暖通空调的过去现在和未来
建环1302 李可
1、中国空调行业发展概祝
建国60年,时代变革、风雨兼程,随着国家的发展,空调行业也有着不平凡的发展历程。总体来说,前30年是以学习苏联为主,这是由于解放前根本就没有这个专业,新中国建立后,在第一个五年计划期间,苏联援建156项工程,也带进了苏联的暖通空调技术和设备。我国暖通空调高等教育就在这种背景下开始诞生,并逐渐发展起来。在苏联专家的帮助下,哈工大的研究生和进修生毕业后,分到清华大学、同济大学、天津大学、湖南大学、重庆建筑工程学院、西安冶金建筑工程学院和太原工学院等8所院校,创办暖通专业。1955年才有第一届暖通空调专业本科毕业生。 1956年5月1日建工部建筑科学技术研究所内成立了采暖通风研究室,1965年改名为空气调节技术研究所,开始对建筑工程中有关采暖、供热、通风、空调、净化、自控与测试方面,特别是恒温、空气洁净方面的技术进行研究。1956年成立了一机部化工通用机械研究所,从事制冷设备的科学研究、产品设计和技术开发,并负责行业技术归口、行业科技发展规划、新技术推广、技术情报交流和产品技术标准的制订、修订等工作。1988年7月,全国制冷标准化技术委员会在北京成立,负责全国范围的标准化工作,并开展与国际标准化组织ISO/TC86对口的技术业务工作。1989年8月全国暖通空调及净化设备标准化技术委员会成立。 2、我国当前暖通空调设计行业的现状 通常建筑物的空调设计,分为3个阶段,即方案设计、初步设计和施工图设计,对规模和复杂程度不高的空调工程设计,可以只进行后2阶段的设计工作。在南方,由于市场经济的迅速发展,大量私人性质的团体迅速发展,很多民用建筑的开发均为私人和外资性质,他们为了争取尽早取得投资效益,往往要求缩短建设周期。有时一些专项工程也由承包商承担,他们往往是陆续介入,于是边设计边施工己成为一种通用的操作方法,尽管这是违反正常基建程序要求的,在这种情况下,经常会出现一些工程中意想不到的情况,以至于出现大量的工程隐患和工程的不完善。
随着计算机辅助设计的推广和普及,工程设计逐步由劳动密集型转变为技术密集型,由多人劳动转化为个体的技术劳动,导致大量的工程设计,通常由少数的设计个体承担,也就是通常所说的
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设计人员的个体炒更现象,这种设计行为往往存在设计周期短、考虑问题不周和各个工种的配合欠缺,常出现粗糙的工程设计,而导致大量的质量问题和能耗问题,甚至出现不合格的工程设计。开发商由于知识而和考虑问题的侧重而不同,往往对此现象置之不理,甚至根本不知道。我国是一个地广、人口众多和资源短缺,特别是能源短缺的国家,经济的迅速发展和人们对安居住房的迫切要求,往往助长了这种缺乏精密考虑的市场经济行为,对于民用建筑各专业的设计成果,常常出现能耗大,运行不经济的不良产品,既损害了国家和个人的利益,又耗费了大量的人力、物力资源。 民用建筑的中央空调是属于一种较高奢侈性的耗能产品,人们对于它的认识又存在一些不合理的感性认识,大量的用户和业主均认为夏季使用空调,只要能降低室内的高温,能让人感觉清凉,就己达到效果。甚至出现空调越冷,就认为空调设计越好的错误观点。 其实就空调二字来分析,其专业解释为空气调节,进一步解释则是在满足降温升温和除湿加湿的前提下,满足室内负荷变化的气体调节和调节设备。现存的高层和多层建筑的中央空调中,普遍存在空调设计负荷计算不准往往不计后果的偏大)导致装机负荷较大,缺少空调因负荷而调节的措施,设备选择不当,以及运行管理费用偏大,缺少空调的自控设计,经常成为人为的简单操作。 目前,人们越来越追求最优化使用风能、地热能、水能和太阳能等各类可再生资源。比如,现有一种空调,其资源为地源热泵,它在冬天通过泵吸收土层中或地表的水分,并将热能有效地传输到建筑内;而在炎热的夏季,则将建筑内的热能散发,并吸收上述资源中的冷负荷传输至建筑中。目前,这类空调机制一般被应用于学校、私人住宅及别墅等建筑内。而太阳能空调则是利用太阳辐射作为主要能源而开发出来的空调。太阳能空调的使用解决了普通空调电力供应短缺等问题,小仅环保,还可以有效缓解有关部门的供电压力,并阻比城市产生热岛效应。众所周知,利用太阳能小会产生普通空调制冷剂中所含的氟利昂,因此就小会导致臭氧层破坏,其节能作用实至名归。我国地广物博,资源种类丰富,而在地热能源中最常见的是低温地热。这类资源可以直接被人们使用。而我国部分地区还蕴藏了丰富的高温地热,比如在西藏、台湾等地区,可以大力开发使用高温热泵。此外,我国漫长的海岸线也使得我国拥有十分丰富的海水资源等。将以上所述的各类新能源应用于暖通工程中具有十分诱人的前景。
可持续发展其实是一种全新的发展观。世界各国的经济发展,不能只注重数量的增长,而应该考虑资源的永续利用、生态环境的保护和社会的均衡发展。尽管暖通空调专业仅是为建筑业和其它工业部门服务,但它却是与能源和环境结合得最紧密的专业之一,也是改革放20年来我国发展得最迅速的行业之一。而对世纪之交,有必要认真地思考我们专业今后的发展,未雨绸缪,促进暖
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通空调专业与资源、环境和社会的协调发展。
3、暖通空调的发展前景
3. 1关于暖通空调产业的可持续发展
当今,随着社会发展速度的逐渐加快,暖通空调在人们的生产生活活动中将会得到越来越广泛的使用,而其作为一种需要消耗能源的设备,必须从设计和工作两个方面来考虑其节能效用。只有小断完善暖通空调设备的节能效果,减少在工作中消耗量,才能实现节能减排目标。在暖通空调中大力应用和推广可再生资源,小仅有利于节能、环保,还能促进新工业的兴起,推动我国经济的发展。如今,我国越来越重视节能、环保效益,推出并实施了很多环保方针及政策,未来,我国的发展将会处处体现出“环保、节能”的理念。 我国暖通空调制造业在改革开放的20年中从小到大,发展极为迅速,成为国内新兴的“朝阳工业”,并且造就了一批在中国经济舞台上叱咤风云的着名企业和企业家。但不可否认,也存在着盲口上马、重复建设、技术含量低和不规范竞争等问题。例如仅表冷器生产线就从国外几家企业引进了上百条,造成大家都“吃不饱”,生产能力放空。1995年我国家用空调的生产能力利用率仅3300,在全国111个行业中排行倒数第七。我国暖通空调产品(尤其是末端设备)最早大部分是现场加工的,属于劳动力密集型产品,因此改革开放之初主要靠乡镇企业创业,造成全行业技术水平的“先天不足”。经过多年的优胜劣汰,现在仍然活跃的一些厂家,都具备了一定的规模,占据了一定的市场份额。而对亚洲金融危机和国内宏观调控,加之国际知名暖通空调企业大举进入中国,抢占市场,国内企业都不同程度地有了危机感。 暖通空调企业的状况恐怕与全国工业企业的情况差不多,大部分产品是跟着发达国家走。我国拥有自主知识产权的暖通空调产品寥寥无几。在知识经济时代,如果企业没有创新能力、没有信息、没有研发(R})力量,最终是要被市场所淘汰的。我国的高校和研究院所集中了很多有一定水平的研发人员,仅设有“建筑环境与设备工程”专业的高校就有40余所。但企业往往是在需要开拓市场的时候才去找专家。有些企业用高薪聘请一些退休专家,但因为没有一支研发队伍,这些专家很难发挥作用,甚至只能将主要精力放在开拓市场上。
我国暖通空调企业要实现可持续发展,只有加大科技的力度。一些外资企业很会利用中国的科技力量,花很小的代价,设立研究基金,却取得很有价值的成果和市场信息。
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3.2关于可持续的暖通空调设计
可持续的暖通空调设计要求变过去的静态设计为动态设计;变过去的典型工况设计为全工况设计;变过去的纯技术设计为技术、经济、环保的综合设计;变过去的分工即分家的专业设计为跨专业的协同设计。所谓“静态设计”,就是根据估算的设计负荷,根据产品样本数据(往往是设备在额定工况下的数据)选择一台台孤立的设备,组合成HVAC系统。各台设备的特性曲线、工作点和所遵循的标准不一定能很好地匹配,节能的设备不一定能“搭”出一个节能的系统。而“动态设计”实际上是系统设计,以保证系统能效比最高为口标,实现系统各组件的最佳匹配。这就要求制造厂能做到“量体裁衣”式的个性化生产,产品带有遵循某种通讯协议的调节控制装置。对制造厂来说,增加了产品的技术含量,用“柔性生产”的思想进行管理,是提高效益之举。现在国内已经有一些知名企业开始朝这个方向努力。 3.3环保节能新型工艺的应用状况 蓄冷工艺技术一般利用水或冰两种媒介工作。目前,为了有效缓解白天的供电压力,很多城市白天和夜晚的用电收费标准小同。在夜晚到了某一特定时问后,电费收取标准相对较低。这时,就可以采用冰冷空调。这种空调设备会在晚上电费较低时自动启动制冰装置,同时积攒能量;到了白天时,电费标准相对较高,则空调启动融冰程序,将存储的冷能量进行释放,从而缓解用户用电量因空调的使用而较高的现象,有效节省了空调用户的用电成本。 热能回收工艺是指将已经释放的热量再利用某种手段进行回收利用的一种工艺,它避免了因空调房问排风机将热空气排出室外而导致资源浪费的现象。该工艺的运用可以提高热量的使用率和再回收率,进而使大环境中热污染得到有效缓解,从而真正实现环保、节能。 这种工艺的工作原理是在地板卜面直接铺设热水管,从而达到给房问加热、保暖的目的。此时,地板所产生的热辐射能够有效加热室内空气。这种工艺以热水为使用媒介,而其辐射体的表层温度最高上限为45℃。这种采暖工艺可以使空问得到合理的利用,又能保证室内温暖适中,并具有良好的私密性,在降低成本的同时也方便了计量工作。 3.4城市暖通工艺的发展趋势
目前,随着各类设备自动化水平的小断提高,锅炉机制与换热站机制等得到了广泛的应用。这小仅使供热机制的高效运行得到了保障,也使供热体系的平稳运行得到了保证。
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随着环保、节能方面法律法规的建立和完善,人们在这方面的意识也在小断提升,因而具有逐步试用分户计量的基础。分户计量的主要目的就是节省能源和分户计量。这会使得温控阀和热量表等产品被广泛应用于供热系统设备中。全面推广自动控制相关技术,小断实现煤炭煤层无害化燃烧等工艺,从而使锅炉实现高效、节能运行,有效地避免能量的浪费。随着人们环保意识的增强,水、气等洁净资源将会替代传统燃料,成为新时代的主要能源。
4、结束语
随着可持续发展战略的贯彻,和人类对这一观点认识的加深,现代科学技术的发展,暖通空调业必将会为人类创造出更舒适的生存环境和生活空间。愿我们国家在现代技术革命的浪潮中强盛,愿我国的暖通空调业对世界做更大的贡献。 5、参考文献 [1]任廖坤.暖通空调技术发展与建筑节能 [J].黑龙江科技信息,2014, 03 <09): 56-57. [2]土天宇.暖通空调系统节能设计存在的问题及完善措施 [J] .民营科技,2014, 02 <03): 95-96. [3]中国建筑科学研究院.JUJ 2s-2010严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准巨S习.北京:中国建筑工业出版社,2010. [4]北京市建筑设计研究院.DBJ O1-602-200居住建筑节能设计标准厂S1.北京:中国建筑工业出版社,2004.
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