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摘要:节能环保时代的到来为节能技术占优的企业赢得了更多商机,同时也向一些产品技术落后的品牌提出了挑战,节能环保成为暖通空调行业发展趋势。本文对暖通空调技术发展与建筑节能进行研究。
关键词:暖通空调;技术发展;建筑节能
中图分类号:TB657文献标识码: A
前言
建筑能耗即建筑使用能耗,包括采暖、通风、热水供应、炊事、家用电器等方面的能耗。其中,以建筑采暖和空调能耗为主,占建筑总能耗的50%—70%。随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高,我国建筑能耗日益增长,因而,暖通空调专业其新产品、新技术、新材料的发展与创新在以后的建筑发展中起着至关重要的作用。
一、暖通空调领域节能的重要性和可行性
随着社会的发展,建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,在发达国家已达到40%,据统计在湖南省也达到27.8%。在城市远高于这个比例。而在建筑能耗里,用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30% ̄50%,且在逐年上升。随着人均建筑面积的不断增大,暖通空调系统的广泛应用,用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。这势必会使能源供求矛盾的进一步激化。另一方面,现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源,其中电能占了绝对比例。对这些能源的大量使用,使得地球资源日益匮乏,同时也带来严重的环境问题。
二、暖通空调领域节能的途径与方法
1、精心设计暖通空调系统,使其在高效经济的状况下运行
暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统,系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如系统往往都是按最大负荷设计的,而实际运行基本上是在部分负荷下运行,如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求,那系统的能耗是很大的。又如新风系统的设计,系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量,以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。
2、改善建筑维护结构的保温性能,减少冷热损失
我们知道对于暖通空调系统而言,通过维护结构的空调负荷占有很大比例,而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中,首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。
3、提高系统控制水平,调整室内热湿环境参数,尽可能降低空调系统能耗
空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的,人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度,甚至仅空气温度。显然是不全面的,势必带来许多问题,如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。
三、暧通空调节能新技术的应用
1、热量回收技术
对于热量回收技术关键之一在于排风余热回收,一般的空调系统都要设计新风系统来稀释室内的有害物,以保证室内空气品质。同时为了保证室内的风量平衡,使新风顺利进入室内,还要设计排风系统。对于人员集中的建筑如商场、办公楼的会议室等,新风量较大,使得空调系统中的新风负荷也随之增大;同时排风将空调房间内的空气排出室外,也是一种能量的浪费。因此充分利用排风的能量,对其进行回收,从而对新风进行预冷或预热,减小新风负荷是暖通空调节能的重要途径。目前排风余热回收主要分为显热回收和全热回收;热回收设备可大致分为转轮全热交换器、板式显热交换器、板翅式全热交换器、中间热媒式热交换器和热管式换热器等。
其次是制冷机组的冷凝热回收,制冷机组冷凝热回收的换热设备目前逐渐引起人们的重视。这一类的热回收设备可以与不同的系统结合起来使用。如果与生活用热水系统相结合,使压缩之后的制冷剂首先进入板式热交换器,生活用热水通过热交换器的另一侧,由于被压缩后的制冷剂温度较高,只要设计合理,它能够提供的热量完全可以将热水加热到洗澡用的温度,可以储存在保温水箱中,满足人们的需要。当制冷机组的冷凝器所产生的热量不能够将热水加热到需要的温度时,亦可在系统中添加水源热泵作为辅助热源以满足用户需要。
2、蓄冷冰浆技术
空调蓄冷技术,可利用分时电价的不同,贮存电网低谷时段的“便宜的能源”,在需要冷量的峰值时段,将贮存的冷量释放出来以满足空调负荷的要求。这种冰蓄冷技术的主要优势在于:巨大的相变潜热,并可利用低温显热(冰的融解热335KJ/kg,水的比热容4.18KJ/kg.℃);较好的流动性,可泵送至任何地方,融冰释冷速度,热响应速度快;采用蓄冷策略,减少系统运行费用,增强供冷的可靠性。
3、蓄热空调
所谓蓄热空调,是指在不需装备锅炉的条件下,利用深夜电力,将电能转化为热能,使水充分吸热。你后将热水存储在一个保温的容器之中,在调荷避峰的情况下,虽然把大负荷的用电设备停止运转,也能有热水自保温的容器中不断地在中央空调的变风量或风机盘管等管道中循环,继续维持空调取暖,使室内仍保持在舒适的环境中。
4、地源热泵
地源热泵是利用地球表面浅层水源(如地下水、河流和湖泊)和土壤源中吸收的太阳能和地热能,并采用热泵原理,既可供热又可制冷的高效节能空调系统。
地源热泵机组运行时,不消耗水也不污染水,不需要锅炉,不需要冷却塔,也不需要堆放燃料废物的场地,环保效益显著.地源热泵机组的电力消耗,与空气源热泵相比也可以减少40%以上;与电供暖相比可以减少70%以上,它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%,比燃气锅炉的效率高出了75%。
地源热泵系统可供暖、空调制冷,还可提供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统,特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物。地源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量的能量,而且用一套设备可以同时满足供热、供冷、供生活用水的要求,减少了设备的初投资,地源热泵可应用于賓馆、居住小区、公寓、厂房、商场、办公楼、学校等建筑,小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。
5、区域冷热电联供和分布式能源技术
区域供冷系统,类似如北方的城市集中供热系统的,是在一定规模的区域内,由专门的制冷站集中制造冷冻水,通过冷冻水管网络向各用冷建筑物输送,从而提供制冷空调服务的系统。
区域供冷系统适合应用在冷负荷密度高以及年冷负荷系数大的地方,如工业建筑群,人口稠密的城市商业区等。区域供冷系统由中心制冷站、冷冻水输配管网、冷用户三部分组成。中心制冷站通过各种方式生产冷冻水。其设备包括制冷机以及附属设备、蓄冷设备、热交换设备以及控制装置。冷冻水输配管网将中心制冷站生产的冷冻水输送至各用户。区域供冷相对于传统的中央空调以及分体空调具有以下特点和优势:一是能源利用效率高,同时使用系数小,制冷主机装机容量小;二是减少运行管理人员,提高维护质量,环保优势明显;三是有利于采用蓄冷技术,建筑美观性和空间利用率的提高。
分布式冷热电联供系统实现了能源的梯级利用,具有节能、环保与可靠性高的优点。区域供冷与分布式冷热电联供系统结合后,不仅能发挥各自的优势,进一步提高能源利用效率,并且还能使分布式冷热电联供系统得到新的发展,其规模大大拓宽。其与区域供冷和集中供热系统相结合的大型分布式冷热电联供系统是解决目前我国能源形势严峻,天然气利用的快速发展以及新一轮的城市化高潮等问题的最佳方法,具有广阔的发展前景。
结束语
随着全球气候的变暖,自然环境的恶化,世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越认识到,建筑使用能源所产生的二氧化碳是造成气候变暖的主要来源。暖通空调技术创新势在必行,节能建筑成为建筑发展的必要趋势,绿色建筑也应运而生。
参考文献
[1]李祥,张永飞.暖通空调系统中环保节能技术应用发展探讨[J].科技致富向导.2011(27)
[2]何金刚,王磊,吴杨.节能环保技术在暖通空调系统中的应用,建筑节能.2008,36(7).
[3]彭勇平.暖通空调的节能设计探讨,建材发展导向.(下)2010,8(5).
关键词:暖通空调;技术发展;建筑节能
中图分类号:TB657文献标识码: A
前言
建筑能耗即建筑使用能耗,包括采暖、通风、热水供应、炊事、家用电器等方面的能耗。其中,以建筑采暖和空调能耗为主,占建筑总能耗的50%—70%。随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高,我国建筑能耗日益增长,因而,暖通空调专业其新产品、新技术、新材料的发展与创新在以后的建筑发展中起着至关重要的作用。
一、暖通空调领域节能的重要性和可行性
随着社会的发展,建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,在发达国家已达到40%,据统计在湖南省也达到27.8%。在城市远高于这个比例。而在建筑能耗里,用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30% ̄50%,且在逐年上升。随着人均建筑面积的不断增大,暖通空调系统的广泛应用,用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。这势必会使能源供求矛盾的进一步激化。另一方面,现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源,其中电能占了绝对比例。对这些能源的大量使用,使得地球资源日益匮乏,同时也带来严重的环境问题。
二、暖通空调领域节能的途径与方法
1、精心设计暖通空调系统,使其在高效经济的状况下运行
暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统,系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如系统往往都是按最大负荷设计的,而实际运行基本上是在部分负荷下运行,如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求,那系统的能耗是很大的。又如新风系统的设计,系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量,以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。
2、改善建筑维护结构的保温性能,减少冷热损失
我们知道对于暖通空调系统而言,通过维护结构的空调负荷占有很大比例,而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中,首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。
3、提高系统控制水平,调整室内热湿环境参数,尽可能降低空调系统能耗
空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的,人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度,甚至仅空气温度。显然是不全面的,势必带来许多问题,如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。
三、暧通空调节能新技术的应用
1、热量回收技术
对于热量回收技术关键之一在于排风余热回收,一般的空调系统都要设计新风系统来稀释室内的有害物,以保证室内空气品质。同时为了保证室内的风量平衡,使新风顺利进入室内,还要设计排风系统。对于人员集中的建筑如商场、办公楼的会议室等,新风量较大,使得空调系统中的新风负荷也随之增大;同时排风将空调房间内的空气排出室外,也是一种能量的浪费。因此充分利用排风的能量,对其进行回收,从而对新风进行预冷或预热,减小新风负荷是暖通空调节能的重要途径。目前排风余热回收主要分为显热回收和全热回收;热回收设备可大致分为转轮全热交换器、板式显热交换器、板翅式全热交换器、中间热媒式热交换器和热管式换热器等。
其次是制冷机组的冷凝热回收,制冷机组冷凝热回收的换热设备目前逐渐引起人们的重视。这一类的热回收设备可以与不同的系统结合起来使用。如果与生活用热水系统相结合,使压缩之后的制冷剂首先进入板式热交换器,生活用热水通过热交换器的另一侧,由于被压缩后的制冷剂温度较高,只要设计合理,它能够提供的热量完全可以将热水加热到洗澡用的温度,可以储存在保温水箱中,满足人们的需要。当制冷机组的冷凝器所产生的热量不能够将热水加热到需要的温度时,亦可在系统中添加水源热泵作为辅助热源以满足用户需要。
2、蓄冷冰浆技术
空调蓄冷技术,可利用分时电价的不同,贮存电网低谷时段的“便宜的能源”,在需要冷量的峰值时段,将贮存的冷量释放出来以满足空调负荷的要求。这种冰蓄冷技术的主要优势在于:巨大的相变潜热,并可利用低温显热(冰的融解热335KJ/kg,水的比热容4.18KJ/kg.℃);较好的流动性,可泵送至任何地方,融冰释冷速度,热响应速度快;采用蓄冷策略,减少系统运行费用,增强供冷的可靠性。
3、蓄热空调
所谓蓄热空调,是指在不需装备锅炉的条件下,利用深夜电力,将电能转化为热能,使水充分吸热。你后将热水存储在一个保温的容器之中,在调荷避峰的情况下,虽然把大负荷的用电设备停止运转,也能有热水自保温的容器中不断地在中央空调的变风量或风机盘管等管道中循环,继续维持空调取暖,使室内仍保持在舒适的环境中。
4、地源热泵
地源热泵是利用地球表面浅层水源(如地下水、河流和湖泊)和土壤源中吸收的太阳能和地热能,并采用热泵原理,既可供热又可制冷的高效节能空调系统。
地源热泵机组运行时,不消耗水也不污染水,不需要锅炉,不需要冷却塔,也不需要堆放燃料废物的场地,环保效益显著.地源热泵机组的电力消耗,与空气源热泵相比也可以减少40%以上;与电供暖相比可以减少70%以上,它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%,比燃气锅炉的效率高出了75%。
地源热泵系统可供暖、空调制冷,还可提供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统,特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物。地源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量的能量,而且用一套设备可以同时满足供热、供冷、供生活用水的要求,减少了设备的初投资,地源热泵可应用于賓馆、居住小区、公寓、厂房、商场、办公楼、学校等建筑,小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。
5、区域冷热电联供和分布式能源技术
区域供冷系统,类似如北方的城市集中供热系统的,是在一定规模的区域内,由专门的制冷站集中制造冷冻水,通过冷冻水管网络向各用冷建筑物输送,从而提供制冷空调服务的系统。
区域供冷系统适合应用在冷负荷密度高以及年冷负荷系数大的地方,如工业建筑群,人口稠密的城市商业区等。区域供冷系统由中心制冷站、冷冻水输配管网、冷用户三部分组成。中心制冷站通过各种方式生产冷冻水。其设备包括制冷机以及附属设备、蓄冷设备、热交换设备以及控制装置。冷冻水输配管网将中心制冷站生产的冷冻水输送至各用户。区域供冷相对于传统的中央空调以及分体空调具有以下特点和优势:一是能源利用效率高,同时使用系数小,制冷主机装机容量小;二是减少运行管理人员,提高维护质量,环保优势明显;三是有利于采用蓄冷技术,建筑美观性和空间利用率的提高。
分布式冷热电联供系统实现了能源的梯级利用,具有节能、环保与可靠性高的优点。区域供冷与分布式冷热电联供系统结合后,不仅能发挥各自的优势,进一步提高能源利用效率,并且还能使分布式冷热电联供系统得到新的发展,其规模大大拓宽。其与区域供冷和集中供热系统相结合的大型分布式冷热电联供系统是解决目前我国能源形势严峻,天然气利用的快速发展以及新一轮的城市化高潮等问题的最佳方法,具有广阔的发展前景。
结束语
随着全球气候的变暖,自然环境的恶化,世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越认识到,建筑使用能源所产生的二氧化碳是造成气候变暖的主要来源。暖通空调技术创新势在必行,节能建筑成为建筑发展的必要趋势,绿色建筑也应运而生。
参考文献
[1]李祥,张永飞.暖通空调系统中环保节能技术应用发展探讨[J].科技致富向导.2011(27)
[2]何金刚,王磊,吴杨.节能环保技术在暖通空调系统中的应用,建筑节能.2008,36(7).
[3]彭勇平.暖通空调的节能设计探讨,建材发展导向.(下)2010,8(5).