摘要:当前,随着城市化建设进程日益加快,能源的过度消耗问题严重。暖通空调系统是现代建筑非常重要的部分,系统节能水平在绿色节能建筑能耗中也起着非常重要的作用。应从设计入手,在整个施工中实施全过程控制确保施工质量方能最终实现更为高效的节能效果。本文在此从几个不同的方面对实现暖通空调节能的技术措施做了一定的研究,并对暖通空调节能技术的发展趋势做了展望。
关键词:暖通空调;节能技术;发展趋势
前言:暖通空调系统的节能在建筑节能中占有重要地位。据统计,空调能耗占建筑能耗的55%左右,约占社会总能耗的20%。因此空调系统的节能不容忽视,做好暖通空调节能技术、降低空调系统的能耗对减少建筑系统总能耗的意义重大。
一、暖通空调系统能源消耗的概述
通常来说,暖通空调系统能耗是建筑能耗的重要组成部分,它指建筑物在采暖、通风、空调、照明、电器和热水供应等方面的能源消耗需求,其中暖通空调系统能源消耗大约占到三至五成,且呈现出逐年上升的趋势。现代建筑通常采用设置暖通空调系统来保证建筑物内适宜的温湿度,暖通空调系统的能耗就是这种需求所消耗的能量。
暖通空调系统能耗包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送设备(风机和水泵)的能耗。室外气候条件、室内设计标准、以及其他设备照明等因素都对暖通空调系统的能源消耗有重要的影响。
二、实现暖通空调节能的几个有效的技术措施
1、合理选择设计方案,提高设计质量
空调系统新风量的大小关系到人体的健康,也与能耗、初投资和运行费用密切相关。设计人员进行工程设计时,应根据实际需求,不应随意增加或减少。此外,对于人员密度相对较大房间,应该采用新风需求控制,也就是通过增加或减少新风量控制室内CO2浓度,使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的限值内;单独设置新风空调系统的新风口,避免将新风接至风机盘管机组的回风吸入口处,以免减少新风量或削弱风机盘管处理室内回风的能力。对于大体量的公共建筑,应对其内外分区设置空调系统,对需要全年供冷的内区,还可选择水环热泵系统,有效利用能源,会有很好的节能效果。
2、采用合理的冷热源
对系统设计中的设备进行合理选型是影响空调节能的关键因素,合理配置中央空调系统的冷热源对节能和能源合理利用关系重要。中央空调系统常用的冷热源配置方式有水冷冷水机组加锅炉、热泵型机组和溴化锂吸收式机组。比如:溴化锂机组的能效比(制冷量/消耗的热量)比较低,省电但并不节能适用于有废热和余热的地方,如热电厂等附近。
3、改善围护结构热工性能
建筑维护结构组成部件的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有一定的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%―6%,而节能却可达20%―40%。通过改善建筑围护结构的热工性能,在夏季可减少建筑冷、热消耗。首先,提高围护结构组成部件的热工性能,一般通过改善其组成材料的热工性能实现,然后,根据当地的气候、建筑的地理位置和朝向,选择围护结构组合优化设计方案。最后,评估围护结构各部件与组合的技术经济可能性,以确定技术可行、经济合理的围护结构。
4、合理设置水力平衡装置
通过在供暖与空调水系统中合理地设置水力平衡装置,能够解决系统水力失调,达到降低系统能耗、创造舒适人工环境的目的。对于定流量系统,设计人员应通过管路和系统设计来实现各环路的水力平衡,当无法做到“设计平衡”时,采用静态水力平衡阀来实现水力平衡。为了避免设计不当造成水力不平衡,供热系统要在建筑物的热力入口处设置静态水力平衡阀,同时要根据水力计算和考虑建筑物内供暖系统所采用的调节方式,决定是否还要设置动态流量平衡阀或动态压差控制阀。
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5、采用变频技术
使用变频技术,可以使空调设备的输出功率随着负荷的增减而变化,就会起到明显的节能效果。根据空调负荷状况,改变水流量或风流量能有效地实现节能。变风量(VAV)空调系统是通过末端装置来补偿室内负荷的变动,调节室内送风量以维持室温。变水量系统(风机盘管)是通过水量控制的方法来调控温度的。通过对水量、风量及主机的变频控制调节,可以实现所需空调负荷的用时匹配,使其达到节能的目的。
6、选择多元化能源供应
选择多元化的能源进行供应,缓解电力及燃气供应紧张状况。在大型的建筑群中通常会采用燃气和电力资源进行供暖、供冷,可以考虑一下将两者合理结合起来,使其在使用上达到双赢。可以根据它们自身的特点进行研究。燃气空调的特点是可以将一部分不稳定的空调电荷转给燃气,可以使电网供电质量和安全性得到提高;在夏季,在帮助削去夏季电力负荷高峰时,同时还可以将燃气负荷的低谷填平,使发电设备和燃气设备的利用率都有所提高;燃气空调和电力设备结合技术,以天然气为燃料,可以减少空气中的污染物,防止温室效应的出现。在设计过程中要不断的对能源及技术进行分析,以确保燃气空调技术和电力空调技术的综合利用。
7、积极推广新技术
(1)热回收技术
所谓热回收系统就是回收建筑物内外的余热/冷或废热/冷,并把回收的能量作为供热/冷或其它加热设备的热源而加以利用的系统。一方面,利用有效的装置从排风所带走的能量中回收部分能量用来处理新风,可以节约本来由制冷或制热机组负担的新风负荷,提高空调系统的效率。另一方面,建筑房间内按设计标准要求需要补充新鲜空气,一些普通的高层建筑空调中,夏季新风负荷就占空调总负荷的30%以上,而对如医院、商场、剧院、体育馆等人员密集的地方,新风的需求量则更大,有的甚至要求全新风,利用回收的热量对新风进行预冷/预热是节约能源的有效措施。
(2)蓄冷技术
蓄冷技术是我们在应对能源危机过程中促进资源优化配置,做好生态环境保护的技术创新,可产生显著的经济和社会效益。该技术原理不是特别复杂,主体应用夜间使用电能的低谷阶段进行制冷,将冷量基于水或者冰模式位于蓄冷装置中进行储存。当电力离峰时,就可将事先存储的冷量进行释放并作为空调系统的能量做以应用,从而实现电网移风谷、降低能源消耗节约电费、环保高效的目标。
(3)自然通风
自然通风是当今建筑普遍采取的一项改革建筑热环境、节约空调能耗的技术,采用自然通风的根本目的就是取代(或部分取代)空调制冷系统。自然通风的建筑,可以降低空调耗电量,进而降低生产这些电能的不可再生资源的消耗量和CO2向大气的排放量;对人体而言,自然通风可减少“空调病”和各种通过空气传播的疾病的发病率。利用自然通风,降低建筑能耗,使建筑的人工环境与自然环境达到动态的平衡,将是建筑在满足了基本的使用功能和美学要求后,应追求的更高目标,也是绿色建筑所强调的重点。
三、暖通空调节能技术的发展趋势
暖通空调节能技术在未来发展中仍然是解决能源消耗的一个重要手段,因此,暖通空调系统在未来的发展中将会实现更好的节能技术,减少高层建筑暖通空调能源的消耗,这样也将会带动相关产业的发展。未来的高层建筑暖通空调节能技术将会向着计算机智能化的方向发展,将会带动计算机编程技术,信息技术和网络技术的进一步发展,技能技术智能化将会是一个趋势。目前我国的高层建筑暖通空调节能技术正在逐步完善,同时也得到政府的高度重视,这将会有利于高层建筑暖通空调节能智能化的迅速发展,开发出更多更好的,可靠的,运算迅速的智能化产品。
四、结语
综上,暖通空调的节能技术是一个牵涉因素较多,复杂的系统工程。要实现暖通空调系统节能则必须从设计入手,研发更为高效的节能系统,并在整个施工中实施全过程控制确保施工质量方能最终实现更为高效的节能效果。
参考文献:
【1】张丰. 暖通空调系统节能问题探析[J]. 中国新技术新产品,2011,(02).
【2】王英瑞.暖通空调系统中环保节能技术的应用发展[J].科技创业家,2012,23:134.
论文作者:罗宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签:空调系统论文; 节能论文; 建筑论文; 暖通论文; 空调论文; 新风论文; 水力论文; 《基层建设》2019年第10期论文;