蓄冷的概念是这样的,把地下的土壤、岩石和含水层作为一个蓄热体或者蓄冷体,一般来说,根据北方地区来说,土壤三十米以下的地下的土壤含水层岩石的温度是常年稳定的,稳定在当地年的平均温度的水平。像北京来说,打击稳定在15度左右,地蓄热地蓄冷是什么意思,利用地下恒温的条件,我先把地下的水,用地下水,抽上来,如果是夏天的话,我15度的水,通过水、空气热泵,一般叫水热泵系统,冷却到7度的水,7、8度水的进行到房间进行供冷,把供冷的回到地下,水温一般可以末从15度左右上升的二十几度,在地下储存。如果地下水是没有流动的,这样的情况下,把这部分冷凝,过去要排放到大气中,现在不排放,把它储存起来,到冬天我再把这22度的水抽上来,利用热泵,提升以后把热供到房间去,同时把水温度降下来降到15度左右,又打到地下,这样常年循环,这有一个前提,必须全年的冷热负荷是平衡的,如果不平衡会造成,地温升高或者下降,或者地温逐年下降。

    地源热泵空调系统的分类与基本组成。分成三种,第一个地耦合水源热泵系统,第二个地下水水源热泵系统,第三个地表水水源热泵系统。这就是地耦合的水源热泵系统,它有多个室内的水热泵,这下面是柜式,这是吊顶式的,不同的形式热量不一样的,这两个是循环水泵,我们称为地下热交换器,把排到地下储存下来,下面再把里面凉的水抽下来,供给房间利用。地下水水源热泵系统地下热交换有几种,一般来说用得多是U型管埋设,管子的直径大概都是在6分管子的直径,每个井眼大概100到150个毫米。上面的联合的管道比底下管要粗。一般来说一个七八立升,一个井眼平均的冷量是一个冷吨,假设这个别墅如果需要十个冷吨,要打十个井,五个冷吨打五口井。冷吨数有几百冷吨,要打几百个井,因此这种东西在城市里边是行不通的。打井的费用比较高,为了避免打井有时候是平铺,铺在地下一米到两米深。还有一种盘旋式的,大概有这样三种。这是地下水,差别子这个地方,这是一口井,这里边至少画两个井,一个生产井,一个是回灌井。抽上来的水,再回灌到回灌井。换一个季节再从回灌井变成生产井,再把水抽出来。假设这个水是15度,经过用了以后谁不是15度是22度的,在地下这块地方一般来说都是22度水,比15度水高,冬天再把22度水抽上来,用热泵取得以后再打回去,一般都有生产井和回灌井。回灌有一个问题,一般搞得不好,一个生产井两个回灌井。这是地表水水源热泵系统,都是把塑料管一盘盘起来,埋在河水的下面,这种叫闭式的,还有一种是开式,一个是取水,通过一个交换器回来,然后再打回去。

    地缘热系统的优点。一个优点,地缘热泵系统一个最大的好处跟风能热泵不受外界气候的影响,第二个可以充分利用冷凝热,第二个减少城市的热岛效应。从造价来说,现在有三个因素,一个是钻井的费用比较高,我列某个地方打井的定额,打井的定额比一般的空调系统还高。

    第二个是塑料管,要求的塑料管要用高密度的HDPE管,聚乙烯管,这种管子国内也有生产,但是国内是不是能够达到国内,现在有一些定额要求很难说,如果没有做过这方面的检验。目前大部分眼前我所听到的看到的工程都是用进口管,因为有进口所以价格就上去了。第三个因素水/空气热泵系统,一般俗称水热泵。这种热泵前两年都是进口的,据说现在聚乙烯生产厂家正在和外国的厂商联系,在国内再生产。有的外资厂已准备在国内生产,这样可以把价钱大大压下去,如果是进口的话,一个半冷吨的瑞热泵要一万多块钱,那很贵,如果在国内生产,价钱会压下去的,影响因素是这三个造价,这三个原因影响在国内的推广。

    技术因素,对土壤、岩石的传热规律,地下水运动规律,地下含水层的地质结构比较难于掌握,不确定的因素比较大。国内的情况是这样的,国外有一个工程,用了地下水的水热泵系统,用了七八年还是不错的,用到八九年以后,九年以后,是成问题的,往往都是这样的,一个是水质变了,第二个水量少了,因为地层不断地抽不断地回,结果地下海水和上面粘住了,上面水就跑掉了,只好重新再打井。这样的话,对我们来说,用了七八年以后,第九年需要重新再打井的话,我们的成本是上去了,这个问题会影响到它的使用。

    设计与建设地缘热泵系统应该注意以下几个,一个要充分掌握当地的水文地质资料,第二个必须进行全年冷热负荷计算与蓄冷量蓄热量的平衡计算。第三个地下水水源热泵系统必须是闭式的回灌的系统,不能是开合的不回灌的系统,这为了确保第下水资源不受污染与破坏,地层不沉降。因为我们在七十年代上海、北京都搞过,结果造成北京、天津、上海地层下降,这个教训大家还记忆犹新。第四应该严格控制与减少含沙量,抽了几年水,不知不觉把地下水漏掉了,那就不能用了。第五个度地下水温、水质、水量地温分布的变化必须进行经常严格监测与定期分析,以便对不良的征兆及时采取预防措施。这一点国外做得是很注意的,我看到很多的工程这方面是舍得花钱。国内有些工程已经在运行的地下水的工程这方面是很欠缺的,问他水温变化,运行半年多,有没有记录,没有记录,更不要变化的情况,这样的情况运行七八年以后,这口井就报废了,完全有可能的。

    根据我接触的工程,我提几点建议,对这种系统是有条件的。第一个,地耦合水源热泵系统只用别墅式住宅小区内考虑,一个井眼打下去七十米到八十米深,大概供冷两一个冷吨,一个冷吨相当于3024大卡每小时,相当于3.5千瓦的能量。如果一个小区的负荷十个论吨水打十口井,小别墅外表面的保温情况做得像锋尚这样好,大概要打三口井,大容积率多层高层的住宅区我建议不要考虑,要符合大概打冷吨,意味着打几百个井眼,投资费用很高,打了以后不能无障碍铺设其他的管子,其它的管线布置受打井眼。间距最少四米,最好六米,打几百个井,几百下来,地下还能做什么管子,做不了管子了。地下水水源热泵系统在没有地下含层或近海边的住宅小区内不用考虑。有的地方打下去没有地下水,没有地下含水根本不用这种井,还有一个靠近海边,有的时候打下去要抽水的,将来海水是要入侵的,结果这块地是盐碱化。这种地方不要考虑。第三个对于死水湖,或水深度小于10米的水,或者河流是航道的话不用去考虑地表水水源热泵系统。河水水温比较深的时候,水的温度比较低,适合你的供暖供冷的利用。

    住宅蓄热蓄热空调的发展前景。目前大家在办公楼、商场,现在在几个大城市有了很多的中央空调的冰蓄冷系统,住宅的现在的负债用电的符合是很大的,目前已经超过中央空调系统的用电负荷,对城市的电网的安全运行、经济运行都是很不合理的。所以现在有的提出来,住宅空调的普及和住宅施工安装同步不行,发展住宅的蓄冷蓄热空调系统。日本已经专门有了住宅用的冰蓄冷的基础,往中国市场上的推销。从技术上来说,应该说这个技术从国际上来说比较成熟,我们国内还没有这个产品,我还有听到有单位在研制开发这个产品。国内推广首先要电力部门解决分时电价与购买设备的补贴问题。

风管两万五千块到三万块钱,买蓄热式的系统来做的话,那个钱可能远远不止两万五到三万,也可能十来万块钱,这个钱在国外都由电力公司进行补贴,国家也可以补贴,国家补贴给电力公司,电力公司补贴给用户,我们国家目前的电力供应提体制不会解决补贴的问题,如果这个问题不解决,这种系统很难发展,这种系统拉平空调用电负荷来说是很有意义的。如果电力部门不指定相应的政策,这种空调系统是很难发展的。如果要发展,根据日本的情况,假定有一个产品的话,将来可以考虑一户一个系统,或者一个楼一个系统。这是对冰蓄冷空调系统的看法。

    能耗标准。一个标准供暖地区的标准,这个标准是95年的,修改了一次,因为这个标准的竞争是80年的住宅多层住宅为基础,这个标准在80年住宅的情况下,降低30%,第二版又在第一版的基础上再打七版,现在的第二版,随着95年比80年一般住宅标准可以节能接近50%,是这样一个标准。

    第二个标准,夏热冬冷地区主要是上海、南京这些地方,这个标准去年公布的,已经开始实行了,每个地方都已经在开始搞实施细则了,有的地方已经有实施细则了。这个地方针对供暖,又针对供冷综合考虑的。前面有一个标准,制定的时候这两版我所知道,只考虑供暖,没有考虑到供冷。从这两个标准来看,一个是北方地方,一个是中国,南方地区还没有。从计算指标来看,第二个标准稍微全一点,南方地区的标准据说现在正在制定,第一个标准实际上只解决供暖问题,还没有解决供冷问题,从国家绿色生态住宅的能耗标准来看,目前这两个标准还有待于进一步完善和发展。

    绿色生态住宅节能的目标。从这两天开会大家讨论来看,首先第一步要改善外围护结构的设计,增加保温隔热性能,如果这一步做不好,后面的东西要浪费很多钱。第二步要挑选合理的空调系统方案跟高效的设备,我这里讲的是合理的空调系统。所谓合理要跟你的用户对象、使用规律,跟你的地区,跟你的冷热负荷的比例等等因素结合起来考虑,高效设备那是很容易理解的,所以制冷机设备都要能耗高的。

    第三个,要妥善解决好新风处理问题。它是舍得花钱,在采用热回收的热交换器,这种热交换器一般来说,进口的话,一个立方米的交换的空气一个美元,如果这个系统是一万立方米是一万美元,目前来说价格还是比较贵的,但是从我们做的经济比较来说,我所知道,同济大学做过经济比较,华东院做过经济比较,我们也做过经济比较,因为我本人制定旅游宾馆的时候也做过比较,这种新风系统价钱比较贵,经济效益还是比较高。大概在广州地区,说到经济效益大概九个月就能够回收了,上海地区大概三年可以回收,北京地区大概五年可以回收,而它的寿命是十年到十五年。这种经济效益还是比较明显的,但是要业主和开发商要下决心舍得去买。

    第四个,一定要降低冷热量的输配能耗,根据过去我们几个工程的设定,不管旅游旅馆还是商业,所有的输配能耗占空调能耗30%甚至40%左右,还有60%用在制冷制热上面。绿色空调建筑指导思想,我们要适量增加建筑围护结构造价的代价,里降低HVAC设备的初投资费用与悬念运行费用。第二点,对于空调的节能,必须全面、综合考虑每户全年运行费用。现在很多经济比较中间,不是全年考虑的,都是局部考虑的。我在审查一些稿件的时候,冷热水的热泵系统只去比较冬天电怎么省,不比较夏天,因为我们知道,冬天的风能的冷热水技术和电和其它比电的能耗还是很高的,但是热泵型的冷热水技术在制冷的时候,要跟夏天的一般的制冷技术来比能效要低,所以它在比较的时候是比较片面的。但是对用户来说需要全面的,因为他付的钱,冬季要付夏季要付,付的钱考虑综合的,夏季冬季都要考虑的。

    第三个节能省钱时还必须考虑环保要求。

    要为绿色生态住宅制定能耗分级标准,按质论价。目前中国生态住宅技术评估手册已经有第二版了,这两版的作用已经正面作用是推动和指导了若干住宅小区的绿色生态建设,它的负面作用是被某些房地产开发商利用来作为进行商业炒作的幌子。

    目前中国生态住宅技术评估手册只是设计打分的办法,没有真正反应实际运行能耗的大小,不能与将来住户的能耗费用挂钩,不能与房地产的售价相联系。因此我建议,目前应该把这本评估手册实际打分,的办法改为住宅小区建成后验收评级的办法,促使商品房销售价格与生态评级挂钩,引导商品市场健康发展,让住户能够得益,让开发商也能够获利。

    需要正确科学的舆论导向。要大力宣传与普及绿色生态住宅的概念,让节能、环保、可持续发展的主要对象渗透到绿色生态住宅建设过程的各个专业和各个环节。这个影响到各个专业,影响到我们的建筑,影响到我们的结构,影响到空调,影响到水,影响到控制。各个专业各个环节考虑这个问题。第二个切实解决好绿色生态住宅评级标准跟销售价格之间挂钩问题。让房地产开发商乐意在绿色生态上投资,使住户花了高价买绿色住宅以后,能够从低廉的运行费中获得一些补偿,并获得高度健康舒适的居住环境。

    第三个要坚决反对商业炒作,用夸大的,不科学的,甚至伪科学的广告用语错误引导与欺骗消费者,购房者。从目前的房地产市场来看,有些比较扩大的商业炒作的现象还是存在的。

    我上面谈的一些看法,从本人一年多一点的时间在绿色生态住宅小区审评中遇到的问题,从空调专业角度提出观点,参与本届绿色生态建筑技术的研讨,旨在提高我国绿色生态住宅建设能更健康发展。如有不正确之处,请给予批评指正。
 
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