建筑暖通空調(diào)節(jié)能減排優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

劉保磊 劉新政

摘 要：節(jié)能減排技術(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，節(jié)能、環(huán)保、綠色等概念的影響及我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，對(duì)暖通工程項(xiàng)目施工的挑戰(zhàn)越來越嚴(yán)峻，因此，在暖通工程施工中要注重節(jié)能減排優(yōu)化技術(shù)。經(jīng)過詳細(xì)分析，應(yīng)從設(shè)計(jì)、運(yùn)行等方面考慮節(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。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；節(jié)能減排；技術(shù)應(yīng)用

近年來，我國建筑業(yè)發(fā)展迅猛，建筑能耗也隨之不斷增加，建筑能耗已經(jīng)占到社會(huì)總能耗的29%以上，有些地區(qū)甚至已經(jīng)接近42%。而在建筑能耗里，用于暖通空調(diào)的能耗又占建筑總能耗的30% ～50%，而且還在逐年上升，這勢(shì)必造成能源供求矛盾的進(jìn)一步激化。對(duì)這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時(shí)也帶來一系列嚴(yán)重的環(huán)境問題，二氧化碳、硫化物、煙塵、氮氧化物等的排放量增加和酸雨現(xiàn)象頻繁發(fā)生，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展造成了極大的影響。如果能夠采用節(jié)能技術(shù)，將現(xiàn)有暖通系統(tǒng)節(jié)能20% ～50%是完全有可能的。因此，研究暖通節(jié)能技術(shù)意義重大。

一、暖通空調(diào)的概況

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。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)。

由于建筑物的密閉性逐漸增加，裝修檔次也越來越高，從而室內(nèi)污染物的滯留量增加及延長(zhǎng)停留時(shí)間。從家具、墻面、地毯油性漆中散發(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，嚴(yán)重影響人們的身體健康。如何才能有效地解決空調(diào)房間存在的空氣品質(zhì)問題，已引起人們的廣泛關(guān)注。通過通換氣向室內(nèi)提供大量新鮮空氣，是改善空氣質(zhì)量的有效措施。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題，減少運(yùn)行耗能。

二、建筑暖通空調(diào)節(jié)能減排優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

1、蓄冷技術(shù)

蓄冷技術(shù)是人類在面對(duì)能源危機(jī)時(shí)優(yōu)化資源配置、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的一項(xiàng)技術(shù)革新，能產(chǎn)生良好的社會(huì)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益。其工作原理并不復(fù)雜：利用夜間電力低谷時(shí)段制冷，將冷量以冰或水的形式儲(chǔ)存在蓄冷設(shè)備中：在電力高峰時(shí)段，將儲(chǔ)存的冷量釋放出來供給空調(diào)使用，達(dá)到電網(wǎng)的移峰填谷、節(jié)省運(yùn)行電費(fèi)、節(jié)能環(huán)保的目的。冰蓄冷和區(qū)域供冷除了節(jié)能環(huán)保外，更有利于社會(huì)資源的優(yōu)化利用。首先，我國現(xiàn)在主要以火力發(fā)電為主，發(fā)電機(jī)的可調(diào)配性不強(qiáng)，所以很難隨意控制或改變它的發(fā)電量。使用冰蓄冷技術(shù)，就可以讓電廠的發(fā)電機(jī)組夜間在高效率區(qū)運(yùn)行，這樣就降低了它的單位煤耗。從這一點(diǎn)來說，冰蓄冷夜間用電提高了電廠發(fā)電機(jī)的效率。其次，冰蓄冷和區(qū)域供冷技術(shù)避開用電高峰后，其對(duì)電力資源占有率也隨之降低。這就相當(dāng)于把社會(huì)資源放大了，在同等的電力資源條件下我們可以供給更多的項(xiàng)目。反推回來，這還可以緩解國家對(duì)電力建設(shè)投入緊張的局面。

2、熱泵技術(shù)

熱泵按熱源的不同可分為：（1）空氣源（風(fēng)冷）熱泵。目前的產(chǎn)品主要是家用熱泵空調(diào)器，商用單元式熱泵空調(diào)機(jī)組和熱泵冷熱水機(jī)組?？諝庠礋岜迷谑褂蒙献畲蟮膯栴}是，冬季供熱運(yùn)行時(shí)，室外氣溫較低的時(shí)候，室外換熱器翅片表面會(huì)結(jié)霜（需要采取除霜措施）。（2）地下水水源熱泵。即從地下抽水，經(jīng)過熱泵提取其熱量，然后再回灌到地下，這種技術(shù)在國內(nèi)外都已廣泛應(yīng)用。但受到地下水文地質(zhì)條件的限制，并非處處適用。研究更有效的取水和回灌方式，將使這技術(shù)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。（3）土壤源熱泵。即在地下土壤中埋管，通入循環(huán)工質(zhì)，使之成為循環(huán)工質(zhì)與土壤間的換熱器。在冬季，通過這一換熱器從地下取熱，成為熱泵的熱源；在夏季，從地下取冷，成為熱泵的冷源。這樣以來，就實(shí)現(xiàn)了冬存夏用和夏存冬用。目前，這種技術(shù)的主要問題是初投資過高。提高換熱管的換熱能力，降低初投資是這項(xiàng)技術(shù)廣泛推廣的關(guān)鍵。與水源熱泵相比，由于沒有水文地質(zhì)條件的限制，土壤源熱泵被認(rèn)為有更好的應(yīng)用前景。（4）污水源熱泵。直接從城市污水中提取熱量，是污水綜合利用的組成部分。據(jù)測(cè)算，城市污水全部充當(dāng)熱源，可解決城市供暖用熱的近20%。

熱泵技術(shù)有三大優(yōu)勢(shì)：（1）它能長(zhǎng)期大規(guī)模地利用江河湖海、城市污水、工業(yè)污水、土壤或空氣中的低溫?zé)崮?，可以把我們生產(chǎn)和生活中棄之不用的低溫?zé)崮芾闷饋?。?）它是目前世界上最節(jié)省一次能源（即煤、石油、天然氣等）的供熱系統(tǒng)。它能用少量不可再生的能源將大量的低溫?zé)崃刻嵘秊楦邷責(zé)崃俊＃?）它在一定條件下可以逆向使用。既可供熱，也可用以制冷，即一套設(shè)備兼作熱源和冷源。另外，由于能夠有效地降低一次能源消耗，因而可以減少c02氣體和其它燃燒產(chǎn)生的污染物的排放，是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能新技術(shù)。理論和大量的應(yīng)用實(shí)踐都說明，熱泵技術(shù)具有很好的節(jié)能效益，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。

3、太陽能暖通節(jié)能技術(shù)

太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發(fā)和利用，且勿須開采和運(yùn)輸。開發(fā)利用太陽能不會(huì)污染環(huán)境，它是最清潔的能源之一，在環(huán)境污染越來越嚴(yán)重的今天，這一點(diǎn)是極其寶貴的。到達(dá)地球表面上的太陽輻射能約相當(dāng)于130萬億噸標(biāo)煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源。據(jù)目前太陽產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個(gè)意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。太陽能供暖利用太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，通過集熱設(shè)備采集太陽光的熱量，再通過熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)將熱量導(dǎo)入至換熱中心，然后將熱水導(dǎo)入地板采暖系統(tǒng)，通過電子控制儀器控制室內(nèi)水溫。在陰雨雪天氣系統(tǒng)自動(dòng)切換至燃?xì)忮仩t輔助加熱讓冬天的太陽能供暖得以完美的實(shí)現(xiàn)。春夏秋季可以利用太陽能集熱裝置生產(chǎn)大量的免費(fèi)熱水。太陽能供暖工程的壽命可達(dá)20年以上，一般5年內(nèi)就可收回成本，長(zhǎng)達(dá)15年以上的免費(fèi)享用盡顯它的經(jīng)濟(jì)節(jié)能本色。

系統(tǒng)組成：太陽能集熱器；換熱水箱；燃?xì)忮仩t（或者其他加熱設(shè)備）；循環(huán)控制中心；溫度控制器；地板采暖系統(tǒng)；生活熱水系統(tǒng)。

4、排風(fēng)余熱回收技術(shù)

夏季，空調(diào)建筑的排風(fēng)溫度低于室外新風(fēng)溫度，室內(nèi)含濕量也低于室外新風(fēng)含濕量。利用熱回收裝置對(duì)排風(fēng)和新風(fēng)進(jìn)行熱交換，可以降低新風(fēng)溫度和濕度。冬季，排風(fēng)溫度高于室外新風(fēng)溫度，排風(fēng)含濕量高于室外新風(fēng)含濕量，熱回收裝置可以預(yù)熱和加濕新風(fēng)。具體做法為：在排風(fēng)出口安裝熱交換器，排風(fēng)和新風(fēng)分別通過各自的通道進(jìn)行間接接觸換熱，利用排風(fēng)余熱來預(yù)熱新風(fēng)（或者利用余冷來預(yù)冷新風(fēng)），從而達(dá)到回收排風(fēng)余熱的目的。目前可以采用的熱回收設(shè)備分為顯熱回收型和全熱回收型兩種。這種產(chǎn)品不但能夠用于中央空調(diào)系統(tǒng)，而且能夠用于供暖建筑和使用家用空調(diào)器的建筑。不但節(jié)能，而且改善了室內(nèi)空氣質(zhì)量。

5、建筑熱電冷三聯(lián)供技術(shù)

當(dāng)天然氣為城市中主要的一次能源時(shí)，與簡(jiǎn)單的直接燃燒相比，先由燃?xì)獍l(fā)電，再用發(fā)電后的余熱供熱和制冷，可獲得更高的能量利用率。這種方式通過大型建筑自行發(fā)電，解決用電負(fù)荷，提高了用電的可靠性，減少了長(zhǎng)途輸電損失。同時(shí)以余熱的方式解決了供熱和空調(diào)的能源問題。對(duì)于全年存在穩(wěn)定的電負(fù)荷和穩(wěn)定的熱負(fù)荷或冷負(fù)荷的建筑，這種方式具有較高的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)性。

三、結(jié)束語

綜上所述，隨著人們環(huán)保理念的增強(qiáng)，必須在暖通空調(diào)中加大節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)、推廣，從整體上優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)，只有這樣才能節(jié)約資源，才能提高暖通空調(diào)制造水平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、自然、社會(huì)三者效益的統(tǒng)一，為構(gòu)建和諧社會(huì)做貢獻(xiàn)。

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