建筑暖通空调工程的节能减排设计研究论文_任福胜1,陆敏嘉2,姜涛3

建筑暖通空调工程的节能减排设计研究论文_任福胜1,陆敏嘉2,姜涛3

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摘要:伴随我国社会的不断发展,绿色建筑设计理念逐渐渗透到人们的日常生活中,在建筑能耗总量中,暖通空调的能源消耗所占比重较大,所以想要实现建筑的节能减排目的,就需要注重对暖通空调系统的环保节能。就暖通空调节能技术来说,其应用能够在具体实施过程中,有效降低暖通空调系统的能耗,实现可持续发展。鉴于此,文章对建筑暖通空调系统的节能减排设计要点进行了研究,以供参考。

关键词:绿色建筑;暖通空调;设计要点

1建筑暖通系统节能设计的必要性

建筑暖系统对能源的消耗巨大,因此为改善我国建筑生产状况,应该在不断开发新能源的基础上,通过贯彻建筑节能理念,切实在设计和生产中做到环保高效生产。对暖通系统进行节能设计具有以下几方面优势:(1)有效促进能源再利用。自然环境、生态以及环境意识等是节能减排中包含的重要内容。节能通过优化建筑的施工流程,对资源实现一定的循环利用;(2)降低建筑运行成本。建筑暖通空调系统的能耗较大,相应所产生的费用也相对较高,通过对暖通空调系统的节能减排设计,可以有效降低建筑的运行成本,提高其经济性;(3)有效促进人类与自然和谐发展。节能减排不仅体现在对资源的节约和提高利用率上,还可以对环境进行有效保护,通过节能减排,更有利于维护整个生态环境的稳定性。

2建筑暖通空调工程的节能减排设计措施研究

2.1供水和通风系统的节能优化设计

在建筑物的暖通空调系统中,需要优化设计的供水系统为冷却水、冷热水系统,在设计时,设计人员要严格的将空调系统供回水和冷冻水之间的温差缩减到最小范围,要设计出供水系统的封闭式循环模式,封闭式循环的供水系统能够降低空调系统的输送能耗,从而延长空调系统的使用寿命。在设计供水系统时,要考虑后期的系统维护和保养工作,因此设计人员要尽可能采用一泵到顶的方式,以便于后期系统维护。

对不同的地区,需要对节能优化设计方案进行调整,部分地区水资源短缺现象严重,此时,可以将供水系统设计为冷却塔循环运行模式,这种运行模式能够较大程度上缩减循环水泵扬程,同时能够改善暖通空调系统的节能效果。。冷却塔循环模式在设计时要确保其设置冷却塔的位置有良好的通风性,这样才能保障冷却效果,并实现对能量损耗的降低。

在整个暖通空调系统的供水系统和通风系统的设计过程中,都要按照建筑物内空调运行的实际情况对暖通空调系统进行优化设计。不同的建筑类型以及不同的用户对暖通空调的性能要求是不同的,要根据用户的设计需求对暖通空调系统进行节能优化设计。当用户对暖通空调系统的要求较低时,只要满足调节室温和湿度的要求即可,此时可以将暖通空调系统设计为单风管灌风模式。若用户对暖通空调系统的要求较高,则需要按照全空气空调模式进行设计。需要注意的是,要保障暖通空调系统的通风良好。无论是何种空调模式,都要采用变风量形式,以确保能够对空调系统总风量进行精准的调节,以实现对暖通空调系统风量负荷的有效控制。

2.2暖通空调系统中采用变频技术

变频技术的运用(主要包括冷冻系统压缩机电机的变频和水系统水泵变频、全空调系统的风机变频);变频调速器也称变频器,使用变频器可以达到的节能效果主要是节省水泵与风机的输配电耗,节省锅炉与制冷机的热负荷。变频技术应用于暖通空调系统中具有很大的节能效果,并且随着智能控制系统的成熟,会进一步推动节能降耗。变频技术在既有建筑改造中也可以发挥积极作用。公建中的中央空调耗能量巨大,一般占到电费的60%左右。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆老建筑空调改造应该首选采用变频调速技术控制循环泵,节省电费,降低能耗。

2.3采用热回收装置设计

在暖通空调系统实际运行过程中会存在大量余热被浪费的现象。因此在具体设计时,可以通过利用热回收装置,使用不同载热及状态的流体,运用热交换装置来对湿热或是总热进行传递,降低冷热源能量消耗,更好的满足暖通空调系统所需要的湿、热变化,达到空调系统节能的目的。在暖通空调系统运行过程中,需要提成出一部分空气,以此来保证室内环境的洁净,这必然也会造成一部分能耗,而且在处理新风时还需要重新投入能量。通过设置热回收装置和对暖通空调系统的排风能量进行回收,利用这部分能量来处理新风,可以有效的降低空调系统的能耗及机组运行负荷,实现暖通系统的节能性和经济性。对于热回收装置,可以采用热泵系统、蓄冷和蓄热系统、换热器等。在对暖通空调系统冷凝热回收设计时,需要将热水系统和制冷机组相结合,利用回收的热量来对生活用水加热,以此来实现热水电能消耗的节省。

2.4可再生能源利用的节能优化设计

我国是一个资源能源大国,设计人员在设计暖通空调系统时,要善于利用各种能源资源,尤其是可再生能源,包括太阳能、地热能等。对太阳能的优化利用主要体现在使用太阳能集热板、光电板等以有效收集太阳能。同时可以在建筑工程的合适位置布置集热墙,以帮助调节室内温度。对于地热能的利用,则主要体现在建设地下热泵系统,对地热资源进行转换,将低温位的地热资源转换为高温位的地热资源,以提高暖通空调系统的制冷和制热效率。地源热泵的优化设计可实现建筑室内冬季和夏季的室温的高效调节,同时能够充分发挥节能效益。在夏季,地源热泵可以将室内多余的热量向地表浅层转移,并将坑冷源传递到室内,实现对热源的回收,对冷源的充分利用。在冬季,地源热泵则能够回收冷源、向室内传递热源,从而实现稳定调节。

2.5地源热泵设计

地源热泵技术在许多方面具有突出的优点,如制冷与解决供热,带来了巨大的经济效益,它比空气热源泵更具优势,由于地源热泵系统仅对土壤温度构成影响,而不会影响到地面下降及水质等,是现阶段比较好的且对环境影响较小的取热、散热方式。地泵会在冬天借助该交换器提取地下热量至地面上,以提供热量供应,且减少了地埋管附近的土壤温度;地泵在夏天将地上热量传至地下,使地埋管附近温度变高。由此可知,温度的高低无疑对地埋管换热器的性能产生影响,而冬天吸收热量和夏天排除的热量趋于平衡,其性能与地源热泵的运作效果将不会受到影响,因此,它更多地适用于在夏热冬冷与冬夏热量接近的地区。而寒冷地方相比夏季排热冬季吸热较多,与冬季吸热比起来,炎热区域夏季排除较多的热量,均会出现冷热负荷失衡的情况,对地埋热管换热器的性能产生影响,出现热泵耗能偏高,效率不高。为维持垂直埋管吸收热量与排出热量的接近,维持热泵系统高效运转,针对寒冷地区,把一个辅助设备增加至系统中,提供热量来源,太阳能必定是最好的选择,通过串并联的方式运行太阳能及地源热泵,为系统提供更多的热量,符合采暖需求。南方地区温度比较高,可以使用冷却塔供冷,与地源热泵进行串联,将一些负荷分担出去,夜间带走土壤中存续的热量,以达到降温的目的,确保热泵的良好性能。

结语

总而言之,暖通空调系统是现代建筑的重要组成部分,因此在建筑暖通空调系统设计过程中,应进一步加强空调系统节能降耗技术应用研究,在满足人们居住需求的基础上,不断推动现代建筑走向节能、环保、绿色方向发展,以在更大程度上实现节能降耗,促进我国社会可持续发展目标的进一步实现。

参考文献:

[1]王凯.建筑设计中暖通空调节能技术的运用探讨[J].建筑建材装饰,2017(1):169-170.

[2]郝红娟.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计的应用[J].基层建设,2016(32):25-26.

论文作者:任福胜1,陆敏嘉2,姜涛3

论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期

论文发表时间:2019/6/20

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