暖通設(shè)計(jì)中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析

戴榮樞

摘要：在暖通設(shè)計(jì)中運(yùn)用綠色建筑技術(shù)，是現(xiàn)代社會建筑業(yè)發(fā)展的大勢所趨，綠色建筑技術(shù)實(shí)現(xiàn)了建筑與環(huán)境的平衡發(fā)展，暖通設(shè)計(jì)保證了建筑的實(shí)用性和舒適度。將二者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合能有效促進(jìn)現(xiàn)代建筑朝綠色環(huán)保、節(jié)能舒適的方面發(fā)展，對實(shí)現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展起到了促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：暖通設(shè)計(jì);綠色節(jié)能技術(shù)

引言：隨著經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，人們對居住環(huán)境以及工作環(huán)境的要求也越來越高，在上述建筑中，為了滿足人們的實(shí)際需求，暖通空調(diào)系統(tǒng)是必不可少的，但暖通空調(diào)系統(tǒng)的弊端在于需要消耗大量的能源，同時排放出大量的廢氣，影響了建筑周圍的環(huán)境，對生態(tài)系統(tǒng)造成了一定程度的污染。有效解決暖通設(shè)備對環(huán)境的影響，是目前暖通設(shè)計(jì)工作中面臨的主要難題，將綠色建筑技術(shù)合理運(yùn)用到暖通設(shè)計(jì)中是實(shí)現(xiàn)暖通設(shè)計(jì)改良的有效途徑。

1、太陽能節(jié)能技術(shù)

太陽能取之不盡，用之不竭，既不受地域限制，又綠色環(huán)保無污染，被認(rèn)為是人類可持續(xù)發(fā)展的首選資源。太陽能供暖系統(tǒng)由集熱器和循環(huán)控制系統(tǒng)組成，其中集熱器包括換熱水箱及其他加熱設(shè)備，循環(huán)控制系統(tǒng)包括溫度控制器、生活熱水體系和地板采暖三部分，其工作原理如下，首先利用特定的設(shè)備直接采集源源不斷的太陽光，將其轉(zhuǎn)化為熱能，然后在熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)的處理下將熱量傳至換熱中心，轉(zhuǎn)換成熱水后再進(jìn)入地板采暖系統(tǒng)，最后通過電子儀器來控制、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。出現(xiàn)陰天、雨雪天氣不利于直接獲取太陽能時，控制系統(tǒng)會自動轉(zhuǎn)到燃?xì)忮仩t設(shè)備對其輔助加熱，使人們在冬天也能享受溫暖，同時在其他季節(jié)還可以利用太陽能集熱設(shè)備提供大量熱水，大大的方便了人們生活。 據(jù)統(tǒng)計(jì)太陽能供暖系統(tǒng)的成本回收大概需要五年，而其使用壽命一般在二十年以上，即我們可以免費(fèi)利用十五年，這期間節(jié)約的資源和創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益難以計(jì)量。太陽能節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)上的利用實(shí)施，大大降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約了大量的資源，而且大幅度的減少了環(huán)境污染，是實(shí)現(xiàn)綠色建筑暖通空調(diào)的有效途徑。

2、地源熱泵應(yīng)用

地源熱泵技術(shù)在解決供熱、制冷方面具有較高的經(jīng)濟(jì)和節(jié)能優(yōu)勢，相對空氣熱源泵來說，優(yōu)點(diǎn)更顯著，因?yàn)榈卦礋岜孟到y(tǒng)只影響土壤溫度，并不會造成地面下沉和地下水位下降、水質(zhì)，是目前較為成熟的、對環(huán)境影響較小的取熱、散熱方式。事實(shí)上，位于地下 30-100 米的豎直埋管換熱器是地下土壤溫度變化的本質(zhì)所在。在冬季，地泵會通過熱交換器將地下的熱量提取到地上實(shí)現(xiàn)供熱，同時降低了地埋管周圍的土壤溫度，在夏季，地泵則把地上熱量傳送到地下，提高了地埋管周圍溫度，顯而易見，溫度的或高或低會在一定程度上影響地埋管換熱器的性能，但如果冬季吸收的熱量和夏季排除的熱量平衡，那么它的性能就不會受到影響，也不會影響地源熱泵的運(yùn)作效果，因此在夏熱冬冷和冬夏熱量相當(dāng)?shù)牡貐^(qū)適用。但在寒冷區(qū)域冬季吸熱大于夏季排熱，在炎熱區(qū)域夏季排熱大于冬季吸熱，都會造成冷熱負(fù)荷失衡，影響地埋熱管換熱器性能，造成熱泵耗能高，效率低。

3、冰蓄冷系統(tǒng)優(yōu)化

冰蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)化不僅可以減少用電量，有著良好的經(jīng)濟(jì)效益，還能降低能耗，實(shí)現(xiàn)低溫送風(fēng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。一方面是在用電低谷的夜間將冷量蓄積在水中，在用電高峰期的白天釋放冷量用于供冷，降低了電費(fèi)支出。另一方面是同等條件下冰的蓄冷量遠(yuǎn)高于水的蓄冷量，所以蓄冷池的容積相對較小，熱損失較小，一定程度上節(jié)約了耗能。當(dāng)冷水溫度在 1-4℃左右時，可采用低溫送風(fēng)，減小風(fēng)機(jī)動力和風(fēng)量，自然起到節(jié)能效果，雖然冰蓄冷系統(tǒng)中的冷凍機(jī)的制冷效率降低，但是整個系統(tǒng)的 COP 值增大，尤其是在夜間室外溫度較低的時候，COP 值較高，此外制冷劑基本處于滿負(fù)荷工作，工作效率和設(shè)備利用率也較高，即冰蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)化具有良好的節(jié)能效果。

4、 新設(shè)備、新技術(shù)的有效運(yùn)用

一是變流量調(diào)節(jié)?？照{(diào)負(fù)荷處于時刻變化中，根據(jù)相關(guān)資料表明，空調(diào)設(shè)備的制冷系統(tǒng)滿負(fù)荷的狀態(tài)下大約的運(yùn)行時間僅為 20%～30%，而其余時間基本上都是在部分負(fù)荷的情況下運(yùn)行的。變流量技術(shù)主要是通過利用變頻風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、主機(jī)、變頻水泵等設(shè)備對冷熱媒具體流量適當(dāng)調(diào)節(jié)以對空調(diào)負(fù)荷的變化有效適應(yīng)，從而降低能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。常規(guī)流量調(diào)節(jié)技術(shù)中的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)能夠以空調(diào)區(qū)二氧化碳的濃度、溫度參數(shù)對送風(fēng)量自動改變，使風(fēng)力一直處于 30～100%的變化范圍。這種系統(tǒng)主要適用于人員流動大且集中的場所。變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)是利用變頻技術(shù)將壓縮機(jī)的頻率及轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行改變，并對制冷劑流量直接調(diào)節(jié)，一般于分體空調(diào)中應(yīng)用。此類系統(tǒng)的空調(diào)末端為蒸發(fā)器，既有效避免了由于二次換熱而出現(xiàn)的熱損失，又可以直接節(jié)省水泵，所以相對于水系統(tǒng)而言能效等級更高。變水量空調(diào)系統(tǒng)是設(shè)置一個電動的二通閥在末端盤管，根據(jù)室溫對經(jīng)過盤管的部分水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而分配環(huán)路阻力以及流量發(fā)生變化，形成壓力變化，同時調(diào)節(jié)水泵運(yùn)行臺數(shù)與轉(zhuǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)輸送流量的調(diào)節(jié)，降低水泵能耗。

二是蓄能技術(shù)、能量轉(zhuǎn)移與回收技術(shù)。蓄能技術(shù)主要利用蓄能設(shè)備，在電力處于低谷階段開啟機(jī)組蓄能，用電的高峰期停止機(jī)組蓄能，利用設(shè)備所釋放出的冷熱量制冷供暖，實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”，對電力供應(yīng)給予平衡。就單個空調(diào)而言，這種技術(shù)并不節(jié)能，然而在電網(wǎng)運(yùn)行的低谷時期，可以有效提高利用率，減輕高峰期時產(chǎn)生的用電壓力，同時對電廠中鍋爐的發(fā)電效率有一定的提高作用。大型建筑常會出現(xiàn)同一區(qū)域供熱與制冷分開的情況，如果為只是滿足這一需求而在兩個區(qū)域分別設(shè)置不同空調(diào)的話，勢必會增加成本與能耗。能量轉(zhuǎn)移技術(shù)能夠有效解決這一問題，以供冷地區(qū)空調(diào)末端當(dāng)做一個蒸發(fā)器進(jìn)行熱量吸收，利用水環(huán)熱泵給予循環(huán)輸送，吸收的熱量可以在供熱區(qū)域進(jìn)行放熱。這種能量轉(zhuǎn)移可以避免冷量或者熱量于室外排出，減少浪費(fèi)。能量回收主要分為冷卻水與空氣的回收，一般常用的有轉(zhuǎn)輪式、熱管式或者翅片式等設(shè)備形式，設(shè)備效率一般在 60%左右。熱回收冷卻水是將一個轉(zhuǎn)換器串聯(lián)到制冷機(jī)設(shè)備的冷凝器上，用于生活熱水的制取，提高利用率。

結(jié)語

在暖通設(shè)計(jì)的過程中，越來越多的新型綠色節(jié)能技術(shù)不斷產(chǎn)生，想要深化對于這些技術(shù)的有效使用，不僅需要加強(qiáng)人們對于節(jié)能的意識，也需要有更為合理的暖通設(shè)計(jì)作為輔助。此外，良好的施工過程是保障這些好的設(shè)計(jì)理念能夠得以表達(dá)的基礎(chǔ)。

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