暖通空調(diào)技術(shù)剖析

李健鋒

摘 要：隨著社會科技的高速發(fā)展，人們對電能的需求逐漸增大，但同時(shí)，能源短缺問題也逐漸暴露在公眾面前，例如暖通空調(diào)這一設(shè)備消耗了將近30%的能量。暖通空調(diào)是現(xiàn)代建筑中不可或缺的重要部分，因此暖通空調(diào)的節(jié)能技術(shù)成為建筑界共同關(guān)注的課題。主要研究了暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)，并分析了各種節(jié)能方法。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；節(jié)能技術(shù)；能源短缺；變頻系統(tǒng)

中圖分類號：TU832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.14.153

暖通空調(diào)作為現(xiàn)代建筑中改善人們生活環(huán)境的重要系統(tǒng)之一，在建筑中起著熱交換的重要作用，從而帶給居住者舒適的高品質(zhì)生活。我國幅員遼闊，秦嶺—淮河線以北地區(qū)需要供暖，供暖燃煤給大氣環(huán)境帶來了極大的污染。隨著空調(diào)的逐漸普及，建筑空調(diào)的能源消耗總量快速增長。同時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)對居住者的健康也造成了一定的威脅。因?yàn)榻ㄖ锏拿芗潭仍絹碓礁?，室?nèi)污染物會不可避免地增加。因此，對暖通空調(diào)的節(jié)能問題予以重視，減少暖通空調(diào)對能源的消耗意義重大。

1 暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)的意義

1.1 緩解能源危機(jī)

目前，人們消耗的能源主要來源于煤、石油和天然氣。近百年間，人們通過對能源的成功利用，完成了一次次的科技大革新，但同時(shí)，能源問題也暴露在公眾面前。我國作為一個(gè)缺油又少氣的國家，將煤炭作為主要的能量來源依靠的也僅僅是這種不可再生的資源。盡管煤礦資源在日益減少，但暖通空調(diào)的能源仍在很大程度上依賴煤炭，占據(jù)了全國總能耗的9.6%.因此，暖通空調(diào)節(jié)能問題的研究迫在眉睫。如果再不更新暖通空調(diào)技術(shù)，必將影響我國暖通工程的正常發(fā)展。

1.2 減少環(huán)境污染

在人們高速消耗不可再生的自然資源的同時(shí)帶來了環(huán)境污染問題。我們在快速消耗能源的同時(shí)，在很大程度上減少了能源的再生總量，也加劇了人與自然的矛盾。在消耗能源的過程中，會不可避免地給環(huán)境帶來污染。這一情況在像我國一樣的多煤少氣的國家中表現(xiàn)得尤為突出。近些年來，我國頻繁出現(xiàn)的空氣問題，比如霧霾天氣、PM2.5超標(biāo)等都源于煤炭的過量消耗。在我國大力提倡節(jié)能減排的大環(huán)境下，儲存廢棄的能源可在一定程度上減少對環(huán)境的污染。同時(shí)，在節(jié)能減排的過程中，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將原本廢棄的能源重新利用，并轉(zhuǎn)化應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活中。這有利于國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2 暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)

暖通空調(diào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于降低能源的損耗有著重要的作用。由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能、暖通空調(diào)與墻壁的接觸面積決定著空調(diào)的負(fù)荷，因此，建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能地選擇節(jié)能型且隔熱效果好的建筑材料。盡管節(jié)能材料的成本在一定程度上高于普通材料，但節(jié)能材料在后期的使用過程中會大大降低成本。同時(shí)，對于照明燈及照明燈控制系統(tǒng)的選擇，應(yīng)當(dāng)結(jié)合其自身的負(fù)荷能力。由于照明的能量損耗很大一部分會轉(zhuǎn)化為空調(diào)的冷負(fù)荷，因此選用與使用環(huán)境相符的照明系統(tǒng)可以避免不必要的能源消耗，降低使用成本。

2.2 選定合理的方案

暖通空調(diào)的新風(fēng)量不僅關(guān)系著能源的損耗、使用成本和初期投資，同時(shí)還影響著室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量。在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)仔細(xì)斟酌新風(fēng)量的參數(shù)值。在人員密集的環(huán)境中，應(yīng)當(dāng)采用新風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即暖通空調(diào)可以自動地根據(jù)測定的二氧化碳含量來改變新風(fēng)量的大小，使得二氧化碳的含量始終處于一個(gè)額定的數(shù)值。在人員密集且空間較大的環(huán)境中，全空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)有其特殊的優(yōu)勢，具有更易改變新風(fēng)、回風(fēng)比值的優(yōu)點(diǎn)，甚至可以在全新風(fēng)的工作模式下運(yùn)行，能有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保的目標(biāo)。當(dāng)建筑空間面積大于1 000 m2時(shí)，應(yīng)采用分層空調(diào)系統(tǒng)。盡管其初期投資會高于其他的方案，但是在夏季，其使用過程中可以減少30%的制冷量，大大降低了使用成本。

2.3 選用合理的變頻系統(tǒng)

現(xiàn)如今，變頻技術(shù)的應(yīng)用在空調(diào)中極為普遍，不僅有效地提高了空調(diào)的性能，還在很大程度上減少了能源損耗，降低了使用成本。在選定設(shè)備型號時(shí)，設(shè)計(jì)人員往往會預(yù)留一定的余量，使設(shè)備始終處于正常的工作狀態(tài)，而非超負(fù)荷工作狀態(tài)。但實(shí)際使用環(huán)境的負(fù)荷參量會隨著外部環(huán)境溫度的變化而變化。如果空調(diào)仍以額定的功率輸出，那么當(dāng)實(shí)際負(fù)荷低于額定負(fù)荷時(shí)，必然會出現(xiàn)浪費(fèi)能源的現(xiàn)象。而使用變頻技術(shù)則可以使暖通空調(diào)智能化地調(diào)節(jié)設(shè)備的輸出功率，從而達(dá)到節(jié)能的目的。隨著空調(diào)負(fù)荷的改變，自動調(diào)節(jié)水流量和風(fēng)流量的大小可降低能耗。變風(fēng)量系統(tǒng)（Variable Air Volume System）可以根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷的變化值或者使用者設(shè)定的參數(shù)值變化，維持在一個(gè)恒定的送風(fēng)溫度，自動調(diào)節(jié)送風(fēng)量，使得室內(nèi)的溫度達(dá)到設(shè)定的參數(shù)值。由于空調(diào)的實(shí)際功率始終是基于部分負(fù)荷而改變的，因此，風(fēng)量的減小大大地降低了風(fēng)機(jī)的能耗。變流量系統(tǒng)的原理與變風(fēng)量系統(tǒng)基本相似，只是在減小能源損耗的方式上略有不同——變流量系統(tǒng)是在保持循環(huán)水量不變的情況下，通過改變供、回水的溫度差來自動調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)降低能耗的目標(biāo)。

3 結(jié)束語

綜上所述，降低暖通空調(diào)的能源消耗涉及的因素較多，其中不乏復(fù)雜的工程問題。為了更好地解決暖通空調(diào)的能耗問題，我們必須不斷提升技術(shù)水平，并了解相關(guān)政策?？傊覀冇斜匾獙ε照{(diào)的節(jié)能問題予以高度的重視。這不僅關(guān)系著使用者的健康與舒適，更關(guān)系著民生，乃至整個(gè)國家的可持續(xù)發(fā)展。

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〔編輯：劉曉芳〕