摘要：为提高暖通空调节能环保效果，现阶段在暖通空调领域已普遍采用了新能源技术。本文以暖通空调节能设计为入手点，阐述了新能源技术在暖通空调节能设计中的应用特点。并结合具体项目，对新能源技术在暖通空调节能设计中具体应用措施进行了简单的分析。
关键词：暖通空调；节能设计；新能源
前言：在我国工业化发展进程中，环境污染、能源短缺问题逐渐凸显，促使绿色、智能化、节能建筑成为建筑业实践发展的主要趋势。而暖通空调是绿色建筑的重要组成模块，新能源技术在暖通空调节能设计中的合理应用，不仅可以从根本上解决供暖制冷能源消耗大的问题，而且可以缓解暖通空调运行阶段对环境污染情况。因此，对新能源技术在暖通空调节能设计中的应用进行适当分析非常必要。
一、暖通空调节能设计原则
1、以热舒适指标为指导
温度、平均辐射温度、劳动强度、湿度、风速等均会影响热舒适指标。据此，设计人员应积极寻找上述因素间联系。设置最佳组合方式，促使室内形成舒适度较高的微气候[1]。
2、满足室内声光色要求
声、光、色是生活环境舒适度的主要影响因素。因此，设计人员应从居住者心理层面出发，合理调整室内声音、光照及色调。在降低能源损耗的基础上，促使人们从心理上感到温暖。
3、局部与个体协调运行
在一定条件下，设计人员需要综合分析集体供暖及个体需求。灵活设置各房间温度及分户热量分摊比例，以保证局部、整体协调稳定。
二、新能源技术在暖通空调节能设计中的应用
1、暖通空调设计案例
某会展中心总建筑面积为178562m2，主要包括展览馆、会议中心、办公楼等模块。由于展览馆规模、展览内容、展览时间、人流具有不确定性，通过对我国内部会展中心空调负荷统计数据可得出，该展览馆单位面积空调负荷最大及最小值分别为415W/m2、259W/m2。整体空调负荷变化幅度较大。
2、地热能热泵及蓄冰系统在暖通空调冷热源节能设计中应用
通过对上述项目中展览馆淡季、旺季运行周期进行分析，得出该展览馆总冷量及总热量分别为28562kW、13856kW，而会议中心总冷量及总热量分别为6325kW、5789kW。基于此，设计人员可以结合展览馆空调负荷分布规律。采用蓄冰系统、地热能热泵分别作为暖通空调冷源、热源。其中在冷源设计中，主要设定由蓄冰装置、双工况冷水机组承担日空调负荷的百分之七十五；而剩余百分之二十的日空调负荷，则由基载冷水机组承担。这种情况下，即使该建筑展览馆全部开放，也可以通过蓄冰装置、双工况冷水机组、基载冷水机组联合供冷的方式，满足外界天气最炎热运行要求。同时根据该建筑特殊情况，在制冰蓄冷系统配置时，可根据该建筑旺季负荷分布，进行合理计算。即利用负荷计算软件，对冷负荷进行24小时逐时段计算。
地源热泵主要是利用土壤、地下水作为热源。通过输入少量电能或其他高品位能源，可以促使低温热源向高温热源稳步转移。在该建筑热源设置过程中，主要利用地球浅表土壤作为低位热源。通过埋管式地源热泵的设置，为展览馆、会议中心等模块提供稳定的热源供应。
3、新风预处理及分层空调技术在暖通空调通风节能设计中的应用
根据该建筑运行中对湿度的较高要求，可选择除湿式的新风预处理系统，分别控制建筑内部温度、湿度，以提高制冷量控制精度，避免冷热抵消、或者低位设备漏电等对制冷量的影响。在除湿式新风预处理系统设计的基础上，考虑到该建筑空调区高度与大空间高度之比在0.45以下。因此，可采用分层空调技术[2]。在建筑展览厅内四角分别设置空调机房。利用下部侧送下回、上部排风的方式，进行气流组织。同时在建筑内南北侧10m高度位置设置两条宽度为1.80m的长管道廊道。并在回风口东西两端侧墙3.8m位置设置回风管道。随后利用球型喷口侧送的方式，将送风区域划分为远近两个模块。以避免展位遮挡导致的回流不均情况。其中远送风区域喷口主要位于送风口25-30m位置，安装高度为8.5m；而近送风区域喷口主要位于送风口1-12m区域，安装高度主要为6.9m。具体送风参数如表1：
4、变频节能技术在暖通空调送水节能设计中的应用
由于该建筑同时运行概率较低，且冷源、热源中心距离各模块较远，存在较大的阻力，因此，在该暖通空调水系统设计过程中可采用变频节能技术。即将整体水系统设置为二次泵便流量体系。经板式换热器、基载环路连接，形成固定蓄冷系统。随后以固定蓄冷系统一侧作为空调一次水系统，即定流量系统。而二次变频泵则可向各展览用户侧输送5℃的空调冷水。在一次泵环路中，主要包括供回水温度传感器、流量检测器等几个模块，依据预先计算负荷要求，设计人员可以关空调运行费用最低为目的。将主机、基载机、板式换热器与水泵一一对应，以实现上下载控制运行[3]。一般一次水系统所应用的水泵主要为平坦型特性曲线水泵。在具体设计时，可根据展览馆空调用户个数，设置四组二次变频泵。每组二次变频泵内具有两台水泵，一备一用。其中一台水泵在运行频率为50.0Hz时，可达到该建筑暖通空调设计流量的百分之七十。
考虑到该建筑可能运行最小规模为百分之五十标准的小展览厅，因此，可采用压差控制的模式，在最不利环路供回水干管上设置压差传感器。并以最大压差测量值作为二次泵频率控制标准。结合建筑用户工作需求，为每一空调用户配置两个压差传感器。在这个基础上，根据压差控制时变频器正常运行最小流量标准，在二次泵进出口位置合理设置旁通调节阀，以便在变频故障时用户侧可变流量运行。
总结：
综上所述，暖通空调是建筑中能源消耗的主要模块之一，其与温室效应、臭氧层破坏等环境问题具有紧密的联系。因此，为缓解建筑暖通空调应用阶段出现的不可再生能源损耗问题，暖通空调设计人员可利用暖通空调节能设计契机，引入可再生能源暖通空调新技术。利用新能源技术清洁、无污染、可再生优势，推动绿色建筑可持续运转。
参考文献：
[1]荆通, 于涛, 田顺,等. 暖通空调系统的节能设计[J]. 区域供热, 2017(4):79-82.
[2]刘燕杰. 暖通空调领域新能源热泵技术应用研究[J]. 科技经济导刊, 2017(5):323-323.
[3]蔡国荣. 暖通空调领域新能源热泵技术应用思考[J]. 科技经济导刊, 2017(16):111-112.
论文作者:唐睿阳
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第8期
论文发表时间:2019/7/18
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