建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)探討

周旭

南通安裝集團(tuán)股份有限公司 江蘇南通 226000

近年來，可持續(xù)發(fā)展理念的提出對(duì)社會(huì)的整體發(fā)展有很大的影響，在建筑工程中的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中融入節(jié)能減排理念，不僅能提高人們居住環(huán)境的舒適性，還能減少暖通空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能源的消耗，從而提高建筑環(huán)境的整體環(huán)保性[1]。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)工作原理分析

空調(diào)器的工作原理主要由冷熱運(yùn)行、輸送和循環(huán)三部分組成。冷量產(chǎn)生的同時(shí)需要消耗另一種能源，通常是電能或地?zé)崮?，通過冷卻系統(tǒng)冷卻冷凍水或冷卻液。原則上，通過電能使壓縮機(jī)工作，將冷熱源的能量轉(zhuǎn)移到冷凍水中，冷能的輸送通過水泵進(jìn)行，主要是通過水泵將冷凍室的冷凍水輸送到每個(gè)用戶的房間，在冷卻循環(huán)中，高溫冷卻水經(jīng)過冷卻塔和其他裝置的冷卻，溫度降低，提高壓縮機(jī)制冷效率，從而減少電能消耗。

2 建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

2.1 結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在暖通空調(diào)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，如果只依靠先進(jìn)的設(shè)備來完成具體的設(shè)計(jì)需求而忽略其本身結(jié)構(gòu)的重要性，難以充分發(fā)揮能源消耗的經(jīng)濟(jì)效益，無法最大程度降低其在使用過程中產(chǎn)生的各種污染，暖通空調(diào)的造價(jià)也難以降低。因此暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)人員還需從優(yōu)化其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。而融入節(jié)能減排理念的暖通空調(diào)系統(tǒng)，可以從系統(tǒng)自控技術(shù)、水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)及冷熱源等方面來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化。首先是系統(tǒng)自控技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員需要通過應(yīng)用先進(jìn)的智能化設(shè)備來使暖通空調(diào)更滿足人們的需求，保證暖通空調(diào)的智能化系統(tǒng)能自我監(jiān)控、自我調(diào)節(jié)，使運(yùn)行更加穩(wěn)定、人性化。其中水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)可以通過對(duì)實(shí)際的供水、送風(fēng)情況進(jìn)行檢測并實(shí)時(shí)調(diào)整相關(guān)閥門的開度，對(duì)其動(dòng)態(tài)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)來完成。對(duì)冷熱源的優(yōu)化可以因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件，選擇合適的冷熱源，如土壤源、水源、空氣源等。

2.2 變頻技術(shù)的應(yīng)用

壓縮機(jī)是保證整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行的核心設(shè)備，當(dāng)空調(diào)制冷時(shí)壓縮機(jī)會(huì)消耗暖通空調(diào)系統(tǒng)較大部分的電量。而傳統(tǒng)壓縮機(jī)定頻工作，隨著室外環(huán)境溫度降低，室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷減小，壓縮機(jī)的功率也不會(huì)隨之變化，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。變頻空調(diào)的工作原理是利用變頻器來控制暖通空調(diào)壓縮機(jī)的供電頻率，以此控制壓縮機(jī)功率，壓縮機(jī)可根據(jù)負(fù)荷無級(jí)調(diào)節(jié)。此外，變頻空調(diào)內(nèi)置的傳感器能測量建筑的內(nèi)部溫度，并根據(jù)測量結(jié)果來調(diào)整壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，以控制制冷量，滿足人們生產(chǎn)生活的需要。交流變頻空調(diào)和直流變頻空調(diào)的工作原理存在一定差異，前者工作原理的重點(diǎn)在于對(duì)穩(wěn)定差的測定，生成特定的頻率信號(hào)，從而有效控制壓縮機(jī)的電壓、轉(zhuǎn)速以及制冷量；后者的工作原理相對(duì)簡單，是通過改變加在永久磁鐵上的電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的控制，以此滿足制冷和制冷需要[2]。

2.3 優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行管理

高效的運(yùn)行管理制度對(duì)建筑節(jié)能起著很重要的作用，如果管理不善，將會(huì)造成較大的能源浪費(fèi)[3]?？照{(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行基本都是在部分負(fù)荷下進(jìn)行，室外氣象參數(shù)也與設(shè)計(jì)不同，那么系統(tǒng)的運(yùn)行工況和設(shè)計(jì)就是不同的。所以在設(shè)計(jì)時(shí)我們應(yīng)注意，系統(tǒng)部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)和設(shè)備應(yīng)可調(diào)，并能使系統(tǒng)和設(shè)備在部分負(fù)荷工況時(shí)在高效狀態(tài)下進(jìn)行，避免“大馬拉小車”。當(dāng)室外空氣的溫度或者焓值低于室內(nèi)空氣時(shí)，要考慮盡量使用室外新風(fēng)，這樣可以減少空調(diào)主機(jī)開啟的時(shí)間，因?yàn)橐慌_(tái)主機(jī)能耗一般是一臺(tái)新風(fēng)機(jī)組能耗的幾倍甚至幾十倍，而此時(shí)新風(fēng)的使用即降低了能耗，又使室內(nèi)空氣品質(zhì)得到保證，這也體現(xiàn)了所謂的過程設(shè)計(jì)的重要性。同時(shí)，空調(diào)房間一般設(shè)有排風(fēng)系統(tǒng)，如有條件，盡量采用帶熱回收功能的新風(fēng)機(jī)。由于排風(fēng)的空氣參數(shù)與空調(diào)房間的室內(nèi)空氣參數(shù)相同，如果新風(fēng)在送入之前可以與部分排風(fēng)進(jìn)行換熱，吸收排風(fēng)的冷量或者熱量，這樣就可做到部分能量的回收。間歇工作的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，盡可能在預(yù)冷時(shí)采用循環(huán)風(fēng)，不引入新風(fēng)。人員數(shù)量變化大的系統(tǒng)，最熱月和最冷月的新風(fēng)量應(yīng)該根據(jù)人員需要自動(dòng)控制新風(fēng)入口閥門，調(diào)節(jié)新風(fēng)量。過渡季節(jié)應(yīng)盡量采用室外新風(fēng)的自然冷卻能力，節(jié)省人工冷源的冷量。根據(jù)室外氣候的變化，合理設(shè)置被控制房間的溫度，避免出現(xiàn)夏季室內(nèi)過冷、冬季室內(nèi)過熱的現(xiàn)象[4]。

2.4 加大熱回收裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用

空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中，設(shè)備長時(shí)間的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量廢熱，這些冗余熱量的流失本質(zhì)上是一種能源浪費(fèi)現(xiàn)象[5]。為實(shí)現(xiàn)空調(diào)余熱的有效回收，可采用熱回收裝置進(jìn)行余熱處理。從熱回收裝置應(yīng)用過程來看，其能借助不同載熱及狀態(tài)的流體，實(shí)現(xiàn)濕熱或是總熱的有效傳遞。經(jīng)此轉(zhuǎn)化，空調(diào)機(jī)組冷熱源的消耗極大減少，其在空調(diào)節(jié)能控制的基礎(chǔ)上，滿足了室內(nèi)溫濕度調(diào)控的需要。目前，在空調(diào)節(jié)能中，可采用熱泵系統(tǒng)、蓄冷和蓄熱系統(tǒng)、換熱器等單元進(jìn)行熱回收裝置設(shè)計(jì)。當(dāng)熱回收系統(tǒng)采用冷凝熱回收設(shè)計(jì)方式時(shí)，應(yīng)注重?zé)崴到y(tǒng)和制冷機(jī)組的相互結(jié)合，這樣在收集一定的余熱后，可借助這些余熱對(duì)生活用水加熱，最終實(shí)現(xiàn)冗余熱量高效利用，降低了熱水系統(tǒng)能量的消耗[6]。

3 結(jié)語

暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)是發(fā)展綠色建筑的內(nèi)在需要，其不僅能降低空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)作能耗，而且能在多技術(shù)支持下，改善室內(nèi)溫濕度及通風(fēng)環(huán)境。暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)要堅(jiān)持因地制宜原則、節(jié)能環(huán)保原則和資源最大化利用原則，系統(tǒng)化的采用空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行空調(diào)各單元的規(guī)范設(shè)計(jì)，這樣才能有效提升暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)水平，改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，并促進(jìn)綠色建筑的健康、有序發(fā)展。