暖通空调系统运行能耗的影响因素分析论文_徐小龙

暖通空调系统运行能耗的影响因素分析论文_徐小龙

(中国联合工程有限公司 浙江省杭州市 310052)

摘要:目前,节能减排是暖通空调设计的首要目的,随着社会发展和人们生活水平的提高,人们对于房屋舒适度的要求也逐渐提高,这就要将暖通设计因素放在建筑设计的首位,从而提高房屋的硬件质量,最大化的满足人们的需求。现代建筑设计不仅是外观、有效面积等的设计,更着力于减少资源的消耗、降低环境污染度的绿色建筑。而暖通空调设计会消耗大量资源,因此,节能减排就成为了暖通空调设计和运行的重要环节。

关键词:暖通空调系统;运行能耗;影响因素;措施

1我国建筑能耗现状

当前建筑行业呈现繁荣景象,同时也存在高能耗建筑占比大的情况。根据前瞻产业研究院发布的《2013-2017年中国智能建筑行业市场前景与投资战略规划分析报告》中的数据显示,我国目前既有建筑面积超过500亿平方米,90%以上是高耗能建筑,城镇节能建筑占既有建筑面积的比例仅为23.1%。而如果要达到同样的室内舒适度,我国单位建筑面积能耗是同等气候条件发达国家的2~3倍。这样的高能耗指标,不利于经济发展和环境保护。

同时,我国建筑能源消耗呈现出了很大的不平衡。就当前看来,我国建筑的主要消耗能源为电力和天然气,这两种建筑消耗能源都呈现出“峰谷”结构。夏季,白天工作时间空调制冷,造成电力紧张。夜晚,部分公共建筑关闭,电力需求下降;冬季,供暖锅炉启动,天然气需求量大。采暖期结束后,供暖锅炉停止运行,只有热水锅炉运行,导致天然气有所囤积。这样的消耗特点,不紧降低了发电厂和天然气站的运行效率,还使得能源管理变得困难重重。

2建筑暖通空调系统能耗存在的问题

2.1设计不够完善

体现空调的能耗问题与其设计方案有着直接的关系。在进行建筑空调系统设计时,很多设计人员未根据当地地理气候环境及能源结构特点等现场实际条件,选用合理的空调系统形式,致使现场有利条件没被充分利用,造成系统能耗增多,运行费用增加。如过渡季节的全新风利用问题;因地制宜的选用地源热泵問题;冰蓄冷技术的应用问题;机组动力能源的选择问题;自控技术节能问题等。这些都是我们在设计中需充分考虑的问题。

2.2暖通空调施工过程中的能耗问题

合格的暖通空调施工设计方案可实现节约资源的目标,因此在建设过程中,必须要严格按照工程设计要求对建筑施工进行监管,避免在施工过程中因为疏于管理而造成过量损耗资源的状况。现阶段不断涌现出各式各样的建筑材料,给建筑施工增加了更多选择。可是,一些施工单位为了减小施工成本,获取更高的利润,经常会使用一些质量较差的建筑材料,直接导致建筑工程完工后达不到设计的要求和标准,造成了不必要的资源损耗。

2.3运行管理不到位

系统的运行应当符合建筑的实时需求,在保证了建筑舒适度的同时减少能源消耗。然而在过往的很多项目中,系统的操控主要由人工进行,由于对一些信息(气象参数、使用面积等)的变化把握不准,不能做到让系统的工作状态随环境的变化而及时作出调整,也会造成能源浪费。

3建筑空调系统节能降耗措施

3.1规范设计、合理选择

在建筑的暖通空调系统设计过程中,一定要切合实际,遵循相关设计规范,进行标准设计、合理选择。例如《建筑工程设计文件编制深度规定》(2016)版明确规定要提供冷热负荷、风量、水量的计算书;《采暖通风与空气调节设计规范》对中央空调设计夏季室内参数规定为22~28℃,冬季工况室内参数为16~24℃。《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)中明确提出供暖空调冷源与热源应根据建筑规模、用途、建设地点的能源条件、结构、价格以及国家节能减排和环保政策的相关规定,通过综合论证确定。

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3.2合理控制室外新风量

适量的新风可以保证室内卫生环境,但新风量过多,会增加空调机组处理的新风负荷,进而增大电力消耗,因此必须把控好新风量。对于有独立新风和排风系统的建筑物,一方面要充分利用过渡季节室外气候条件,设计考虑全新风运行,最大限度节约系统能耗;另一方面还应合理设置室内热回收装置,用排风中的热(冷)量,预热(冷)新风,减少新风换气时室内能源浪费。

3.3使用蓄冷技术

虽然国内各个地区的经济存在较大差异、区域经济发展不平衡以及经济发展的水平也参差不齐,但是不管是什么区域,用电方面基本都存在价格差,部分地区用电价格差比较大,这就需要使用储能的装置,用电低谷的时候实施储能,并在用电高峰期将能量转换出来,同时释放到空调中,这样节省了巨大错峰的价差,还产生较好的效益。

3.4空调系统的自动控制水平

空调系统的自动控制可实现温度、风机、安全控制等。它可以根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备,及时、准确、合理地控制空调装置,起到既节约能源又感觉舒适的最佳状态。

目前,集散型中央空调监控系统、中央空调变频调速控制节能系统和中央空调变流量控制节能系统是空调系统的三种主要节能技术。空调系统控制复杂且具有不确定性,其节能控制策略选取非常关键。从运行情况分析,中央空调变流量控制节能系统与集散式中央空调监控系统相比节电60%~80%。可优化控制中央空调系统内各个部分。但变流量系统的控制方法还是目前应用的难题。没有好的控制策略,变流量空调系统就达不到预期效果,影响节能效果的发挥。

3.5太阳能技术

太阳能属于可再生资源,且具有清洁无污染性特点,一直都是人们研究利用的一个重点,因此如果能够将太阳能充分利用与建筑暖通空调系统设计中,那么将可以在很大程度上节能暖通空调系统运行能耗,实现节能降耗。从目前研究利用的情况看,太阳能在建筑暖通空调中的应用主要在供暖方面,通过太阳能供暖系统设计可以将太阳能转化为热能,并通过热导循环系统处理后传输到换热中心而实现利用。

3.6地源热泵技术

地源热泵技术在空调中的应用具有较为突出的节能效益与经济效益,因此应用于建筑暖通空调系统中不仅可以有效解决建筑供暖问题,而且系统制冷方面也有很大的优势。地源热泵技术由于对环境影响小、无污染等特点而逐渐成为目前建筑暖通空调设计研究中的一种理想应用技术,其在散热和取热方面都实现了对环境的低影响。目前,地源热泵技术可以算是相对成熟,在北方地区主要是通过增加供热辅助设备,然后以并联或串联等方式将太阳能与地源热泵实现联合运行,从而实现供暖;而在南方等温度较高地区,人们也可以利用冷却塔实现供冷,也可以通过与地源热泵相串联的运行方式来分担供冷负担,在夜间将土壤中的多余热量带走,从而实现降温目的。

3.7强化暖通空调系统施工质量管理

设备、材料进场检验。暖通空调施工过程中,应严把质量关,对于系统使用的设备、材料,进场前必须进行检验,对于不符合国家有关节能标准要求的,一律不许采用,应严格按要求退换或返工,使之达到相关要求。系统运行测试。系统运行测试是对系统安装工程质量的检验,是竣工验收的重要依据,尤其是在进行系统漏风量测试、水管道压力测试及系统动载测试时,应严格按设计图纸及有关验收规范要求进行,做好检测记录,当检验结果达不到要求时,必须认真查找原因,及时改正,然后再次组织测试,直到达到标准要求,并办理会签手续。

结论

总而言之,暖通空调作为现代建筑的重要组成部分,其节能降低目标的实现对推进建筑行业节能减排工作意义重大。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。

参考文献

[1]杨永刚.暖通空调工程设计施工常见问题及应对策略[J].交通科技与经济,2017,23(09):125-128.

[2]田娜.浅谈暖通空调设计中常见的问题及处理措施[J].工程技术,2017,13(05):135.

论文作者:徐小龙

论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期

论文发表时间:2019/6/3

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