摘要:建筑暖通空调能够对城市经济发展形成一定影响,这是因为能源节省是促使经济快速发展的原因,也是城市可持续发展的动力来源。所以高层建筑暖通空调的节能降耗问题尤其重要。
关键词:高层建筑;暖通空调;节能降耗
1高层建筑中暖通空调的基本类型
1.1 全空气暖通空调系统
此类型的暖通空调系统主要针对的是以空气为调节温度的主要方式进行的空气与温度调节,将组合式空调机组作为主要的调节设备,通过空调机组对高层建筑中空气的调节达到调节建筑内部温度与湿度的目的。全空气暖通空调系统优点是对于空气的除湿能力较强、设备较集中易于管理、对于居住者的影响较小还有节约能耗等。缺点也较为明显,因为“全空气”的特点因此需要截面较大的空气输送系统,对于不同用户的不同需求,满足起来较为困难。此外对于设备发生故障的情况影响范围较大,常常一个设备出现故障对正片区域都会造成影响。
1.2 全水暖通空调系统
全水暖通空调系统主要依靠水为介质来调节室内空气的温度,对于高层建筑整体设计和施工的密闭性要求较高。通过冷水系统和热水系统的交替使用,能够灵活地控制室内的温度。缺点在于由于对于空气的湿度调节能力较差,施工成本较高,对于楼层中门窗的气密性不佳的情况下会有较多的能源损耗。
1.3 地源热泵系统下的暖通空调系统
地源热泵系统,是将地源热泵接入到暖通空调的制冷塔和供暖系统中。需要对建筑内温度进行降温处理时,通过地源热泵吸收的地层的热量作为能源提供个冷却塔,对空气中的热量进行处理;在需要制热时,地源热泵的热量直接连入建筑的供暖系统,将热量直接供给建筑供暖使用。作为近几年新兴的可再生能源系统,地源热泵具有高清洁、可再生、能源利用率高等优点,目前已经被国内越来越多的建筑设计所应用。尽管地源热泵本身属于清洁能源,但是在应用的过程中仍然存在着一定的问题:南北所需温度情况不同,导致对土壤收放热量有差异会形成土壤温度的失衡影响到周边的生态平衡,目前通过使用冷却塔散热的方式已经开始逐步解决对地层放热的问题;在建筑过程中,地源热泵本身会受到市场供求关系的影响,通常在地源热泵建设的过程中需要大片的场地来完成地源热泵系统的打井埋管工作,而越来越紧缩的施工场地也成了限制地源热泵发展的一大因素。
2暖通空调节能的重要性分析
建筑物实际运行的过程中产生的能源消耗当中,暖通空调实际运行的过程中消耗的能源占据的比重比较大,与此同时在我国城市化发展进程向前推进的过程中,暖通空调系统会得到越发广泛的应用,在此基础之上暖通空调系统实际运行的过程中消耗掉的能源的数量自然也就会显得更多,在此基础之上一定会使得能源供求矛盾向着激化的方向转变。另外一个层面之上,现阶段我国范围之内处于运行状态的暖通空调系统当中一般情况之下使用到的都是不可再生能源,其中一个较为重要的构成成分是电能。当处于夏季的情况之下,建筑物的人们一般情况之下都是会使用到空调,假如说可以在处于运行状态的空调系统中施行有效性比较强的节能技术措施的话,可以使得夏季呈现出来的电力紧张问题得到有效的解决,与此同时也是可以对能源消耗问题形成有效的控制,自然也就可以从间接的层面上起到保护生态环境以及促进可持续发展目标实现的作用。
3高层建筑暖通空调的节能降耗技术
3.1加强暖通空调系统设计的科学性
暖通空调系统具备着一定的复杂和系统性特征,在设计阶段就能够直接决定空调性能。在一般情况下,空调系统设计要遵循最高荷载的准则,但是在实际运行过程中,能够实现满荷载运行的空调系统十分少。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若是空调系统中的每个部分仅能达到满荷载运行,而不能适应部分荷载运行的目的,则会使整个空调系统的能源消耗最大化。因此在设计时要注意考虑这方面问题,这样才能够让空调系统在投入使用后达到节能降耗的目的。例如,水环热泵空调系统能够将建筑物内部的余热进行吸收,其具备建筑内部冷热量转换的特点。
3.2加强围护保温性,做好回收利用工作
建筑围护结构保温性对空调系统的负荷大小有一定影响,其能够有效减低暖通空调冷热损失程度。在建筑相关节能设计规范与标准文件规定中,其中重点提出了要对围护结构进行保温隔热的要求。当前许多高层建筑内都设置了供暖空调设施,在气候寒冷的地方,若是建筑围护结构没有使用建筑保温材料进行保暖措施,就会提升供暖空调系统能耗。建筑采暖空调耗能在一定程度上受到建筑围护结构传热性能和室外气候影响,因此对建筑围护结构进行有效的保温,这对暖通空调设施节能降耗而言有很大意义。加强对冷热回收利用也能够进行节能降耗,在空调运行中使用新风处理器进行热回收设计,使用排风中的余热对新风热量进行处理。在选用回收装置的时候,要综合工程的实际情况,对高层建筑所处地区的气候条件、经济条件以及排风成分等相关的因素进行考虑,选用合理的热回收装置,以降低空调系统能耗。
3.3水系统节能技术
空调水系统,传统的水系统采用定流量方式,系统的水量变化基本上由水泵的运行台数决定,台数控制虽然简便易行,但是从流量调节角度看,台数控制只能实现有级的流量调节,而且由于水泵实际工作点往往不能处于效率最高点,所以,即使流量减少了,实际用电量减少并不多,节能效果不显著。有效的节能方式是采用变流量水系统,包括单级泵变流量水系统、二级泵变流量水系统。变流量系统不改变管路特性,而靠移动水泵工作点使之沿管路特性曲线移动,保持水泵在最高效率点运行,达到最大节能效果。供热水系统,采用加大循环泵的循环水量以及提高整个管网运行水温的方式,用以改变“大流量、小温差”的运行方式,提高输送效率,解决管网水力失调。
3.4风系统节能技术
采用低温送风空调方式,低温送风系统由于送风量和供水量的减少,可以有效的减少风机和水泵能耗,从而降低运行费用。采用变风量空调节能技术,由集中式空调器提供某一设定温度的送风(根据最不利条件确定)给所有空调空间,而各自的送风量是按其负荷大小自动调节,来达到室温的平衡。采用多分区空调节能技术,利用定风量组合式空调器,根据各分区负荷变化自动调节送风参数,没有冷热抵消现象。采用分层空调节能技术,高达空间建筑中,空气的密度随垂直方向的温度变化而呈自然分层现象,利用合理的气流组织,仅对下部工作区进行空调,上部通风排热。
3.5地源热泵节能技术
地源热泵技术主要是利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为地源热泵的冷热源,冬季把地能中的热量“取”出来,供给室内采暖,此时地能为“热源”;夏季把室内热量取出来,释放到地下水、土壤或地表水中,此时地能为“冷源”。地源热泵系统主要分三部分:室外地源换热系统、地源热泵主机系统和室内末端系统。由于地温循环冷暖系统只与温度相对稳定的浅层土壤进行换热(常年稳定在 13 -- 20℃),故系统效率很高:夏季运行COP5.0 以上、冬季运行 COP3.5 左右。相对于其他系统,它的耗能极少。此外,由于系统均为闭式环路,与外界只有能量交换,而无介质交换,故不会对环境造成污染。
结束语
暖通空调的节能技术问题,主要可以分为节能与控制两大方面,为了能够实现空调节能目标,可以积极引入各种节能技术,借助控制技术与理念,集成各系统,加强空调设备组合控制,以提高空调系统运行的合理性,实现空调的节能环保,减少能源浪费,提高资源利用率。
参考文献:
[1]王荣梅.暖通空调的节能技术问题分析及对策[J].科技创新与应用,2015,5(4):167.
论文作者:滕奇斌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/5/30
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