高層樓宇建筑暖通空調(diào)節(jié)能降耗技術(shù)措施探討

摘 要 在對高層樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能面臨的主要問題進行簡要闡述后，從合理優(yōu)化設(shè)計、變頻調(diào)速、熱源水泵、復(fù)合能源站等方面，對高層樓宇建筑暖通空調(diào)節(jié)能降耗技術(shù)措施進行了詳細探討。

關(guān)鍵詞 高層樓宇；暖通空調(diào)；節(jié)能降耗

中圖分類號：TU831 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0129-01

對高層樓宇建筑節(jié)能要有創(chuàng)新思路，要從保障建筑功能正常發(fā)揮和可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)出發(fā)，在設(shè)計、施工、運營維護等環(huán)節(jié)中，有針對性地采取相應(yīng)的技術(shù)措施和管理措施，合理利用暖通空調(diào)系統(tǒng)中的能源，提高系統(tǒng)工作性能，降低能源和對環(huán)境的影響[1]。高層樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)負荷存在季節(jié)性、時段性、非線性和時變性等特性，全年能耗高、供熱量大、晝夜負荷差異較大、不同功能結(jié)構(gòu)房間其對系統(tǒng)的性能控制要求不同等特點。因此，在高層樓宇建筑中，探討和總結(jié)暖通空調(diào)系統(tǒng)的一些行之有效的節(jié)能方法手段和技術(shù)措施，具有非常大的工程實踐應(yīng)用研究意義。

1 高層樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能面臨的主要問題

1）暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計不夠科學(xué)。暖通空調(diào)系統(tǒng)的方案設(shè)計和優(yōu)化選型搭配，對確保系統(tǒng)工作性能高效穩(wěn)定發(fā)揮和運行節(jié)能降耗具有非常重要的影響。但在實際工程中，由于受傳統(tǒng)設(shè)計理念和經(jīng)驗設(shè)計等因素的制約，節(jié)能優(yōu)化設(shè)計沒有得到一些設(shè)計部門和設(shè)計人員的足夠重視。尤其是在一些技術(shù)創(chuàng)新方面，常規(guī)的設(shè)計方案很難滿足現(xiàn)代高層樓宇綠色節(jié)能建筑需求，導(dǎo)致工程實際綜合投資成本較高、運行能耗較大，嚴重制約高層樓宇建筑功能的正常穩(wěn)定發(fā)揮。據(jù)一些統(tǒng)計資料和實踐工作經(jīng)驗可知，暖通空調(diào)系統(tǒng)的系統(tǒng)能耗約占整個高層能源能耗的60%～70%。因此，合理進行暖通空調(diào)系統(tǒng)的方案的優(yōu)化設(shè)計和選型搭配，從技術(shù)、經(jīng)濟等多方面進行科學(xué)的評價分析，不斷引入新理念、新技術(shù)、新設(shè)備，就顯得尤為重要。

2）運行管理缺乏專業(yè)的技術(shù)管理人員。隨著高層樓宇建筑高度的不斷加高和結(jié)構(gòu)功能的不斷復(fù)雜，暖通空調(diào)系統(tǒng)性能結(jié)構(gòu)也變得更加復(fù)雜，集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、系統(tǒng)化也成為現(xiàn)代暖通空調(diào)系統(tǒng)的重要特點。但在實際工程中，專業(yè)的技術(shù)管理人員缺乏嚴重制約系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮[2]。加上一些技術(shù)管理人員綜合素質(zhì)不高，沒有接受過較多的專業(yè)知識和操控節(jié)能培訓(xùn)，在遇上一些常見問題時不能做出科學(xué)合理的處理，更不能及時提出科學(xué)合理的解決方案，不同及時調(diào)整和合理應(yīng)對，導(dǎo)致系統(tǒng)可能長期工作在“帶病運行”工況，很難滿足高層樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)高效穩(wěn)定、節(jié)能降耗調(diào)控運行需求。

3）暖通空調(diào)系統(tǒng)使用不合理。高層樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)在使用過程中，由于受運行、維護、使用人員的個人習(xí)慣、使用方式等不同的影響，暖通空調(diào)系統(tǒng)不能長期運行在最優(yōu)工況中，且設(shè)備得不到有效養(yǎng)護（如：空調(diào)過濾網(wǎng)沒有進行定期清洗等）、未及時關(guān)閉門窗、不能很好與遮陽窗簾配合使用等，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)能耗較高，節(jié)能效果不太明顯。

2 高層樓宇建筑暖通空調(diào)節(jié)能降耗技術(shù)措施

1）認真進行優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計人員在設(shè)計過程中，要認真通過暖通空調(diào)系統(tǒng)負荷，要仔細進行方案設(shè)計，并從技術(shù)、經(jīng)濟等多方面進行綜合對比分析，優(yōu)選出技術(shù)上合理、經(jīng)濟上優(yōu)越、可發(fā)展性強的設(shè)計方案，確保暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠高效穩(wěn)定的運行，盡量節(jié)約能源，達到技術(shù)創(chuàng)新、節(jié)能降耗等目的。

2）合理采用水源熱泵與地源熱泵等節(jié)能技術(shù)。采用以地表水、地下水、湖泊水或工業(yè)廢水等作為能量載體的水源熱泵系統(tǒng)，在冬夏兩個晝夜溫差較大季節(jié)里，可將蓄能水體作為供暖的熱源以及空調(diào)的冷源，提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用效果。地表水或淺層水源其水體溫度常年較為穩(wěn)定，通常在10℃～25℃范圍，是一種含有良好能源效益的熱泵熱源與空調(diào)冷源。在水源熱泵系統(tǒng)中，電機消耗1kW·h（度）的電量，大約可以獲得4.3～5.0kW·h的熱量或5.4～6.2kW/L的冷量，與常規(guī)空氣源熱泵系統(tǒng)相比，其運行效率普遍高出20%～60%，且運行成本僅為普通中央空調(diào)系統(tǒng)的40%～60%，節(jié)能降耗效果非常明顯。地源熱泵系統(tǒng)實質(zhì)上是采用大地作為一個能量的蓄能器，合理利用地源熱泵機組可以使高層樓宇暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用效果得到明顯提高，其電能消耗僅為空氣源熱泵能耗的30%左右，且環(huán)保效果非常明顯。

3）合理進行變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)升級改造。采用基于PLC和變頻器的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，對高層樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能技術(shù)升級改造，系統(tǒng)具有非常良好的調(diào)控性能，穩(wěn)定性高、可靠性強、智能自動化程度優(yōu)越，且在實際運行過程中具有良好的節(jié)能降耗效果。追求高度智能化、網(wǎng)絡(luò)自動化化、標準化、遠程調(diào)控一體化的控制系統(tǒng)，是未來高層樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)研究發(fā)展的重要方向。

4）采用復(fù)合能源站新技術(shù)。為了保證高層樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)具有較高的節(jié)能和安全性，應(yīng)采用多能源結(jié)構(gòu)（如：電、油、氣、太陽能）等復(fù)合能源結(jié)構(gòu)。根據(jù)高層樓宇建筑全年的負荷量、負荷類型、不同時段的冷熱負荷等因素來合理配置不同的冷源和熱源，如：單冷冷水機組、熱源水泵、冰蓄能空調(diào)機組、多功能熱回收機組等，實現(xiàn)不同能源機組的有機搭配。通過多種能源運行模式的相互匹配，實施整個高層樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的最佳能量調(diào)節(jié)。并充分結(jié)合能源管理系統(tǒng)中的運行數(shù)據(jù)資料，根據(jù)不同時段的冷熱量和室內(nèi)外負荷波動情況，合理確定供能方案，確保暖通空調(diào)系統(tǒng)各時段均運行在較優(yōu)工況中，降低能耗、減少排放量，達到優(yōu)越的節(jié)能降耗效果。

5）加強系統(tǒng)運行的節(jié)能管理。通過合理的設(shè)計方案和技術(shù)升級改造，可以提高系統(tǒng)的節(jié)能潛力。而實際運行的節(jié)能調(diào)控，是系統(tǒng)節(jié)能潛力得以正常發(fā)揮的重要保障。結(jié)合先進的樓宇自動化控制系統(tǒng)，通過對建筑物內(nèi)部運行工況參數(shù)的實時監(jiān)控、在線監(jiān)測以及動態(tài)調(diào)度管理，確保暖通空調(diào)系統(tǒng)運行具有較高的安全可靠性和節(jié)能經(jīng)濟性。要加強暖通空調(diào)系統(tǒng)調(diào)控運行操作和管理人員的專業(yè)知識和技能培訓(xùn)和考核力度，嚴格執(zhí)行持證上崗、定期考核等管理制度，有效提高運行管理人員的綜合知識素質(zhì)水平，提供系統(tǒng)的運行節(jié)能效果。

3 結(jié)束語

暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能是綠色建筑節(jié)能研究的重點。在高層樓宇建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究和實踐應(yīng)用中，應(yīng)從全局優(yōu)化出發(fā)，根據(jù)電力需求響應(yīng)特性，通過合理采用合理優(yōu)化設(shè)計、變頻調(diào)速技術(shù)、熱源水泵、復(fù)合能源站等技術(shù)措施，制定優(yōu)越的節(jié)支優(yōu)化策略，確保系統(tǒng)長期運行在最優(yōu)工況，達到良好的節(jié)能降耗效果。

參考文獻

[1]黃志明.變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)控制方法的比較[J].建材與裝飾（中旬刊），2008（l）：195-196.

[2]苑珍珍.暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（03）：198.

作者簡介

張利臣（1970-），黑龍江哈爾濱人，工程師。endprint