淺談暖通空調(diào)系統(tǒng)中環(huán)保節(jié)能的應(yīng)用

李峰

我國(guó)幅員遼闊，地域?qū)拸V。從北到南分為嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和溫和地區(qū)。我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)以及夏熱冬冷地區(qū)的部分城鎮(zhèn)都需要采暖，采暖燃煤對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染。與此同時(shí)，我國(guó)大部分地區(qū)夏季炎熱，空調(diào)又日益普及，建筑空調(diào)能耗正在迅速增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，空調(diào)能耗占建筑能耗的55%左右，約占社會(huì)總能耗的20%。因此空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能不容忽視，降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗對(duì)減少建筑系統(tǒng)總能耗的意義重大，同時(shí)對(duì)緩解用電緊張局面，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和提高能源利用率也具有十分重要的意義。

一、暖通空調(diào)的作用及產(chǎn)生的效果

（一）暖通空調(diào)的作用

安裝暖通空調(diào)是為室內(nèi)提供舒適的工作和生活環(huán)境。其作用主要包括控制空氣溫度、濕度、氣流速度和潔凈度等。在正常的舒適性空調(diào)中，以能夠使人體保持熱平衡而滿足舒適感為目標(biāo)，在恒溫恒濕或有清潔要求的工藝性空調(diào)室內(nèi)，主要以滿足生產(chǎn)工藝為標(biāo)準(zhǔn)。

（二）暖通空調(diào)對(duì)人體的影響

由于建筑物的密閉性逐漸增加，裝修檔次也越來(lái)越高，從而導(dǎo)致室內(nèi)污染物的滯留量增加及延長(zhǎng)停留時(shí)間。如煙霧、病菌及從家具、墻面、地毯和油性漆中散發(fā)出的多種致病化學(xué)物質(zhì)，加上通風(fēng)換氣量的明顯不足，空氣在室內(nèi)循環(huán)造成室內(nèi)空氣品質(zhì)嚴(yán)重不合格。

如何才能有效地解決空調(diào)房間存在的空氣品質(zhì)問(wèn)題，已引起人們的廣泛關(guān)注。通過(guò)通風(fēng)換氣向室內(nèi)提供大量新鮮空氣，是改善空氣質(zhì)量的有效措施。但同時(shí)意味著增加新風(fēng)負(fù)荷。利用增加新風(fēng)量和排風(fēng)進(jìn)行熱交換可以解決這一問(wèn)題，從而減少空調(diào)的運(yùn)行耗能。

二、影響暖通空調(diào)的不利因素

在房屋建筑熱工設(shè)計(jì)時(shí)，為了能達(dá)到房間內(nèi)有舒適的微氣候，需要恰當(dāng)?shù)乩梅课輫o(hù)結(jié)構(gòu)的熱工特性以抵御室外氣候的變化。除此之外，還有規(guī)劃設(shè)計(jì)、太陽(yáng)輻射、空氣溫濕度等幾個(gè)方面。

（一）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用

圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括屋面、外墻和窗戶等;內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)系指室內(nèi)地面、天棚、內(nèi)隔墻等。在北方采暖建筑中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱損失占總熱損失的比例很大，如北京地區(qū)，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱損失占全部熱損失的77%，在沈陽(yáng)地區(qū)，占65%左右。由此可見(jiàn)，改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能對(duì)暖通空調(diào)節(jié)能有著很重要的作用。

（二）規(guī)劃設(shè)計(jì)的作用

建筑物的規(guī)劃設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)，規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)需要從地址選擇、功能分區(qū)、建筑和道路布局走向、建筑物朝向、體形、間距、季節(jié)性尤其冬季主導(dǎo)風(fēng)向、太陽(yáng)輻射、建筑外部空間環(huán)境等方面進(jìn)行規(guī)劃布局。主要為優(yōu)化建筑物微氣候環(huán)境，重點(diǎn)考慮利于節(jié)能，充分重視利用太陽(yáng)能及冬季主導(dǎo)風(fēng)向、地形地貌的自然優(yōu)勢(shì)。節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)就要分析構(gòu)成環(huán)境小氣候的決定因素，即輻射因素、大氣環(huán)境因素和地理因素的不同影響因素，通過(guò)建筑師的規(guī)劃布置，認(rèn)真分析，充分論證，利用和改造不利為有利，形成良好的、利于節(jié)能的微氣候環(huán)境。

三、暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)

空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須根據(jù)工程具體情況，對(duì)空調(diào)運(yùn)行季節(jié)進(jìn)行全方位、全過(guò)程的分析，找出一個(gè)合適的方案，使空調(diào)系統(tǒng)在不同的室外氣候參數(shù)或室內(nèi)狀況下都可以經(jīng)濟(jì)、合理、正常地運(yùn)行。

（一）采用合理的冷熱源

對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的設(shè)備進(jìn)行合理選型是影響空調(diào)節(jié)能的關(guān)鍵因素，合理配置中央空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源對(duì)節(jié)能和能源合理利用關(guān)系重要。中央空調(diào)系統(tǒng)常用的冷熱源配置方式有水冷冷水機(jī)組加鍋爐、熱泵型機(jī)組和澳化鏗吸收式機(jī)組。比如：浪化鏗機(jī)組的能效比（制冷量/消耗的熱量）比較低，省電但并不節(jié)能，，適用于有廢熱和余熱的地方，如熱電廠等附近。

（二）采用蓄冷系統(tǒng)

各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，但程度不同地存在著電負(fù)荷峰谷差較大的實(shí)際，在用電高峰時(shí)電力供應(yīng)不足，而在低谷用電時(shí)供應(yīng)過(guò)剩的浪費(fèi)。在實(shí)施電力峰谷電價(jià)的地區(qū)，就可以采取低電價(jià)時(shí)段采用冰蓄冷系統(tǒng)將水制成冰來(lái)儲(chǔ)存冷量，高電價(jià)時(shí)段再將冷量釋放出去，這會(huì)對(duì)整個(gè)電力負(fù)荷的移峰補(bǔ)谷工作起到很好的效果，并能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

（三）采用變頻應(yīng)用系統(tǒng)

變頻技術(shù)在現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)的使用中成為一種必然性，不僅能有效地改造空調(diào)系統(tǒng)的某些不足，還能較大地降低能耗、節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。采取變頻技術(shù)的原因是：

1.設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)，通常會(huì)預(yù)留一定的富裕量，事實(shí)上設(shè)備很少會(huì)在全負(fù)荷下運(yùn)行，甚至不可能出現(xiàn)全負(fù)荷運(yùn)行的情況。

2.建筑物由于使用環(huán)境的變化，負(fù)荷也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

3.建筑物的實(shí)際負(fù)荷會(huì)隨著室外氣候的變化而產(chǎn)生波動(dòng)。正常情況下，空調(diào)設(shè)備只能按設(shè)備的額定功率運(yùn)行。當(dāng)負(fù)荷降低時(shí)，設(shè)備仍以額定功率全負(fù)荷輸出運(yùn)行。這就必然造成能量的浪費(fèi)。如果使用變頻技術(shù)，使空調(diào)設(shè)備的輸出功率隨著負(fù)荷的增減而變化，就會(huì)起到明顯的節(jié)能效果。根據(jù)空調(diào)負(fù)荷狀況，改變水流量或風(fēng)流量能有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能。變風(fēng)量（ VAV）空調(diào)系統(tǒng)是通過(guò)末端裝置來(lái)補(bǔ)償室內(nèi)負(fù)荷的變動(dòng)，調(diào)節(jié)室內(nèi)送風(fēng)量以維持室溫。變水量系統(tǒng)（風(fēng)機(jī)盤管）是通過(guò)水量控制的方法來(lái)調(diào)控溫度的。通過(guò)對(duì)水量、風(fēng)量及主機(jī)的變頻控制調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)所需空調(diào)負(fù)荷的用時(shí)匹配，使其達(dá)到節(jié)能的目的。

（四）再生能源在暖通空調(diào)中的應(yīng)用

可再生能源具有資源豐富、無(wú)污染、清潔安全、資源取之不盡可再生的優(yōu)勢(shì)，因此在能源日益短缺的今天，盡量利用再生能源是很有必要的。再生能源在暖通空調(diào)中的應(yīng)用方式有以下幾種：

1.太陽(yáng)能的利用

2.自然風(fēng)的利用

3.地下水的利用

4.土壤能的利用

5.風(fēng)能和海洋能的利用

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析，環(huán)保節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用正在擴(kuò)大和普及，而空調(diào)的耗能又是巨大的，應(yīng)從設(shè)計(jì)、運(yùn)行方面考慮節(jié)能，提高空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能總體水平。在節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境的大環(huán)境下，要采取各種節(jié)能措施，降低空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗和費(fèi)用。只要通過(guò)暖通空調(diào)專業(yè)人士的不懈努力，空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能降耗終會(huì)為社會(huì)做出有益的貢獻(xiàn)。