建筑暖通空调节能技术探析论文_张德成

建筑暖通空调节能技术探析论文_张德成

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摘要:随着现代社会的发展,建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,而在建筑能耗里,用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的 20%~5O%,且在逐年上升。对此,本文主要介绍建筑暖通空调节能技术,以供参考。

关键词:建筑,暖通空调,节能技术

建筑工程暖通空调节能当中有着十分丰富的内容,且技术含量较高,而想要使得暖通空调节能技术的作用能够得到充分的发挥,就应充分了解暖通空调节能技术,并能够明白该技术在建筑工程当中应用的重要意义。注重应用节能技术,只有这样,才能够真正发挥暖通空调节能技术的作用。

1 建筑暖通空调节能技术的重要性

在社会经济快速发展和城市化建设进程不断推动的大背景下,暖通空调系统得到了广泛的应用,在建筑工程施工中所占建筑能耗比例也越来越大。同时,在资源供求矛盾不断激化的发展中,企业必须针对能源消耗问题寻求资源节约的有效途径。除此之外,不可再生资源的大量消耗会导致地球资源出现匮乏,这在很大程度上影响着人民群众的生活和居住环境,比如,大气成分的改变,酸雨以及飘尘等问题的出现。与此同时,随着不可再生能源的迅速减少,环境问题越来越严重,这严重影响了我国实现可持续发展的道路。一般情况下,在夏季,人民群众对暖通空调的需求比较,如果采取有效的节能措施,能够在很大程度上缓解能源供不应求的压力,同时还能够降低大家对能源的消耗,因此,在建筑工程中,应用暖通空调节能技术具有重要意义。

2 建筑暖通空调节能技术的应用

2.1 变频技术

变频技术作为一种综合性技术,被广泛运用到各行各业的发展中,变频空调就是变频技术应用在暖通空调上的产物。压缩机是暖通空调的重要组成部分,在空调制冷工况下,整个空调系统耗电量的 40%都由压缩机消耗,传统的暖通空调根据系统预设的工况(即 220V、50Hz)条件下工作,当建筑内外温差不大,温控需求比较低,空调系统负荷较小的情况下,暖通空调依旧按设定功率工作,不能根据外部环境变化做出相应调整,这就会导致大量电能的浪费。

变频空调的原理是通过变频器改变空调制冷压缩机的供电频率,从而达到改变制冷功率的目的,其需要的启动电压低,当供电电压或者外部环境温度较低时,变频空调可以正常启动,这就意味着变频空调可以在一些环境恶劣的地区(如供电电压不稳定、工作温度低)持续、可靠地工作。变频空调可通过内置的传感器测定室内温度,进而通过改变空调压缩机的转速来调节制冷量,为人们提供舒适的生活、工作环境。变频技术赋予了暖通空调内置压缩机无级变速的能力,可以有效应对大面积、大范围的制冷、制热需求。变频空调分为两种,分别是交流变频空调和直流变频空调,交流变频空调的工作原理是测量工作环境温度与空调内的预设温度间的温度差,将该差值输入频率控制器,产生特定的频率信号由该信号控制加在压缩机的电机上的电压,改变压缩机的转速和制冷量。直流变频空调的工作原理是通过改变加在永久磁铁上的电压控制转子的转速,进而实现制冷、制热需求。

目前,国内外的空调均已广泛采用变频技术,特别是日本国内非变频空调的数量只占空调总数的 10~20%,变频技术带来的节能效益也十分显著,通过对压缩机安装变频装置,可以使空调系统的耗电量降低到原水平的 70%以下。

2.2 温湿度独立控制技术

暖通空调的主要功能有两个:①降低室内环境温度;②降低室内环境湿度。一般用于第二种用途的空调负荷占到空调总负荷的 40%左右,占比相当高,而这种负荷属于显热负荷,使用低温冷媒处理规模庞大的显热负荷,必然会导致冷源效率的降低。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采用温湿度独立控制技术的空调可以有效避免这种情况的发生,该技术已成为近年来空调技术领域内的研究热点。温湿度独立控制技术的原理如下:室内环境湿度的降低可以通过向室内送入经过除湿环节后的室外新风达到,这样一来既满足了降低湿度的要求,也达到了输送新鲜空气的目的;另一方面,室内温度的降低可以通过独立的水系统实现,该系统使用的循环水温度在 18~20℃,通过辐射或对流型末端来达到降低室内温度的目的。这种技术的运用可以达到一举三得的效果:①可以避免降温、除湿两种矛盾需求带来的冷热抵消;②可以用独立水系统中的高温冷源吸收显热,大幅提高冷源效率;③可以提高室内空气质量,改善室内工作生活的舒适度,因此该技术被普遍认为是未来空调的主流技术。不过该项技术尚处于攻坚阶段,一个需要攻克的重点就是如何对室外新风进行高效除湿。我国国内已有高校开发出了一种除湿转轮,有望发展成为一种湿度独立控制的室外新风处理方法。

2.3 蓄冷技术

空调蓄冷的原理是在电网负荷处于低谷、电价较低时将冷能储存起来,当制冷需求较大或电网负荷处于高峰、电价较高时,将预先储存的冷能释放出来,以满足电网负荷较大时人们生活工作的制冷需求,可以简称为“削峰填谷”。

蓄冷技术的使用可以达到合理使用能量的目的,一般来说,空调蓄冷系统的制冷设备容量占常规空调系统容量的 50~70%,较低的容量意味着制冷剂使用量的降低,也意味着噪音的减少和工作环境的改善等。此外,蓄冷系统的工作时间一般在夜间,此时冷却水的温度必白天低,因此冷凝温度叫白天也有了显著降低,间接提高了制冷系统的效率,降低了电能的消耗。

2.4 热泵技术

热泵的工作原理与制冷原理类似,不同的是与空调中的制冷系统相比,热泵多了一个四通阀,热泵是将低温位的热量输送至高温位,以达到升温取暖的效果。在耗电量相同的情况下,热泵产生的热能可达三倍甚至四倍于电加热产生的热能,这充分证明了热泵是一种高效、节能、环境友好的采暖方式。科学统计表明,煤电的转化效率约为 30%,在这一前提下,热泵的效率系数必须大于三才能真正意义上成为一种节能的取暖措施。如今热泵技术已经十分成熟,其应用的难点在于如何尽可能地使效率系数更高。虽然要达到足够高的效率系数还面临着很多挑战,但是热泵技术已经在无集中供暖、有燃煤限制的诸多地区发挥着它的节能作用。令人欣喜的是,国外研究人员已率先使热泵的效率系数达到甚至超过了 3,比如日本近年来推出的以 CO 2 为工作媒质的热泵型热水器的效率系数、最新研制出的空调系统在冬季时供热状态下的效率系数都已经突破了 3 的大关,正在向着“效率系数达到 4”这一新目标发展。

2.5 数字化管理节能控制技术

暖通空调的运行管理是一项十分重要的任务,技术参数设计或管理规范存在的缺陷可以通过空调系统的运行节能控制来弥补,运行节能控制的应用可以对设备的运行状态进行评估和修正,能够使能源消耗向着更加精确细化的方向进行。实现节能控制的最理想途径是数字化自动控制系统,其主要功能是对建筑物内的各种设备进行工况监测、功能管理和相关数据测量,能够以其智能、高效的特点保证建筑物内的设备安全、可靠地运行,最大程度上节省人力和资源。因此,实现建筑智能化和空调的自控管理,是暖通空调的必然发展趋势。

总之,在暖通空调节能技术的应用中,仍存在很多问题,影响着人民群众的居住环境。因此,施工技术人员应针对这些问题,采取相应的优化措施和节能技术,提高暖通空调系统节能技术的应用水平,从而实现节能减排的目的。

参考文献:

[1]张利宏.谈暖通空调节能技术在建筑工程中的应用[J].环球市场,2018(9).

[2]黄庆建.暖通空调节能技术在建筑工程中的应用研究[J].房地产导刊,2018(11).

论文作者:张德成

论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期

论文发表时间:2018/9/18

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