星斗其業(yè) 教者其人
——對話蘇州大學(xué)熱能工程系空調(diào)教研室博士 何超英

文/鄭 翔

星斗其業(yè) 教者其人
——對話蘇州大學(xué)熱能工程系空調(diào)教研室博士 何超英

文/鄭 翔

何超英，1982年至今在蘇州大學(xué)（1997年前在蘇州絲綢工學(xué)院）從事暖通空調(diào)教學(xué)和研究工作。20世紀(jì)80年代，其教學(xué)和科研主要涉及絲綢廠空調(diào)及工廠通風(fēng)方面；90年代逐步轉(zhuǎn)入民用空調(diào)的教學(xué)與應(yīng)用。21世紀(jì)初，何超英系統(tǒng)地研究了人體透過服裝微環(huán)境與建筑內(nèi)小環(huán)境的熱濕交換問題。

自1997年蘇州絲綢工學(xué)院空調(diào)教研室與蘇州大學(xué)能源教研室合并，成立蘇州大學(xué)物理學(xué)院能源工程系，何超英便在此院系任職，一直以來，他注重教學(xué)風(fēng)范和教學(xué)質(zhì)量，吐故納新，不斷吸收新型的教學(xué)模式，在崗位和專業(yè)領(lǐng)域默默奉獻(xiàn)。此次，《中央空調(diào)市場》如愿采訪到了這位暖通教育專家，榮幸之至。

近幾年長江三角洲地區(qū)新能源討論較多的是太陽能與地?zé)崮埽瑧?yīng)用較多的是太陽能熱水器、光伏電池和土壤源換熱管。太陽能系統(tǒng)的日照時段運(yùn)行是明顯節(jié)能，但其應(yīng)用受日照率的影響需配置備用系統(tǒng)，使得其初投資明顯增加，另外集熱面的布置也是隱形增加初投資。家用或可間斷太陽能熱水器是太陽能利用的最好案例。

地源熱泵是地?zé)崮芾玫囊环N形式，地源熱泵與空氣源熱泵相比，能體現(xiàn)其節(jié)能效果。以蘇州某工程為例，夏季地埋管進(jìn)、出水溫為300 ℃和250 ℃，與冷卻塔進(jìn)、出水溫為370 ℃、320 ℃相比，冷凝溫度降低70 ℃，在蒸發(fā)溫度不變的情況下，冷凝溫度每降低10 ℃，制冷系數(shù)可提高約2%，節(jié)能效果明顯，冬季運(yùn)行的節(jié)能狀況類似，并且還可以免除除霜工況。地埋管供回水溫度穩(wěn)定，地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定可靠。地源熱泵系統(tǒng)選取時應(yīng)考慮冬、夏的熱平衡，如在北京地區(qū)采用地源熱泵，冬季吸熱明顯多于夏季的排熱，地下土壤溫度將越來越低，不利于地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行。在蘇州采用地源熱泵時情況相反，冬季的吸熱（熱負(fù)荷）只是夏季排熱（冷負(fù)荷）的65%，土地有集熱的效應(yīng)，應(yīng)予以應(yīng)付。地源井管按冬季熱負(fù)荷容量設(shè)置，夏季地源井排熱的容量數(shù)值與冬季相近，夏季多出的35%熱量可設(shè)置冷卻塔排放給大氣，以保持土壤冬夏熱平衡，使地球作為一個蓄能實體。地源熱泵系統(tǒng)在近5年有急速發(fā)展的現(xiàn)象，在采用該系統(tǒng)時宜考慮土壤的熱平衡、打井的面積和位置、井管材料的處理。

以下為部分采訪實錄

Q & A

Q:《中央空調(diào)市場》

A: 何超英

Q:作為行業(yè)專家，您覺得暖通行業(yè)與能源行業(yè)有著怎樣的聯(lián)系？

A:暖通行業(yè)涉及暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計、制造、銷售和運(yùn)行，是一類能源消耗行業(yè)；而能源行業(yè)從事動力設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計、制造和運(yùn)行，是一類能量轉(zhuǎn)換與利用的行業(yè)。兩者之間的聯(lián)系是多方位的，從淺顯的角度看：能源行業(yè)將一次能源轉(zhuǎn)換為電能、蒸汽和熱水，為暖通系統(tǒng)提供能量。兩者有上下游之間的聯(lián)系，這種聯(lián)系淺顯而疏遠(yuǎn)，類比甲方與乙方。在設(shè)計與制造方面這2個行業(yè)有許多聯(lián)系與類似，對比典型的制冷機(jī)系統(tǒng)與汽輪機(jī)系統(tǒng)，2個行業(yè)在熱力學(xué)原理、傳熱機(jī)理、工業(yè)制造工藝等方面聯(lián)系密切。

新能源中，核能是一種議論較少的能源，如果從能源出現(xiàn)的時間先后而定義新能源，那么核能是真正的新能源。為什么人們較少議論核能？可能是系統(tǒng)龐大、技術(shù)高深、怯拒輻射等因素的作用。美國三里島核電站（1979年）、前蘇聯(lián)切爾若貝利核電站（1986年）、和東京核電站（2011年）的核事故促使人們不斷地思考核能利用問題，德國的高層在討論，日本的民眾在議論，中國政府在規(guī)劃。

的確核能的利用是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其中涉及核裂變的控制、核廢料的處理、核輻射的防護(hù)、系統(tǒng)運(yùn)行的程序等技術(shù)。當(dāng)今中國能源結(jié)構(gòu)面臨選擇與調(diào)整，秋冬季京津冀上空的霧霾是直接導(dǎo)火索，京津冀上空霧霾的起因可能是燃煤采暖和空氣結(jié)露，因此有些采暖工程建議用電采暖，這當(dāng)中有一定的合理性，但主要目的在于回避霧霾。

另外中國降低碳排放的任務(wù)很重，要有效地降低碳排放是不是也要考慮核能的利用。就核能利用與暖通及能源的聯(lián)系問題，清華大學(xué)和上海交通大學(xué)等高校一直在努力探索和行動，清華大學(xué)核能技術(shù)設(shè)計研究院研制的10 MW核反應(yīng)堆，探索核反應(yīng)的小型化，這種小型化今后可應(yīng)用于航海甚至航空。上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院開設(shè)了《核工程與核技術(shù)》專業(yè)，專門從事大型核電系統(tǒng)的教學(xué)與研究，為國內(nèi)的核電站輸送相關(guān)人才與技術(shù)。目前我國的核能比例與發(fā)達(dá)國家相比還很低，法國占78%、比利時占53%、瑞士占42%、韓國占36%、美國占19%、中國只占2%（截止2012年），如果近十年內(nèi)中國的核能比例上升到8，那將會大量減少石化燃料的燃燒，相關(guān)部門已經(jīng)在行動。核能的利用關(guān)鍵在于技術(shù)與管理，核能是新能源。

Q:現(xiàn)在暖通行業(yè)有很多新技術(shù)產(chǎn)品(磁懸浮離心機(jī)、超高效螺桿機(jī)等)問世，您對其評價如何？

A:磁懸浮離心機(jī)是一種高效節(jié)能壓縮式冷水機(jī)，因其葉輪轉(zhuǎn)動無摩擦，壓縮軸功較小，制冷系數(shù)較高，有明顯的節(jié)能效果。以美國SMARDT磁懸浮離心冷水機(jī)為例，其800 RT機(jī)組滿負(fù)荷的COP為6.33，部分負(fù)荷時的COP接近9，其機(jī)組體積小、噪聲低、啟動電流小。但磁懸浮離心冷水機(jī)的價格較高，其價格約為普通離心冷水機(jī)的一倍，初投資較高，投資的增加需要一定的回收期，隨著國內(nèi)節(jié)能議題的不斷重視，磁懸浮離心機(jī)可有較好的市場預(yù)期。

超高效螺桿機(jī)是指螺桿降膜式熱泵機(jī)組，早期的熱泵機(jī)的蒸發(fā)器為干式蒸發(fā)器，之后發(fā)展為滿液式蒸發(fā)器，滿液式蒸發(fā)器的換熱性能較好，但其制冷劑的充注量較大，潤滑油的回油較困難，借鑒吸收式制冷機(jī)的降膜式蒸發(fā)器技術(shù)，將此技術(shù)嫁接到螺桿熱泵機(jī)組，降膜式蒸發(fā)器既克服干式蒸發(fā)器傳熱效率低，也使?jié)M液式蒸發(fā)器充注量大的問題得以改進(jìn)。

Q:作為行業(yè)教學(xué)前輩，您覺得如何更好地開展對能源與暖通專業(yè)學(xué)生的教育工作？

A:當(dāng)今的中國高等教育進(jìn)入了普通認(rèn)識教育格局，本科教育即為通識教育，可使得大部分青年有機(jī)會接受高等教育，配以教育產(chǎn)業(yè)化的模式，政府、學(xué)校、家庭都從中獲益，現(xiàn)今的教育規(guī)模龐大，課堂教學(xué)質(zhì)量良好，社會效果值得思考。我欣賞有些課堂的教學(xué)模式是提出問題、思考問題、師生的思想互動，這樣可體現(xiàn)大學(xué)課堂的風(fēng)范，例如為什么熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)相差273.15？為什么熱力循環(huán)必需2個熱源？為什么熵總是增加的，通過提問讓師生思考，通過思考激發(fā)課堂情緒。我關(guān)注有些課堂中的理論聯(lián)系實踐，就暖通空調(diào)行業(yè)而論，經(jīng)常遇的問題是設(shè)計與選擇，設(shè)計與選擇也要思考，思考其背景、思考其構(gòu)架、思考其特性、思考其價值，這種思考要理論聯(lián)系實際，例如蘇州是否需要地暖？若安裝地暖采用何種形式的地暖？最后都回歸到舒適與節(jié)能的主題。

Q:空調(diào)是能源消耗大戶，現(xiàn)在有哪些新能源已經(jīng)應(yīng)用于空調(diào)行業(yè)？

A:空調(diào)系統(tǒng)能耗占建筑耗能的比例較高，傳統(tǒng)的石化燃料資源儲備是有限的，這就促使我們思考新能源的利用，當(dāng)今國內(nèi)通常認(rèn)為的新能源是：太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑四堋⑸镔|(zhì)能、海洋能等。這些新能源在暖通行業(yè)已有應(yīng)用，只不過有些是現(xiàn)場應(yīng)用而有些是間接利用，例如太陽能、風(fēng)能發(fā)電。新能源在暖通系統(tǒng)應(yīng)用的現(xiàn)況是憧憬優(yōu)于現(xiàn)實、敘述多于案例、形式勝于實質(zhì)。

Q:您認(rèn)為暖通行業(yè)的現(xiàn)狀如何？

A:這個問題很大，經(jīng)過改革開放30多年的迅速發(fā)展，暖通行業(yè)趨于成熟，這可從設(shè)計、制造、銷售、施工和運(yùn)行等方面體現(xiàn)，主要是設(shè)計與制造。暖通系統(tǒng)設(shè)計中，負(fù)荷計算采用冷負(fù)荷系數(shù)法，系統(tǒng)容量配置更加合理節(jié)能；空調(diào)末端的設(shè)計形式靈活多樣，可適應(yīng)不同的場合，如末端或風(fēng)口的形狀、位置、風(fēng)量的變化可達(dá)到特定的氣流組織和換熱效果；管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計由定流量向變流量過度，有些水系統(tǒng)設(shè)計成二級泵系統(tǒng)以節(jié)省運(yùn)行費用；冷熱源的采用趨向運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)能、容量可調(diào)、形式互補(bǔ)，如大離心加小螺桿、壓縮式加吸收式、地源熱泵加冷卻塔等，國內(nèi)暖通設(shè)計水平已經(jīng)到達(dá)較高境界。暖通設(shè)備的制造有明顯的進(jìn)步，其進(jìn)步在于國內(nèi)許多企業(yè)能夠與先進(jìn)的外企交流與合作，產(chǎn)品的質(zhì)量逐漸提高，產(chǎn)品的產(chǎn)量飛速發(fā)展，這得益于過去10年國內(nèi)房地產(chǎn)的高速發(fā)展，高速發(fā)展后的房地產(chǎn)和暖通設(shè)備制造都將面臨調(diào)整，過去的發(fā)展得益于量，今后的發(fā)展將得益于質(zhì)，這個“質(zhì)”依靠科技。不同的科技水平制造的產(chǎn)品將有不同的實用價值，暖通系統(tǒng)中的軸承、風(fēng)扇、水泵、活塞壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)、離心壓縮機(jī)等產(chǎn)品的制造需要極高的制造水平，這就需要提高我們的制造水平。

Q:對于學(xué)生如何更好地學(xué)習(xí)該專業(yè)，您有何箴言？

A:學(xué)生要更好地學(xué)習(xí)本專業(yè)，一定要有積極的求知欲望和合適的學(xué)習(xí)方法，此求知欲望可能源于學(xué)生的期望、教師的介紹、親友的指點、某個事件，在學(xué)生進(jìn)入大學(xué)初期階段可設(shè)法激發(fā)其求知欲望，有對知識的“饑餓感”。