解析：建筑節(jié)能新的突破口在哪里？

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    暖通空調(diào)業(yè)的節(jié)能之路該怎么走?中國工程院院士、清華大學建筑節(jié)能研究中心主任江億試圖給出答案。在近日舉行的一次研討會上，他向業(yè)界詳細解讀了由他首先提出的“溫濕度獨立調(diào)節(jié)空調(diào)技術(shù)”。“采用這種方法，建筑物的空調(diào)系統(tǒng)將節(jié)能30%，能耗的峰值則至少能降低40%。”江億對《科學時報》記者說。

    將溫度和濕度分開

    1902年由美國人威利斯·開利發(fā)明的空調(diào)，始終有一個“歷史遺留問題”沒有解決，即將溫度和濕度統(tǒng)一進行調(diào)節(jié)。在節(jié)能環(huán)保已成為大趨勢的今天，這一問題顯得更加嚴重。傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)以冷凝的方式除濕，在這種方式下，本來可以用“高溫冷水”(16℃~18℃)處理的50%以上的顯熱(物態(tài)不變情況下溫度的變化)，也必須用低溫冷水帶走，這直接導(dǎo)致了空調(diào)系統(tǒng)的能量與熱量之間的轉(zhuǎn)換比率低，耗電量大。

    傳統(tǒng)冷凝除濕方式處理后，為避免送風溫度過低影響舒適性，不少建筑中又設(shè)置了再熱環(huán)節(jié)，這就造成了“冷熱抵消”。除了這種“冷熱抵消”的情況，還有一種“干濕抵消”的情況。例如，數(shù)據(jù)中心發(fā)熱量較大，即使在冬季往往也需要通過空調(diào)系統(tǒng)降低溫度，但空氣溫度降低后，其中的水被“擠”了出來;數(shù)據(jù)中心需保持一定濕度，因此又要進行加濕，這種“干濕抵消”也消耗了大量的能源。

    “溫度和濕度在各自獨立地變化，并不同步，如果拿同一種風去控制，很難同時滿足二者的要求。”江億說。因此，江億提出了“溫濕度獨立調(diào)節(jié)技術(shù)”的理念，即把濕度、空氣質(zhì)量等打包到一起，統(tǒng)一用通風換氣來解決。“這種換氣所需的風量比統(tǒng)一調(diào)節(jié)溫濕度的風量小得多。”江億說。而對于顯熱的問題，原理上只要冷源低于房間溫度，就能將房間的顯熱帶走。“以前溫濕度、空氣質(zhì)量都依賴于換氣，沒有辦法兼顧，比如只管溫度的話，會造成濕度不當，甚至是空氣質(zhì)量差。而采用溫濕度獨立調(diào)節(jié)理念，則可以較為精確地控制室內(nèi)溫濕度情況。”江億說。江億的這一技術(shù)理念，已經(jīng)在一些建筑物中有了初步的實踐。北京印鈔廠在印制鈔票時，對于濕度的要求非常嚴格，否則會影響鈔票的套色。

    過去，為了滿足濕度的要求，印鈔廠在夏天專門有一個燃氣鍋爐，但即使這樣，也只能做到濕度變化在正負6%~7%的范圍內(nèi)。此外，在夏季桑拿天為了控制濕度，印鈔廠將新風全部關(guān)閉，這樣雖然保證了鈔票不會印出次品，但車間里的油墨味散不出去，嚴重影響了室內(nèi)的勞動環(huán)境。

    采用溫濕度獨立調(diào)節(jié)技術(shù)后，印鈔廠用除濕機管理新風和濕度，用表冷器(表面冷卻器的簡稱，中央空調(diào)末端設(shè)備中用于換熱的組件)管理溫度，能耗大大降低。原有的空調(diào)系統(tǒng)一個夏天的電費在150萬元，采用新技術(shù)后，運行能耗大幅減少，電費僅用40萬元，足足節(jié)省了70%。

    技術(shù)推廣“在路上”

    在江億看來，溫濕度獨立控制不僅是一種新的空調(diào)系統(tǒng)形式，更是一種建筑空調(diào)的新設(shè)計理念和分析方法，因此，需要產(chǎn)業(yè)界各方的配合和努力。2007年9月23日，溫濕度獨立調(diào)節(jié)空調(diào)技術(shù)推廣聯(lián)盟(AHTIC)在深圳成立。這個聯(lián)盟不僅有格力電器等設(shè)備廠商，還包括設(shè)計院和大學，是典型的產(chǎn)學研結(jié)合。不過，聯(lián)盟成立兩年多來，相關(guān)技術(shù)的推廣工作卻進展緩慢。對此，聯(lián)盟主席、格力電器副總裁黃輝表示，畢竟傳統(tǒng)的空調(diào)設(shè)計理念已有上百年的時間了，要轉(zhuǎn)變這種觀點確實有一定的困難。此外，現(xiàn)在中國搞建筑空調(diào)設(shè)計的人也尚未完全接受這一新的設(shè)計理念。“因為它不是一個產(chǎn)品，拿過來就可以用，它需要重新設(shè)計，理念、算法和傳統(tǒng)的建筑空調(diào)完全不同。”黃輝說。雖然技術(shù)推廣進展有些慢，但與會的業(yè)內(nèi)人士對該技術(shù)的前景還是持樂觀態(tài)度，認為會成為建筑物空氣調(diào)節(jié)領(lǐng)域的主流理念。

    黃輝告訴《科學時報》記者，節(jié)能環(huán)保是空調(diào)領(lǐng)域的大趨勢。就空調(diào)節(jié)能而言，還有很多方法可以用，比如一些地區(qū)的水源，在冬天和環(huán)境溫度有很大溫差，此外，還有地熱資源利用等，這些方法都可以和溫濕度獨立調(diào)節(jié)技術(shù)結(jié)合起來使用。“這實際上是從另一個角度解決了溫濕度獨立調(diào)節(jié)技術(shù)中的熱源和冷源的問題。把這些技術(shù)都結(jié)合起來，能夠使建筑的空調(diào)節(jié)能提到一個新的高度。”黃輝說。而在談及該技術(shù)的應(yīng)用突破口時，黃輝告訴《科學時報》記者，首先應(yīng)用的是能耗比較大的大型建筑，如酒店等。但格力電器目前也在作小型機組的研究，成功后可以進駐別墅、小型公司、辦公樓。

    中國空調(diào)“彎道超車”

    當前中國正面臨著節(jié)能減排的壓力，國家發(fā)改委能源研究所所長韓文科此前也表示，“十二五”能源工作的重點之一是作好能源消費總量的控制。而溫濕度獨立調(diào)節(jié)技術(shù)，對于減少能源消耗無疑具有實際的意義。江億告訴《科學時報》記者，目前建筑物使用的中央空調(diào)的能耗，占整個建筑物能耗的30%~60%。隨著城市化進程的加快，大型商業(yè)建筑所占的比例將越來越高，且都追求高檔的中央空調(diào)。因此，該技術(shù)對于抑制大型商業(yè)建筑、高檔中央空調(diào)的增加所造成的用電量增加，具有重要意義。“一般而言，采用這個技術(shù)之后，這類建筑至少能節(jié)能30%。”江億說。

    此外，建筑物空調(diào)比較集中地在夏天使用，給電網(wǎng)也造成了很大的壓力。江億告訴記者，根據(jù)對一些示范工程的測算，采用該技術(shù)后，建筑物空調(diào)的用電峰值至少降低40%。對于我國空調(diào)業(yè)而言，上述技術(shù)理念的提出，還有助于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的“彎道超車”。

    江億認為“目前我國空調(diào)的產(chǎn)量位于世界第一，但空調(diào)不是中國發(fā)明的，理念、原理，都是從國外引進的。所以這么多年來，我們一直在做技術(shù)跟隨。”，應(yīng)該抓住我國政府大力度加強節(jié)能減排的有利時機，發(fā)展我國新型的空調(diào)系統(tǒng)方式和系列設(shè)備，在理念上創(chuàng)新，這樣我們做空調(diào)世界強國的目標才能實現(xiàn)。