暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析

王艷娜 姜娜

摘 要：近年來，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和人民的生活水平迅速提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大。隨著人均建筑面積的不斷增大，暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進(jìn)一步增大。這勢必會(huì)使能源供求矛盾進(jìn)一步激化 另一方面，現(xiàn)有的暖通空調(diào)系統(tǒng)所使用的能源基本上是不可再生高品位的能源，其中電能占了絕大比例。對(duì)這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時(shí)也帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題，對(duì)生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展帶來了很大影響。

關(guān)鍵詞：高層建筑;暖通空調(diào)系統(tǒng);節(jié)能技術(shù);應(yīng)用

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的意義

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的建筑業(yè)發(fā)展迅猛，建筑能耗不斷增加，建筑能耗已經(jīng)占據(jù)社會(huì)總能耗的27%以上，有些地區(qū)已接近40%。且其總量呈逐年上升趨勢，能源總消費(fèi)量的比例已從20世紀(jì)70年末的10%，上升到近年的27.48%，其中2/3為暖通空調(diào)系統(tǒng)所消耗。隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活質(zhì)量的改善。暖通空調(diào)系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗也將進(jìn)一步增大，這勢必造成能源供求矛盾的進(jìn)一步激化。此外，現(xiàn)有的暖通空調(diào)系統(tǒng)所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中電能占絕大比例。能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時(shí)也帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題，隨著二氧化碳、氮氧化物、硫化物、煙塵等的排放增加，酸雨現(xiàn)象頻繁發(fā)生，對(duì)生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展帶來了很大影響。根據(jù)暖通空調(diào)行業(yè)的研究成果，現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的能耗是驚人的。如果采取相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)，使現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能20%～50%完全可能。因此在暖通空調(diào)系統(tǒng)中考慮節(jié)能意義重大。

2 建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的節(jié)能運(yùn)行技術(shù)

2.1 蓄能空調(diào)技術(shù)

2.1.1 蓄冷空調(diào)技術(shù)

常規(guī)的蓄冷技術(shù)包括冰蓄冷空調(diào)和水蓄冷空調(diào)。通過降低介質(zhì)溫度或凝固介質(zhì)，將冷能以顯熱和潛熱的形式儲(chǔ)存在介質(zhì)中。必要時(shí)，被儲(chǔ)存的冷能可以通過升高介質(zhì)溫度，或熔化介質(zhì)再次被利用。蓄冷系統(tǒng)的主要設(shè)備有冷水主機(jī)、蓄冷裝置、板式換熱器、自動(dòng)控制系統(tǒng)以及泵閥等。系統(tǒng)的流程主要是針對(duì)冷水主機(jī)和蓄冷裝置的相互關(guān)系，有串連和并聯(lián)之分，串連又有主機(jī)上游和主機(jī)下游兩種方式。其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于冷水主機(jī)容量的選定。

2.1.2 蓄熱技術(shù)

關(guān)于蓄熱技術(shù)，目前我國主要使用電鍋爐蓄熱式系統(tǒng)且以水作為蓄熱介質(zhì)。所謂電力蓄熱系統(tǒng)，就是以電鍋爐為熱源，利用低谷廉價(jià)電力，對(duì)水加熱，并將其儲(chǔ)存在蓄熱水箱中，在電網(wǎng)高峰時(shí)段關(guān)閉電鍋爐，由儲(chǔ)存在蓄熱水箱中的熱水供熱，其優(yōu)點(diǎn)是不排出有害氣體，無污染，無噪聲，比煤鍋爐、油鍋爐的熱效率高，又能充分利用低谷電，運(yùn)行費(fèi)用低。

2.2 熱回收技術(shù)

2.2.1 排風(fēng)余熱回收

一般的空調(diào)系統(tǒng)都要設(shè)計(jì)新風(fēng)系統(tǒng)來稀釋室內(nèi)的有害物，以保證室內(nèi)空氣品質(zhì);為了保證室內(nèi)的風(fēng)量平衡，使新風(fēng)順利進(jìn)入室內(nèi)，同時(shí)還要設(shè)計(jì)排風(fēng)系統(tǒng)。對(duì)于人員集中的建筑如商場、辦公樓的會(huì)議室等，新風(fēng)量較大，使得空調(diào)系統(tǒng)中的新風(fēng)負(fù)荷也隨之增大，同時(shí)排風(fēng)將空調(diào)房間內(nèi)的空氣排出室外，也是一種能量的浪費(fèi)。因此充分利用排風(fēng)的能量，對(duì)其進(jìn)行回收，從而對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷或預(yù)熱，減小新風(fēng)負(fù)荷是暖通空調(diào)節(jié)能的重要途徑。排風(fēng)余熱回收可分為顯熱回收和全熱回收，熱回收設(shè)備可大致分為轉(zhuǎn)輪全熱交換器、板式顯熱交換器、板翹式全熱交換器、中間熱媒式熱交換器和熱管式換熱器等等。

2.2.2 制冷機(jī)組的冷凝熱回收

制冷機(jī)組冷凝熱回收的換熱設(shè)備目前逐漸引起人們的重視。這一類的熱回收設(shè)備可以與不同的系統(tǒng)結(jié)合起來使用。如果與生活用熱水系統(tǒng)相結(jié)合，使壓縮之后的制冷劑首先進(jìn)入板式熱交換器，生活用熱水通過熱交換器的另一側(cè)，由于被壓縮后的制冷劑溫度較高，只要設(shè)計(jì)合理，它能夠提供的熱量完全可以將熱水加熱到洗澡用的溫度，可以儲(chǔ)存在保溫水箱中，滿足人們的需要。當(dāng)制冷機(jī)組的冷凝器所產(chǎn)生的熱量不能夠?qū)崴訜岬叫枰臏囟葧r(shí)，亦可在系統(tǒng)中添加水源熱泵作為輔助熱源以滿足用戶需要。在夏季制冷供熱水時(shí)，因?yàn)槔淠鱾?cè)回收冷凝熱的同時(shí)，蒸發(fā)器側(cè)仍在供冷，因此可以說。這種供熱水方案運(yùn)行費(fèi)用幾乎為零，具有明顯的經(jīng)濟(jì)。

2.3 變頻技術(shù)

不同類型的冷水機(jī)組都有較完善的自動(dòng)控制調(diào)節(jié)裝置，能隨負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行狀況，保持高效率運(yùn)行?？照{(diào)機(jī)組、末端設(shè)備和水泵等設(shè)備采用變頻控制，可以使該部分設(shè)備的能耗減少30%以上。

2.4 減少冷熱負(fù)荷技術(shù)

冷熱負(fù)荷是空調(diào)系統(tǒng)最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，制冷機(jī)、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵以及給房間送冷、送熱的空調(diào)箱、風(fēng)機(jī)盤管等規(guī)格型號(hào)的選擇都是以冷熱負(fù)荷為依據(jù)的。如果能減少建筑的冷熱負(fù)荷，不僅可以減小制冷機(jī)、供熱鍋爐、冷熱水循環(huán)泵、空調(diào)箱、風(fēng)機(jī)盤管等的型號(hào)，降低空調(diào)系統(tǒng)的初投資，而且這些設(shè)備型號(hào)減小后，所需的配電功率也會(huì)減少，這會(huì)造成變配電設(shè)備初投資減少以及上述空調(diào)設(shè)備日常運(yùn)行耗電量減少，運(yùn)行費(fèi)用降低。所以減少冷熱負(fù)荷是商業(yè)建筑節(jié)能最根本的措施。減少冷熱負(fù)荷有以下一些具體措施：

改善建筑的保溫隔熱性能。房間內(nèi)冷熱量的損失通過房間的墻體、門窗等傳遞出去的。改善建筑的保溫隔熱性能可以直接有效地減少建筑物的冷熱負(fù)荷。改善建筑的保溫隔熱性能可以從以下幾個(gè)方面著手，確定合適的窗墻面積比例，不要盲目追求大窗戶、全玻璃幕墻。合理設(shè)計(jì)窗戶遮陽。充分利用保溫隔熱性能好的玻璃窗。

3 自然冷源免費(fèi)供冷技術(shù)

在夏季以外的過渡季節(jié)或冬季、在有些建筑物中仍存在冷負(fù)荷;如大中型建筑物中的辦公樓、商場，因照明、室內(nèi)大功率設(shè)備散熱以及室內(nèi)人員的散熱（濕）產(chǎn)生的熱量可抵消圍護(hù)物的熱耗，所以有些建筑的內(nèi)區(qū)需要長年供冷，才能滿足空調(diào)要求。因此，可以在原有常規(guī)空調(diào)水系統(tǒng)基礎(chǔ)上增設(shè)部分管路和設(shè)備、當(dāng)室外空氣濕球溫度低到某個(gè)值以下時(shí)，關(guān)閉冷水機(jī)組，以流經(jīng)冷卻塔的循環(huán)冷卻水直接或間接向空調(diào)系統(tǒng)供冷，提供建筑空調(diào)所需要的冷負(fù)荷。較常用的方式是在冷卻塔供冷時(shí)，使用板式換熱器實(shí)現(xiàn)冷卻水和冷凍水系統(tǒng)的換熱，這樣可以避免較“臟”的冷卻水直接進(jìn)入末端設(shè)備，保證了冷凍水系統(tǒng)的清潔和正常運(yùn)行。在空調(diào)系統(tǒng)中，冷水機(jī)組的能耗占有極高的比例。用冷卻塔供冷技術(shù)可少開或不開冷水機(jī)組，可減少冷凍機(jī)運(yùn)行時(shí)間，大大減少了供冷費(fèi)用，其節(jié)能效果是顯著的;還防止了當(dāng)冷凍機(jī)長期在遠(yuǎn)離設(shè)備設(shè)計(jì)工況的情況下工作時(shí)，因冷卻水溫度過低無法啟動(dòng)的情況。冷卻塔供冷技術(shù)在我國北方較寒冷地區(qū)應(yīng)用較多。

4 結(jié)語

綜上所述，暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)在建筑節(jié)能中發(fā)揮著不可或缺的作用。因此，我們必須加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能以及環(huán)保，同時(shí)還可以獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

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