淺談暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)

王秀玲

（秦皇島市海港區(qū)城市建設(shè)綜合開(kāi)發(fā)辦公室, 河北 秦皇島 066000）

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗構(gòu)成及主要特點(diǎn)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源和環(huán)境問(wèn)題日益尖銳—能源逐年遞減、環(huán)境破壞嚴(yán)重。城市化建設(shè)水平的不斷提高使得人們對(duì)生活物質(zhì)水平的要求也不斷的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來(lái)越大，在世界上各個(gè)國(guó)家生產(chǎn)過(guò)程中，都以節(jié)能為主要目標(biāo)。在發(fā)展階段各不相同的國(guó)家中，都是以環(huán)境的保護(hù)和生態(tài)的保護(hù)做為單一的目標(biāo)，逐步提到新的議程上來(lái)。在生產(chǎn)過(guò)程中為了維持建筑物內(nèi)部空氣環(huán)境適宜的溫濕度，現(xiàn)代建筑中通常采用設(shè)置暖通空調(diào)系統(tǒng)來(lái)保證這一需求，而所消耗的能量即為暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗。在暖通空調(diào)的運(yùn)行過(guò)程中能量的消耗包括建筑物冷熱負(fù)荷引起的消耗、新風(fēng)負(fù)荷引起的消耗以及各種輸送設(shè)備中所產(chǎn)生的消耗。影響暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的主要因素有室外氣候條件、室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)特征、室內(nèi)人員及設(shè)備照明的狀況以及新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置等。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)原則

2.1 控制室內(nèi)空氣品質(zhì)

節(jié)能設(shè)計(jì)中總的發(fā)展趨勢(shì)是通風(fēng)量應(yīng)增大，通過(guò)室內(nèi)進(jìn)排風(fēng)合理的氣流組織，消除空氣中的浮游塵埃、細(xì)菌、異味等有害人體的物質(zhì)，必然要解決的就是空氣的質(zhì)量問(wèn)題。在這個(gè)過(guò)程中，改善居住環(huán)境，從而達(dá)到改善空氣的品質(zhì)，節(jié)約能源的目的。

2.2 節(jié)能設(shè)計(jì)指導(dǎo)

影響熱舒適指標(biāo)、風(fēng)速、溫度、平均輻射溫度、濕度、勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)恰當(dāng)?shù)乩?，通過(guò)尋找這六者之間的合適比例，房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)性，使得房間內(nèi)產(chǎn)生舒適的微氣候管路，抵抗室外氣候的變化，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)單，這樣管材消耗量少，巧妙組合，達(dá)到舒適和節(jié)能的協(xié)調(diào)。而且便于施工，可以達(dá)到節(jié)省初投資的目的。

2.3 整體和局部

在一定的條件下，不強(qiáng)求全面統(tǒng)一，實(shí)行集體供暖，但是也需要注意滿足個(gè)人需求，這樣對(duì)節(jié)能和控制的靈活性均有好處。暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)保證各個(gè)房間的室內(nèi)溫度能獨(dú)立調(diào)控，無(wú)疑會(huì)很大的降低能耗，便于實(shí)現(xiàn)分戶或分室熱量分?jǐn)偟墓δ堋?/p>

3 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 熱源系統(tǒng)的優(yōu)化選擇

在暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)工程建筑的實(shí)際情況，合理選擇熱源系統(tǒng)。一般情況下，我國(guó)市場(chǎng)常見(jiàn)的熱源種類(lèi)主要為：熱泵、熱電站、區(qū)域鍋爐房、小型鍋爐、直燃型溴化鋰吸收式熱水機(jī)組等。以能源的利用效率來(lái)看，一般熱電站的運(yùn)行效率最高，熱泵技術(shù)位居其次。熱泵主要應(yīng)用自然中蘊(yùn)含的大量可再生、低品位能源作為熱源，如地表水、太陽(yáng)能、大氣、地?zé)岬?，通過(guò)壓縮機(jī)的運(yùn)行，在熱源中吸取熱能，提高溫度之后傳輸?shù)礁邷責(zé)嵩粗?。根?jù)熱泵的能源不同，可以分為兩大部分空氣源(風(fēng)冷)熱泵。主要為商用單元式熱泵空調(diào)機(jī)組、家用熱泵空調(diào)器、熱泵冷熱水機(jī)組等多種類(lèi)型地源熱泵，以土壤型為代表，可以實(shí)現(xiàn)至少30%以上的節(jié)能目標(biāo)：直燃型溴化鋰吸收式機(jī)組，其供熱效率與燃?xì)忮仩t基本類(lèi)似，但是對(duì)于鍋爐房來(lái)說(shuō)，大型區(qū)域鍋爐房的蓄冷系統(tǒng)應(yīng)用效果比小型鍋爐更佳。

3.2 推廣使用變頻技術(shù)

在現(xiàn)代化暖通空調(diào)系統(tǒng)中，變頻技術(shù)的應(yīng)用具有較強(qiáng)的必然性。通過(guò)變頻技術(shù)，既可彌補(bǔ)空調(diào)系統(tǒng)的工藝問(wèn)題，也可減少能源消耗，降低運(yùn)行成本。一般情況下，空調(diào)系統(tǒng)僅按照事先設(shè)計(jì)的額定功率運(yùn)行，在負(fù)荷較低的情況下，如果設(shè)備仍以額定功率實(shí)行全負(fù)荷運(yùn)行，那么必然產(chǎn)生能源浪費(fèi)。通過(guò)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)，就可實(shí)現(xiàn)空調(diào)設(shè)備的輸出功率隨著負(fù)荷的變化情況而有所調(diào)節(jié)，發(fā)揮節(jié)能減排效果。結(jié)合空調(diào)的實(shí)際負(fù)荷狀況，適當(dāng)改變風(fēng)流量或者水流量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。一方面，變風(fēng)量系統(tǒng)，利用空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置實(shí)現(xiàn)室內(nèi)負(fù)荷的補(bǔ)償機(jī)制，優(yōu)化調(diào)整送風(fēng)量，以保持合適的室內(nèi)溫度；與定風(fēng)量系統(tǒng)相比較，變風(fēng)量系統(tǒng)可節(jié)能約5O%；另一方面，變水量系統(tǒng)，主要通過(guò)控制數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)溫度，比定流量系統(tǒng)更加省電。隨著我國(guó)工業(yè)變頻器的推廣與使用，通過(guò)優(yōu)化調(diào)節(jié)風(fēng)量、水量及主機(jī)等，可實(shí)現(xiàn)與空調(diào)負(fù)荷的匹配運(yùn)行，發(fā)揮良好的節(jié)能效益。

3.3 降低熱媒介的能耗

在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，節(jié)能工程設(shè)計(jì)應(yīng)該注重各個(gè)環(huán)節(jié)的能源消耗。以具體設(shè)計(jì)及實(shí)際運(yùn)行狀況為出發(fā)點(diǎn)，形成整體性的空調(diào)節(jié)能體系。其中熱媒介質(zhì)傳輸系統(tǒng)作為暖通空調(diào)的重要組成部分，其熱能輸送方式、材料選擇等，均對(duì)節(jié)能問(wèn)題產(chǎn)生影響。在熱媒介質(zhì)傳輸系統(tǒng)中，選擇保溫材料，如直埋管等，可實(shí)現(xiàn)熱水的預(yù)制保溫；進(jìn)而降低熱能傳輸過(guò)程中可能出現(xiàn)的損失。另外，還可應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)全面測(cè)試空調(diào)系統(tǒng)的供暖狀況，應(yīng)用智能管網(wǎng)、平衡閥等，優(yōu)化配置管網(wǎng)流量，加強(qiáng)管理對(duì)策，以此提高運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。有關(guān)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，還可應(yīng)用動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，進(jìn)而優(yōu)化動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工，提高空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效率。動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)選擇負(fù)荷性質(zhì)良好、運(yùn)行效率高、溫差大、流變速度的供應(yīng)管道，運(yùn)用合理、有效的動(dòng)力設(shè)備，提高傳輸效率，構(gòu)建良好的空調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)。

3.4 合理確定空調(diào)方式

隨著人們生活水平的提高，新型節(jié)能、舒適、健康的空調(diào)運(yùn)行方式逐漸被推崇。對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其應(yīng)用的舒適程度主要取決于風(fēng)速、濕度、空氣濕度、環(huán)境平均輻射溫度以及人們對(duì)環(huán)境的感覺(jué)等綜合因素。因此，選擇各種不同的組合型環(huán)境參數(shù)，產(chǎn)生的熱舒適效果有所區(qū)別：例如，熱濕環(huán)境的不同，空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗也有所區(qū)別。在冬季時(shí)期，如果選擇傳統(tǒng)的空調(diào)方式提高室內(nèi)溫度，熱濕交換通過(guò)空氣在人體和環(huán)境中進(jìn)行，所需要的空氣濕度較高，這種情況下，加熱新風(fēng)的熱損失及維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失相對(duì)較大；如果能應(yīng)用全新熱濕環(huán)境應(yīng)用成果，優(yōu)化選擇空調(diào)運(yùn)行方式，提高輻射熱度，就可顯著降低空氣濕度，一般以12℃～24℃為宜，而傳統(tǒng)的空調(diào)運(yùn)行方式則需要在18℃～20℃，顯然新型空調(diào)運(yùn)行方式的節(jié)能效果更加客觀。同理，在夏季使用空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，新型空調(diào)運(yùn)行方式更加適用。通過(guò)應(yīng)用這種健康、舒適、節(jié)能的新型空調(diào)運(yùn)行方式，既可滿足高水平的生活需求，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，與低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展相一致。

3.5 冷熱能回收的優(yōu)化

當(dāng)前，有關(guān)暖通空調(diào)系統(tǒng)的冷熱能回收問(wèn)題正在進(jìn)一步研究，以推動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的冷熱能回收效率，在保障能源利用效率的前提下，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。通過(guò)對(duì)排風(fēng)余熱的回收，可更好地應(yīng)用排風(fēng)能量，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷或者預(yù)熱，減少負(fù)荷量，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能；排風(fēng)余熱的回收可以分為全熱回收及顯熱回收兩大部分，回收設(shè)備一般為板翹式全熱交換器、轉(zhuǎn)輪式全熱交換器、板式顯熱交換器。

結(jié)語(yǔ)

隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，節(jié)能的重點(diǎn)已經(jīng)逐步從工業(yè)轉(zhuǎn)移到建筑上。暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑節(jié)能方面占有十分重要的位置，一定要引起空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員高度的重視。設(shè)計(jì)人員需要從設(shè)計(jì)多角度、多方位進(jìn)行全面的考慮，嚴(yán)格遵守國(guó)家出臺(tái)的相關(guān)節(jié)能規(guī)范，將節(jié)能的整個(gè)思想貫穿于建筑領(lǐng)域的方方面面。同時(shí)還要提高整個(gè)社會(huì)公眾的節(jié)能意識(shí)，大力開(kāi)發(fā)推廣新型的節(jié)能技術(shù)，從而更好、更快地實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展道路。

[1]李天鵬.采暖工程中的室溫調(diào)節(jié)與節(jié)能[J].黑龍江水專(zhuān)學(xué)報(bào)，2005，33(1)：54-55.

[2]江億.我國(guó)建筑耗能狀況及有效的節(jié)能途徑[J].暖通空調(diào)，2005，35(5)：30-40.