暖通技術(shù)節(jié)能經(jīng)濟(jì)分析

王兵

摘要;通過空調(diào)系統(tǒng)改善室內(nèi)空氣品質(zhì)方法，可有效改變充足的通風(fēng)量和送風(fēng)方式，改變空調(diào)房間內(nèi)合理的溫濕度，能有效對(duì)異味和污染物的控制。大力開發(fā)使用節(jié)能、環(huán)保、健康的空調(diào)系統(tǒng)是暖通技術(shù)發(fā)展的方向。土壤源熱泵、太陽能、低溫地板輻射冷暖以及蓄冷空調(diào)系統(tǒng)都是節(jié)能和環(huán)保的有效手段。

關(guān)鍵詞：暖通;節(jié)能經(jīng)濟(jì);空氣品質(zhì)

一、環(huán)保節(jié)能論述

1.地源熱泵空調(diào)

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是一種使用可再生能源、高效節(jié)能、環(huán)保的空調(diào)系統(tǒng)。在冬季吸收土壤、地下水、地表水等天然的能量向建筑物供熱;夏季向天然資源釋放熱量，給建筑物供冷。地源熱泵系統(tǒng)按天然資源形式可分為地下水熱泵系統(tǒng)和地表水熱泵系統(tǒng)等。地下水熱泵系統(tǒng)分為開式、閉式兩種。開式是將地下水直接供到熱泵機(jī)組，再將井水回灌到地下;閉式是將地下水輸送到板式換熱器，需要二次換熱。地表水熱泵系統(tǒng)與土壤源熱泵系統(tǒng)相似，用潛在水下關(guān)聯(lián)的塑料管組成的地下水換熱器代替土壤換熱器。

2.太陽能空調(diào)

太陽能空調(diào)所需的能源部分或全部來自太陽能。太陽能空調(diào)是利用太陽光輻射為能源，進(jìn)行制冷工作的空調(diào)系統(tǒng)。通過使用太陽能空調(diào)，不僅可以彌補(bǔ)供電缺口，還可以創(chuàng)建環(huán)保模范城市做出貢獻(xiàn)，推廣使用太陽能空調(diào)，既沒有使用電空調(diào)所帶來的城市熱島效應(yīng)，也由于不使用氟里昂等有害物質(zhì)而不會(huì)破壞大氣環(huán)境。所以，太陽能空調(diào)是名副其實(shí)的綠色節(jié)能空調(diào)。目前，太陽能空調(diào)的主要型式有：太陽能電制冷空調(diào)、太陽能熱制冷空調(diào)、太陽能熱泵、太陽能液體除濕空調(diào)等。太陽能制冷空調(diào)主要包括：太陽能蒸汽壓縮式制、吸收式調(diào)、太陽能噴射式制冷空調(diào)。我國(guó)首臺(tái)太陽能空調(diào)是浙江省海寧斯泰德于 2004年 9 月研制成功。該太陽能空調(diào)是以太陽能無窮的光熱原理，采用化學(xué)能強(qiáng)化多級(jí)接收方法，收集和儲(chǔ)存大量的能量，再由太陽能吸附器、熱助器和冷助器，根據(jù)制冷、制熱需要隨時(shí)滿足陰雨雪夜使用。實(shí)現(xiàn)了晝夜全優(yōu)化高效運(yùn)行，特點(diǎn)是熱值高，升溫、降溫快，使用時(shí)無明火、無煙塵、無污染。通過光能高效產(chǎn)氧制冷、制熱，比傳統(tǒng)空調(diào)節(jié)約電能達(dá) 60%左右。另外，在遇到陰天和梅雨季節(jié)，該機(jī)會(huì)自動(dòng)采用光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，以達(dá)到連續(xù)運(yùn)行功能。

3.低溫地板輻射采暖系統(tǒng)

低溫地板輻射采暖就是在地板中直接埋設(shè)熱水管來加熱地板，再由地面輻射熱來加熱室內(nèi)空氣的采暖形式。這種采暖方式輻射體表面溫度不大于 45℃，采暖介質(zhì)常用熱水，其輻射體一般是其中埋設(shè)了加熱管的建筑物構(gòu)件，如墻壁、頂棚或地板，其中以地面輻射采暖應(yīng)用居多。由于地板層結(jié)構(gòu)中有多孔介質(zhì)，具有儲(chǔ)熱能力。因此，該系統(tǒng)可以考慮采用間歇供暖方式，即通過降低日間溫度來減小房間負(fù)荷，從而減小建筑物的能耗。低溫地板輻射采暖是在地板上均勻布置散熱盤管，熱量以輻射對(duì)流的方式向上傳遞，室內(nèi)溫度下暖上涼，給人以“腳暖頭涼”的感覺，熱舒適性比較好。根據(jù)范格方程計(jì)算，在比正常室內(nèi)溫度低的情況下，同樣可以達(dá)到其他供暖正常室內(nèi)溫度的熱舒適感。地板供熱具有舒適性好、減少揚(yáng)塵、節(jié)省空間、私密性好，易于計(jì)量改造，可利用低位熱源和節(jié)省維修費(fèi)用等特點(diǎn)。

4.蓄冷空調(diào)

蓄冷空調(diào)℃的介質(zhì)主要有冰和水兩種。冰冷空調(diào)是指在夜間電價(jià)較低時(shí)，開啟一部分制冷機(jī)組制冰，并將總能量?jī)?chǔ)存起來;在白天用電高峰，電價(jià)較貴時(shí)，采用融冰提供的低溫水，將儲(chǔ)存的能量釋放出來，從面滿足用電高峰時(shí)空調(diào)的負(fù)荷，降低用電成本。冰蓄冷是上世紀(jì)七八十年代發(fā)展起來的一種新的蓄冷技術(shù)，其蓄冷密度為335KJ/kg，占用空間只有水蓄冷的 25%- 30%，可以提供較低溫度的空調(diào)供水，有利于提高空調(diào)的供回水溫差，以減小水泵容量和配管尺寸。因此，冰蓄冷應(yīng)用更加廣泛。但是蓄冷機(jī)組在蓄冷時(shí)工作在制冰工況，其效率較低，而且蓄冷和釋冷都必須用不凍液循環(huán)，其技術(shù)較復(fù)雜，投資及運(yùn)行費(fèi)用比水蓄冷高。此外，還有利用變溫相變材料（如共晶鹽）作為蓄冷介質(zhì)的但因技術(shù)尚待完善且成本高，仍在開發(fā)研究之中。水蓄冷技術(shù)利用 3℃- 5℃的低溫水蓄存冷量，發(fā)展于五六十年代。其優(yōu)點(diǎn)是投資省、技術(shù)要求低、維修費(fèi)用少，有時(shí)可以利用原有的消防水池兼作蓄冷水池，對(duì)于有些大型的蓄冷工程其投資比常規(guī)空調(diào)還低。

二、空氣品質(zhì)論述

近年來，有些專家建議將人們對(duì)室內(nèi)氣味產(chǎn)生的不滿也納入病態(tài)建筑綜合癥中，大量分析表明，人們超過 80%的時(shí)間在室內(nèi)度過，在這種情況下，由于室內(nèi)空氣品質(zhì)的原因，人們的身心健康和工作效率受到很大影響，一些現(xiàn)代化密閉寫字樓的工作人員受到的影響尤為嚴(yán)重。為了改善空氣品質(zhì)，需要增加建筑和空間系統(tǒng)的投資及維護(hù)費(fèi)用?？照{(diào)系統(tǒng)是影響室內(nèi)空氣品質(zhì)的主要因素之一。針對(duì)以上原因，下面提出通過空調(diào)系統(tǒng)改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的方法。

1.充足的通風(fēng)量和送風(fēng)方式的改變

通風(fēng)效率和換氣效率評(píng)價(jià)指標(biāo)，這兩個(gè)指標(biāo)是從發(fā)揮通風(fēng)空調(diào)設(shè)備與系統(tǒng)和效應(yīng)，進(jìn)行有效通風(fēng)，提高室內(nèi)空氣品質(zhì)出發(fā)提出來的。利用室外新風(fēng)稀釋與排除室內(nèi)有害氣體或氣味，仍是保證室內(nèi)空氣品質(zhì)的基本措施，并認(rèn)為有效通風(fēng)是提高室內(nèi)空氣品質(zhì)的關(guān)鍵。近年來，國(guó)外學(xué)者對(duì)通風(fēng)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了大量的研究，提出了通風(fēng)系統(tǒng)和評(píng)價(jià)指標(biāo)。換氣效率，定義為室內(nèi)空氣的實(shí)際滯留時(shí)間與理論上的最短滯留時(shí)間的比值。它是衡量換氣效果優(yōu)劣的一個(gè)指標(biāo)，與氣流組織分布有關(guān)。通風(fēng)效率，定義為排風(fēng)口外污染物濃度與室內(nèi)污染物平均濃度之比。

2.空調(diào)房間內(nèi)合理的溫濕度

在空調(diào)房間內(nèi)保持恒定的溫度對(duì)熱舒適性很重要。在一個(gè)區(qū)域不同的房間中需要不同的供熱和供冷溫度時(shí)，可以在單個(gè)房間內(nèi)設(shè)計(jì)不同的溫度，此外，還可以實(shí)行“工位調(diào)節(jié)”，這種調(diào)節(jié)方式的主要特點(diǎn)是在人們附近設(shè)置送風(fēng)的末端來滿足。濕度也是熱舒適性的一個(gè)因素，提高相對(duì)濕度削弱了蒸發(fā)散熱的能力。因此，相當(dāng)于提高了溫度。不正常的濕度也引起其他空氣品質(zhì)問題，濕度過高或高低會(huì)產(chǎn)生不舒適，而相對(duì)濕度高能促發(fā)霉和病菌的生長(zhǎng)。

3.異味和污染物的控制

控制異味和污染物的一個(gè)技術(shù)是用室外空氣稀釋室內(nèi)空氣，只有用室外空氣與室內(nèi)空氣混合才會(huì)起稀釋作用。另外，還可以用隔絕異味和污染物的方法。這可以通過設(shè)計(jì)和運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)來控制房間之間的壓力關(guān)系達(dá)到。其方法是使用局部排風(fēng)系統(tǒng)，也就是說在污染物周圍維持一個(gè)負(fù)壓狀態(tài)來隔絕和消除污染源。

三、結(jié)束語

隨著壓縮式制冷機(jī)的加速發(fā)展，暖通空調(diào)技術(shù)開始大量應(yīng)用于以保證室內(nèi)環(huán)境舒適為目的公共與商用建筑的環(huán)境控制中。越來越多的民用建筑以及工業(yè)建筑都使用了中央空調(diào)，空調(diào)的使用標(biāo)志著一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)發(fā)展水平程度，同時(shí)也保證了產(chǎn)品的質(zhì)量;家用空調(diào)以及供暖開始普及。隨著空調(diào)大規(guī)模的使用，一系列的問題也隨之產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)：

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