試論暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施與環(huán)保技術(shù)

程德桐（天津中發(fā)機(jī)電工程有限公司300392）

試論暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施與環(huán)保技術(shù)

程德桐
（天津中發(fā)機(jī)電工程有限公司300392）

人類人口的不斷擴(kuò)大、建筑水平的不斷發(fā)展使得樓層建筑越來越多的成為人們工作和生活的主要環(huán)境。而城市的各種污染問題也限制了這些建筑中空氣與外界的流通。作為調(diào)節(jié)空氣的主要系統(tǒng)設(shè)備，暖通空調(diào)系統(tǒng)也被越來越多地應(yīng)用到樓層建筑的使用中。大量的空調(diào)使用無疑增加了對于能源的需求，為了應(yīng)對越來越嚴(yán)峻的環(huán)境能源問題，暖通空調(diào)系統(tǒng)也必須進(jìn)行節(jié)能環(huán)保的新措施來適應(yīng)不斷擴(kuò)大的空調(diào)方面的需求。

暖通空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能措施；環(huán)保技術(shù)

1 節(jié)能環(huán)保技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的地位

現(xiàn)代人們隨著工作的方式和工作性質(zhì)的變化，生活的物質(zhì)水平不斷提高。人們生活中有越來越多的時(shí)間都在室內(nèi)度過，隨著環(huán)境的不斷惡化，建筑內(nèi)環(huán)境也越來越封閉，也就使得室內(nèi)環(huán)境成為了影響人們身體健康的主要因素。隨著人口的發(fā)展，建筑水平的不斷提高，高層建筑的也在不斷地增加，而暖通空調(diào)作為高層建筑的主要空氣調(diào)節(jié)方式，能夠有效地對空氣進(jìn)行條件，為人們的工作生活提供更好的環(huán)境。在暖通空調(diào)的運(yùn)行過程中，不可避免的會(huì)使用到大量的能源，而這些能源有一部分并沒有得到很好的利用，而造成了不必要的能源浪費(fèi)。嚴(yán)重不符合我國近年來提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，也不利于暖通空調(diào)今后的發(fā)展，為了降低能耗，實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)的節(jié)能環(huán)保，將暖通空調(diào)應(yīng)用節(jié)能環(huán)保方向的技術(shù)進(jìn)行改造，提高暖通空調(diào)對于清潔能源的使用情況和對能源的利用率，減少暖通空調(diào)使用過程中的能源消耗，更大程度地應(yīng)用暖通空調(diào)于人們的生活中，為人們的工作生活營造一個(gè)舒適健康的環(huán)境。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)的影響因素

在進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)之前，需要了解建筑內(nèi)外的結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)，明確出建筑特點(diǎn)帶給暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的印象因素，平衡二者的關(guān)系，在實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)節(jié)能環(huán)保方面設(shè)計(jì)的同時(shí)，又能將建筑的理念進(jìn)行正確的表達(dá)。

2.1 建筑規(guī)劃系統(tǒng)

建筑應(yīng)用是建筑整體各方面節(jié)能設(shè)計(jì)的主要應(yīng)用形式，也是一個(gè)非常重要的組成部分，因此在進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮到此類設(shè)計(jì)對于建筑應(yīng)用方面后續(xù)工作的影響，在滿足建筑應(yīng)用的大方向下，進(jìn)行暖通空調(diào)的節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)并應(yīng)用其中，消除此項(xiàng)設(shè)計(jì)中對于建筑整體應(yīng)用的干擾。

2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑整體具備的保溫、隔熱、隔聲、防水防潮等功能的重要應(yīng)用形式。主要分為內(nèi)部圍護(hù)形式和外部圍護(hù)形式。外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)涉及到屋面，墻面等，內(nèi)部圍護(hù)結(jié)構(gòu)涉及到地面與頂棚的設(shè)計(jì)建造。因此在建筑系統(tǒng)暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)過程中，需要對系統(tǒng)的控制方向進(jìn)行確定，分析與圍護(hù)結(jié)構(gòu)可能存在的差異，通過修改設(shè)計(jì)的方式或修改圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或修改暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，使空調(diào)的設(shè)計(jì)能夠滿足建筑其他設(shè)計(jì)的要求。

3 暖通空調(diào)的節(jié)能措施

3.1 對設(shè)計(jì)系統(tǒng)的完善

暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)中，最終的使用效果是受最初設(shè)計(jì)形式的影響的，運(yùn)用新型的節(jié)能措施對原有的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，在暖通空調(diào)系統(tǒng)在工作的效率和降低能耗方面得到改善，降低空調(diào)系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)所必須的能源消耗。實(shí)際的操作中，設(shè)計(jì)者可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件等因素，在設(shè)計(jì)過程中選取更加適合的方案進(jìn)行暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)，合理地利用自然資源完成暖通空調(diào)的正常運(yùn)行。

3.2 利用熱力學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的節(jié)能措施

在空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)所涉及到的環(huán)境中，暖通空調(diào)對于空氣的調(diào)節(jié)多是利用空氣交換的原理來完成，而不同的輸送空氣的方式選擇，也能夠決定一個(gè)暖通空調(diào)最終的作用的發(fā)揮和能耗高低，因此，利用熱力學(xué)原理對空氣交換過程中涉及的管路等設(shè)施進(jìn)行改進(jìn)，能有效地減少在交換空氣過程中對能源的消耗。此外在進(jìn)行房間的設(shè)計(jì)時(shí)，墻壁、門窗的保溫性也決定了建筑對于暖通空調(diào)空氣調(diào)節(jié)的需求，因此在進(jìn)行房屋的建造時(shí)，同樣運(yùn)用熱力學(xué)原理，通過改善墻壁、門窗等對溫度的保持能力，減少暖通空調(diào)在其中的工作總量，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

3.3 提高系統(tǒng)對于暖通空調(diào)的控制效率

空調(diào)的控制能力也能夠決定在暖通空調(diào)進(jìn)行室內(nèi)溫度調(diào)解時(shí)所用的能耗，一般來講，空調(diào)的控制能力越強(qiáng)，在進(jìn)行室內(nèi)空氣和溫度調(diào)節(jié)時(shí)所需的時(shí)間就越少，也就越能減少調(diào)解過程中消耗的能源，因此，在進(jìn)行暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況和技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀實(shí)現(xiàn)對暖通空調(diào)設(shè)計(jì)效率的提高，通過減少進(jìn)行調(diào)節(jié)所需的時(shí)間，降低暖通空調(diào)在進(jìn)行空氣濕度、溫度等方面調(diào)節(jié)時(shí)所產(chǎn)生的能耗問題。

4 暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的環(huán)保技術(shù)

4.1 新興環(huán)保能源

利用各種可再生資源，如地源熱、地下水、太陽能、自然風(fēng)、海洋能等自然資源。地源熱泵空調(diào)，是利用在冬季吸收土壤、地下水、地表水等天然資源的能量，向建筑提熱能，夏天向天然資源釋放熱量，給建筑物供冷的一種高效節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。主要用于居民住宅、別墅、學(xué)校以及商業(yè)建筑。太陽能空調(diào)利用太陽光的輻射為能源進(jìn)行制冷工作。它的使用，彌補(bǔ)了供電不足的缺口，緩解了供電壓力，也非常環(huán)保，不會(huì)帶來傳統(tǒng)電空調(diào)使用過程中所帶來的城市熱島效應(yīng)，并且由于太陽能空調(diào)的使用原理中并不包括氟利昂，就不會(huì)產(chǎn)生相關(guān)的有害物質(zhì)致使大氣環(huán)境遭受破壞。是名副其實(shí)的綠色節(jié)能空調(diào)。

4.2 低溫地板輻射采暖技術(shù)

低溫地板輻射技術(shù)目前較多地應(yīng)用在居民住宅的冬季供暖當(dāng)中，該技術(shù)通過在地板中埋設(shè)熱水管的方式，使得冬季供暖的熱量從地面輻射到室內(nèi)。由于熱量是以對流的方式從下方向上方傳遞，從而讓室內(nèi)的人們感受到腳暖的同時(shí)保持頭頂?shù)臎鏊?。低溫地板輻射采暖技術(shù)不僅舒適性好，而且能減少揚(yáng)程，有效節(jié)省空間，方便計(jì)量改造，從各方面節(jié)省了維修費(fèi)用，可作為暖通空調(diào)的輔助替代技術(shù)。

4.3 采用變頻系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中通常會(huì)留有20%-25%范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)余量，然而實(shí)際中空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行極少會(huì)達(dá)到全負(fù)荷工況。如果空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行不能隨著負(fù)荷的降低進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，則會(huì)造成能量的浪費(fèi)。通過使用變頻技術(shù)使空調(diào)設(shè)備的輸出功率隨負(fù)荷的變化而變化，則可以起到改良空調(diào)系統(tǒng)工藝、降低能耗、節(jié)省運(yùn)行成本的綜合作用。此外，建筑物由于使用情況、室外氣候等的變化，也會(huì)影響空調(diào)的實(shí)際負(fù)荷。隨著工業(yè)變頻器與暖通空調(diào)的技術(shù)結(jié)合，可通過對水流量、風(fēng)量及主機(jī)等的變頻控制調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)與空調(diào)負(fù)荷的實(shí)時(shí)匹配，從而產(chǎn)生顯著的節(jié)能效益。

4.4 蓄冷空調(diào)系統(tǒng)

基于區(qū)域性經(jīng)濟(jì)發(fā)展形式的特殊性和復(fù)雜性，必須充分利用蓄冷技術(shù)，發(fā)揮現(xiàn)有技術(shù)形式的最大化作用。在用電高峰期，必須及時(shí)對供電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，節(jié)約成本的同時(shí)能有效的緩解高峰期壓力，進(jìn)而取得理想的經(jīng)濟(jì)收益。蓄冷技術(shù)利用低谷時(shí)期的電價(jià)，采用蓄冷系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)，進(jìn)而起到儲(chǔ)存能量的最用，在用電高峰期可以對現(xiàn)有能量進(jìn)行利用，達(dá)到降溫的作用，從而調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部的電力負(fù)荷工作，并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4.5 自然風(fēng)在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

自然風(fēng)供冷就是利用可再生能源實(shí)現(xiàn)供冷，成為暖通空調(diào)應(yīng)用的關(guān)鍵組成。自然風(fēng)應(yīng)用系統(tǒng)在整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中有一定的作用，需要根據(jù)室內(nèi)外空氣指數(shù)確定合理的系統(tǒng)指標(biāo)。此外在后期應(yīng)用階段，需要采用新型設(shè)計(jì)形式，合理應(yīng)用自然風(fēng)提供的冷量。已有的設(shè)計(jì)形式在設(shè)計(jì)階段會(huì)不斷減少其他因素的消極影響，以為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供必要的冷量。和常規(guī)性空調(diào)系統(tǒng)相比，在運(yùn)行過程中必須不斷減少用電量，節(jié)省能源的同時(shí)，減少對環(huán)境的消極影響。

[1]劉進(jìn)軍.試論暖通空調(diào)系統(tǒng)中環(huán)保節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].文摘版：工程技術(shù),2015(29)

[2]李卜.試論建筑節(jié)能中暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)現(xiàn)狀和技術(shù)措施[J].工程技術(shù)：引文版，2016(12)

[3]田濤.暖通空調(diào)系統(tǒng)中環(huán)保節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[C]//工程技術(shù)發(fā)展論文集.2015.