探討暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能方面存在的問題與對策

賈廣勝

摘 要：隨著社會生活水平的逐步提升，建筑技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。暖通空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中具有重要的地位，合理進(jìn)行系統(tǒng)資源的綜合規(guī)劃，實現(xiàn)系統(tǒng)資源的綜合分配，是提升現(xiàn)代資源綜合應(yīng)用率的主要途徑。節(jié)能環(huán)保技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的綜合性融合，促進(jìn)了我國整體經(jīng)濟(jì)規(guī)劃逐步實現(xiàn)優(yōu)化與完善，促進(jìn)城市建設(shè)綜合性發(fā)展。本文探討了暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能方面的發(fā)展措施。

關(guān)鍵詞：空調(diào)系統(tǒng)；熱回收；節(jié)能

引言

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得暖通空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用越來越普及，但是暖通空調(diào)在建筑中能耗相對較大，暖通空調(diào)系統(tǒng)在我國的電能消耗中占了很大一部分，這是我國很多地區(qū)電力資源緊張的重要原因。在這種情況下，暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計開始受到了建筑行業(yè)的關(guān)注，在進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時，人們開始考慮怎樣盡可能地節(jié)能，由于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗主要發(fā)生在制冷和通風(fēng)系統(tǒng)，所以相關(guān)設(shè)計人員要將節(jié)能設(shè)計的重點(diǎn)放在這兩方面，采取有效措施達(dá)到節(jié)能的目的。

1 冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)與多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)比較分析

1.1 冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)

生產(chǎn)工藝可連續(xù)、可單一，各室具有一定的獨(dú)立性，避免室間互相污染；潔凈室位置集中，可以將不同潔凈度的潔凈室合為一個系統(tǒng)；氣流組織主要靠末端裝置類型及布置，集中送風(fēng)就地回風(fēng)；使用時間可以不一，新風(fēng)量便于調(diào)節(jié)；設(shè)備占有空間少，管道截面??；施工周期較短；現(xiàn)場工作量較小。其主要設(shè)備包括：吸收式冷熱水機(jī)組、冷卻水泵、冷卻塔、集分水器、膨脹水箱、風(fēng)機(jī)盤管、新風(fēng)機(jī)組等。

1.2 多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)

多聯(lián)機(jī)技術(shù)于20世紀(jì)80年代初引入我國。因其系統(tǒng)就是變頻一拖一的擴(kuò)展、布置較靈活、維護(hù)較簡單等特點(diǎn)，目前，成為辦公樓、賓館、醫(yī)院及高級別墅等建筑中最為活躍的中央空調(diào)系統(tǒng)形式之一。多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)是由多臺高效壓縮機(jī)組成，并且有較高的COP值，冷（熱）直接由制冷劑輸送，減少換熱環(huán)節(jié)，控制非常靈活，適合各種變負(fù)荷的場所。由變頻多聯(lián)室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)、全熱交換器、連接管道等組成。

1.3 能耗比較分析

影響整個空調(diào)系統(tǒng)能耗的因素很復(fù)雜，包括系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型、設(shè)備性能、自動化程度、部分負(fù)荷下設(shè)備及系統(tǒng)的性能、系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能、管理水平、室外氣象參數(shù)、部分房間使用系統(tǒng)在較低負(fù)荷運(yùn)行等，其中的每一項都可能對系統(tǒng)能耗有重大影響。在主機(jī)效率方面，冷熱水機(jī)組稍高，考慮到整個空調(diào)所有耗電設(shè)備后，滿負(fù)荷下水系統(tǒng)效率高。但是部分負(fù)荷下EER區(qū)別較大，多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能作用更加明顯，VRV變頻空調(diào)系統(tǒng)在部分負(fù)荷時的節(jié)能效果比較顯著，能效比相對較高。當(dāng)部分負(fù)荷率在40%—60%之間時，制熱工況的能效比（COP）最高可達(dá)到4左右。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能方面的對策

2.1 加強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計

暖通空調(diào)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)不同，是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，該設(shè)計水平的優(yōu)劣直接關(guān)系到暖通空調(diào)的使用。一般情況下，設(shè)計師在設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)時，會依照最大負(fù)荷來實現(xiàn)實際需要，因此，暖通空調(diào)的實際運(yùn)行大多低于空調(diào)的負(fù)荷。如果系統(tǒng)各部分的設(shè)計內(nèi)容不能滿足暖通空調(diào)的運(yùn)行需求，那么就會消耗很多的能量。又如，在設(shè)計新風(fēng)系統(tǒng)時，設(shè)計師往往會根據(jù)室外氣象參數(shù)的變化來實現(xiàn)對暖通空調(diào)新風(fēng)量的設(shè)計，以盡可能地縮短暖通空調(diào)的開啟時間，減少能量消耗。由此可見，暖通空調(diào)的優(yōu)質(zhì)設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)暖通空調(diào)的節(jié)能。

2.2 注重建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)

在建筑物體積相同的前提條件下，建筑物表面積越大，則建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱性更高，建筑冷負(fù)荷水平提升。因此，在暖通空調(diào)節(jié)能中必須合理管控建筑物的體形系數(shù)。中外墻、屋面、門窗等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性傳熱以及太陽輻射是暖通空調(diào)冷負(fù)荷的主要因素，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中所占比例大。從節(jié)能設(shè)計的角度上，必須根據(jù)民用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的具體特點(diǎn)，利用遮陽板、窗簾以及雙層玻璃等多種方式進(jìn)行遮陽，以降低透過玻璃窗進(jìn)入室內(nèi)的輻射熱等帶來的冷負(fù)荷，從而發(fā)揮節(jié)能效果。

2.3 提高可再生能源應(yīng)用

近些年來，人們生活水平得到了不斷提高，空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也得到了進(jìn)一步拓展，這就在一定程度上導(dǎo)致了空調(diào)能耗的大幅度提升。因此，為了實現(xiàn)能源的節(jié)約，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)當(dāng)加大可再生能源在空調(diào)中的利用比例，如風(fēng)能、地?zé)崮?、太陽能等。將新型能源進(jìn)行有效的推廣，擴(kuò)大其在暖通空調(diào)體系里的適用范圍，提高利用率，使目前不可再生能源的緊缺得到緩解。以地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)為例，由于地下恒溫層土壤的溫度全年穩(wěn)定在10℃—20℃之間，因此可以充分利用土壤恒溫層的熱度來提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的COP數(shù)值，其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)3.5—4.7，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%以上，有效降低同等條件下系統(tǒng)所需要的能源，盡可能地提高能源的應(yīng)用效率。

2.4 加強(qiáng)冷熱回收利用

隨著國家相關(guān)節(jié)能政策法規(guī)的出臺，各種與節(jié)能有關(guān)的新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，熱回收技術(shù)就是眾多節(jié)能方法中的一種。建筑物中有可能回收的熱量有排風(fēng)熱量、內(nèi)區(qū)熱量、冷凝器排出的熱量等。合理有效地回收這部分熱量不僅能降低空調(diào)系統(tǒng)本身的能耗，還能減少對室外環(huán)境的污染。

常見的排風(fēng)熱回收方式有轉(zhuǎn)輪式熱交換器、板翅式熱交換器、熱管式熱交換器、盤管環(huán)路式熱回收裝置。

回收內(nèi)區(qū)熱量則主要采用水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，即用水環(huán)路將小型的水水/空氣熱泵機(jī)組并聯(lián)在一起。冷凝熱利用方式主要可分為直接式和間接式。直接式是指制冷劑從壓縮機(jī)出來后進(jìn)入熱回收器，直接與自來水換熱制備生活熱水。間接式是指利用常規(guī)空調(diào)的冷凝器側(cè)排出的高溫空氣或冷卻水水來加熱制備生活熱水。間接式由于要增加的設(shè)備比較多，換熱效率比較低，所以該技術(shù)應(yīng)用范圍不廣。

冷凝熱熱回收形式主要有雙冷凝器熱回收和熱泵熱回收兩種方式。

暖通空調(diào)設(shè)計可以將各種熱回收方式進(jìn)行組合，全面提高熱回收的利用水平。

2.5 提升系統(tǒng)控制水平

在暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中，要對空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，保證其能源利用方式最合理，就需要對空調(diào)冷熱系統(tǒng)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行合理調(diào)控。在對暖通空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)控時，要充分考慮建筑內(nèi)部的環(huán)境因素，如濕度、溫度、風(fēng)速等，也要考慮環(huán)境、建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)等因素的影響，在進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計時，要綜合考慮這些因素，結(jié)合環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

以往，我們僅僅是通過室內(nèi)溫度和濕度控制來實現(xiàn)對空調(diào)的控制，這種控制是片面的、不全面的，常見的問題包括，空調(diào)系統(tǒng)難以實現(xiàn)直接的對人作用，也不能迅速地跟隨環(huán)境的變化而變化，從而給人體帶來不適感。如果我們將熱濕環(huán)境的研究成果應(yīng)用到空調(diào)的控制方式方法上，以舒適性評價指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制，一方面可以解決傳統(tǒng)空調(diào)控制方式存在的弊端，另一方面還可以實現(xiàn)最大限度的節(jié)能。熱濕環(huán)境研究成果可以為實現(xiàn)空調(diào)控制提供一定的理論基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

除了在系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選用方面要充分考慮節(jié)能的效果以外，系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行也依賴良好的維護(hù)和保養(yǎng)，例如適時清洗換熱器、適時更換過濾器等措施，都能為能源的節(jié)約做出貢獻(xiàn)。

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