【摘 要】随着生活水平的提高,空调系统的应用越来越普及,从15世纪末通风机的诞生到20世纪初空调的正式诞生至今,空调已经成为家家户户必不可少的家用电器之一。中国作为一个发展中国家,暖通空调系统的能耗一直是建筑能耗中的大户,约占整个建筑能耗的35%以上。为了能让绿色建筑实现真正的节能环保,就必须对暖通空调进行合理的设计,并对其进行优化控制技术,以确保暖通空调的节能。
【关键词】绿色建筑 暖通空调 设计 技术
1 绿色建筑暖通空调的设计原则
1.1 绿化性
1.1.1 材料的选择
选材要绿色环保,对于暖通空调而言材料选择很重要,一旦选择不当,其性能就会受到影响,阻碍整个系统的正常运作,甚至造成环境污染,如低劣的保温材料、密封材料、管道等,会造成热量的大量损失,影响温度调节,CFCS 和HCFCS制冷剂的大量使用严重破坏了大气臭氧层,所以要尽量就地取材,慎重选择材料,使用可再生资料,选择优质环保的橡塑保温材料,禁止使用CFCS 和HCFCS等。
1.1.2 便于回用和广回收
绿色建筑系统的回用与暖通空调系统息息相关,因此应保证暖通空调具有相对独立的系统构成,使多数零部件能单独拆卸、更换。暖通空调系统庞大,很可能在运行过程中出现局部问题,此时可将其拆卸,对其中可利用的材料或设备进行维修、保养,使其回收再用。广回收和回用不一样,是指对整个系统的所有零件和材料的分类回收,不能重复利用,这样可以节约资源和避免环境污染。
1.2 节能性
在最大限度的降低能源消耗的基础上再节能是绿色建筑的基本要求,这里的节能不仅包括能源的节约,还包括材料的节约。在暖通空调系统中,要控制通风、采暖、制冷、等系统的能源消耗,注意建筑物内部系统的协调统一和与外部环境的和谐相处,尽量使用可再生资源和高性能材料,提高资源和材料的利用率,以降低费用支出,减少资源浪费和环境污染。
1.3 循环利用性
循环再利用是节约资源、保护环境的有效措施,不同于重复利用,是指将暖通空调中报废的设备和材料进行分类回收,然后分别送到相应的工厂进行再生产,变废为宝,实现原料-产品-废品-原料之间的封闭性良性循环。
2 暖通空调的具体设计分析
2.1 改善建筑维护结构的保温性能,减少冷热损失
我们知道对于暖通空调系统而言,通过维护结构的空调负荷占有很大比例, 而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中,首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。提高系统控制水平,调整室内热湿环境参数,尽可能降低空调系统能耗空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的,人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度,甚至仅空气温度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆显然是不全面的,势必带来许多问题,如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用,为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数,如采用PMV-PPD指标对空调系统进行调控,可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。
2.2 减少热媒介输送过程中的能源消耗的设计
暖通空调系统的节能设计应在各环节上减少能源的消耗,从具体的设计和运环节出发 , 建立整体的节能空调体系。热媒介输送系统的节能设计应在材料的选择热能输送系统等方面的设计上实现。热媒介输送系统应选择新型的保温材料,如用热水预制保温的直埋管等措施,从而减少热能在运输过程中的损失。还应利用算机系统对空调供暖系统进行全面测试,并采用平衡阀以及智能管网,实现对管流量的科学分配和有效管理,通过提高传输效率实现节能。空调系统的节能设计应建立有效的动力传输系统,从而能实现对动力系统的优化设计和施工,为建立效的空调系统的施工和节能奠定良好的基础。
2.3 空调系统中的热回收利用
空调系统中热回收是空调节能的又一种新思路,即利用换热方法将空调系统中废弃的热量重新回收利用起来。具体方法是在风系统中使用新风换气机等热回收装置,使用排除的室内低温(高温)空气对引进的室外新风进行预加热,据目前国内此类厂家的检测,换热效率一般可达70%以上,大大减少了用于处理新风的冷热量损失。空调水的热回收利用是对制冷机的冷凝器稍作改动,就可以同时供应35℃~40℃的热水。不需要或用不完热水时,可以从冷却塔排出;大量供热水时,由于进水由自来水补充,水温较低,还会使制冷量适当增加,不会有负面影响,同时可以有效地减少排放的热量对大气的热污染,可以说是一举数得。对已有的制冷机而言,改造工作量很小,这种设备在国外已有大量的应用。
2.3.1 新风系统变频变风量控制
包括主送风机、和楼层新风机。在夏季中央空调运行过程中,主机40%的能耗用于冷却新风,因此,对新风量进行合理的调节,可以使主机消耗功率降低。新风的作用是为楼宇提供清洁、卫生的新鲜空气,保障楼宇环境的健康舒适,但是楼宇外部气温高或湿度大时新风过多会将更多的外部热湿空气带入楼宇,增加主机制冷功率、运行时间和新风设备电能消耗:外部气候凉爽时新风减少不利于凉爽空气进入楼宇,也会增加主机的制冷功率和运行时间;而冷天新风过多会使楼字过冷,不利于新风机节能。因此通过计算机对楼宇内外环境温度、湿度、焓值及空气品质的检测,在每年的不同季节、每天的不同时刻利用变频装置对新风机进行转速调节,可以便新风系统明显地节能。
2.3.2 空调机变频变风量控制
空调设备至少有10%设计余量,因此根据空调机制冷区环境温度,在50%~90%范围内对空调机进行交频调速,可使空调机动态节能27%~78%。另外由于变频调节时风机电流大幅降低,功率因数提高到1,风机发热率可降低70%以上,使用寿命延长3~5倍。并且可2.3.3 排风机变频变风量控制(或定时开停控制
结束语:节能环保是绿色建筑的主要目的,也是实现可持续发展的关键,现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生资源,其中电能占了绝对比例,因此,空调系统如何适应在低负荷下高效节能运行及在系统设计中对设备进行节能选配就成为了空调节能的关键。
参考文献:
[1] 张蕊蕊 张杰 胡卜元 绿色生态建筑评价与暖通空调技术 河北建筑科技学院学报 2006(04)
[2] 张新刚 绿色建筑暖通技术及实现方式 建筑 2013(10)
论文作者:张广攀
论文发表刊物:《低碳地产》2016年10月第20期
论文发表时间:2016/11/25
标签:空调系统论文; 节能论文; 建筑论文; 新风论文; 系统论文; 暖通空调论文; 材料论文; 《低碳地产》2016年10月第20期论文;