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[摘 要]暖通空调系统的发展源自于建筑业,近年来飞速发展的建筑业带给空调制造业良好的发展机遇。在暖通空调制造中大力使用环保节能技术,是相关行业走向辉煌的必行之路。不断研究和发展新的环保节能技术,才能保证暖通空调系统与时俱进。本文探讨了暖通空调系统节能的有效对策。
[关键词]暖通空调系统 节能 对策
中图分类号:U223 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)25-0008-01
随着空调应用的日益普及,空调领域作为耗能大户应从设计、运行等方面特别注意节能的问题,不断提高空调系统的节能设计水平、节能运行管理水平,采用各种节能措施降低空调系统的运行能耗和费用,改善空调系统的节能效果,并且要大力开发可再生能源在暖通空调系统中的应用,这对于节约能源、保护环境、促进国民经济的可持续发展都具有十分重要的意义。
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、暖通空调系统节能的有效对策
1、合理设计暖通空调系统,提高空调使用效率
设计是一个工程的灵魂,而对于暖通空调系统,初期的设计是否合理将直接影响其使用性能和经济性。暖通空调系统设计的重点之一是建筑物负荷计算,设计人员应该根据建筑施工图纸,正确计算冷、热负荷的建筑面积,并正确估计单位建筑面积的冷、热负荷指标,从而计算出整个建筑需要的冷、热通风负荷。而在实际设计施工中,暖通空调设计人员往往只根据方案设计或初步设计中的建筑面积来估算暖通空调建筑负荷,而不再核对具体施工图纸,这往往会造成计算出来的总负荷偏大,从而使得选用的暖通空调设备总功率偏大,不但增加的一次投入的成本, 更重要的是过大的暖通空调设备用于较小的建筑物,会造成运行效率低,能耗增加。此外,对于新风系统的设计,应该考虑使系统能随建筑物外界天气环境的改变自动调节风量, 从而最大限度的减少主机的开启时间,从而达到节能环保的目的。可以说,暖通空调系统的设计,对系统是否能实现节能的目的起着至关重要的作用。
2、 改变维护结构性能
暖通空调系统通过围护结构的负荷占很大比例,而维护结构的保温性能决定着其综合传热系数的大小,因此在现代建筑中首先应通过提高围护结构的保温隔热性能来实现系统节能,建筑冬季采暖热负荷包括四周围护结构散热量、屋顶和地面散热量、存在温差的相邻房间的传热量以及门窗和缝隙内进入室内的冷空气耗热量等,而该部分往往在设计中往往被忽视而增大了供暖热负荷值的出入,因此,在现代建筑中尽量减小外门窗面积并采取高效的遮阳措施可在一定程度上实现系统节能。
3、选择合适的冷热源
在系统设计中对设备进行合理选配已成为空调节能的关键,合理配置中央空调系统的冷热源对节能与能源合理利用的意义非常重大。中央空调常见的冷热源配置方式有水冷冷水机组十锅炉、热泵型机组和溴化锂吸收式机组。第一种冷热源在设计工况下的能效比较高,一般为3.7 ~5;第二种冷热源即热泵型机组,夏季制冷,冬季制热. 在设计工况下,其能效比较水冷机组要低,仅达到3 左右,但其具有良好的节能和环保效果;中央空调的另一种冷热源为溴化锂吸收式机组,这类机组的能效比( 制冷量/ 消耗的热量) 比较低,节电不节能,适用于有废热和余热的地方。
4、采用变频应用系统
变频技术在现在空调系统的使用中成为一种必然性,不仅能有效地改造空调系统的某些不足,还能较大地降低能耗、节省运行费用。采取变频技术的原因是:设计人员在进行设备选型时,通常会预留一定的富裕量,事实上设备很少会在全负荷下运行,甚至不可能出现全负荷运行的情况。建筑物由于使用环境的变化,负荷也会发生相应的变化。建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而产生波动。正常情况下,空调设备只能按设备的额定功率运行。当负荷降低时,设备仍以额定功率全负荷输出运行。这就必然造成能量的浪费。如果使用变频技术,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。
5、替代制冷剂
众所周知,过去常用的制冷剂氟利昂对臭氧层的破坏影响很大。为了保护大气臭氧层,制冷空调业对CFCs和HCFCs两种替代工质进行了研究。目前已取得相应进展。人工合成制冷剂有HFCs,天然制冷剂有NH3,CO2,碳氢化合物等。HFCs的ODP值为0,用于制冷空调系统将不会对臭氧层造成破坏,从而可避免过多的紫外线照射地球对人类造成的伤害。
6、着力开发可再生能源,积极推广新能源
由于空调系统中所使用的高品位、不可再生能源所引起的资源环境问题也日益突出,必须开发一些合理有效的可再生能源以缓解目前的紧张局面。地热(冷)能和太阳能等可再生资源应用于空调制冷,具有一定的优势,而且清洁无污染。地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量,包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作为冬季热源和夏季冷源,是既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。由于暖通空调技术的发展和变化,特别是建筑市场竞争激烈,业务需求日益现代化、多样化、重视国外技术的移植与引进。而节能、环保、绿色等概念的影响及我国能源结构的调整,对暖通空调设计的挑战越来越严峻,因此,在暖通空调设计时要注重建筑节能的考虑。经粗略估算,采取周密有效的建筑技术措施可以降低2/3—3/4的建筑能耗。因此在建筑规划设计,建造和使用过程中,在满足室内环境舒适、卫生、健康的条件下,采取合理有效的建筑节能技术,有利于实现建筑节能和环保共进的目标。一般来说,实现建筑节能的技术途径为:尽量减少建筑内能源总需求量的同时,大力开发利用可再生的新能源,从而减少使用在建筑领域内易引起环境污染的能源。
7、 加强冷热回收利用的研究运用工作,实现能源利用的最大化
提高暖通空调系统的能源利用率也是实现空调节能的途径之一。热回收主要是通过系统中安装的能量回收装置,用排风中的能量来处理新风,就可以减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,达到节能的目的。在选择热回收装置时,应当结合当地气候条件、经济状况、工程的实际情况、排风中有害气体的情况等多种因素综合考虑,以确定选用合适的热回收装置,从而达到花较少的投资,回收较多的热(冷)量的目的。
总之,暖通空调技术与设备的发展与建筑行业的发展息息相关,建筑业给空调发展提供了前提和机会。其注重绿色环保和注重使用者健康是任何产品发展的必要环节。空调行业的发展也离不开这一条件,这是空调行业全面赢得认可,走向世界的可靠保证。
参考文献
[1] 罗桂荣.民用建筑空调水处理设计相关问题探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2012(24).
[2] 李舟.北京市水源热泵技术应用现状调查与分析[J]. 建筑热能通风空调. 2012(04).
[关键词]暖通空调系统 节能 对策
中图分类号:U223 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)25-0008-01
随着空调应用的日益普及,空调领域作为耗能大户应从设计、运行等方面特别注意节能的问题,不断提高空调系统的节能设计水平、节能运行管理水平,采用各种节能措施降低空调系统的运行能耗和费用,改善空调系统的节能效果,并且要大力开发可再生能源在暖通空调系统中的应用,这对于节约能源、保护环境、促进国民经济的可持续发展都具有十分重要的意义。
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、暖通空调系统节能的有效对策
1、合理设计暖通空调系统,提高空调使用效率
设计是一个工程的灵魂,而对于暖通空调系统,初期的设计是否合理将直接影响其使用性能和经济性。暖通空调系统设计的重点之一是建筑物负荷计算,设计人员应该根据建筑施工图纸,正确计算冷、热负荷的建筑面积,并正确估计单位建筑面积的冷、热负荷指标,从而计算出整个建筑需要的冷、热通风负荷。而在实际设计施工中,暖通空调设计人员往往只根据方案设计或初步设计中的建筑面积来估算暖通空调建筑负荷,而不再核对具体施工图纸,这往往会造成计算出来的总负荷偏大,从而使得选用的暖通空调设备总功率偏大,不但增加的一次投入的成本, 更重要的是过大的暖通空调设备用于较小的建筑物,会造成运行效率低,能耗增加。此外,对于新风系统的设计,应该考虑使系统能随建筑物外界天气环境的改变自动调节风量, 从而最大限度的减少主机的开启时间,从而达到节能环保的目的。可以说,暖通空调系统的设计,对系统是否能实现节能的目的起着至关重要的作用。
2、 改变维护结构性能
暖通空调系统通过围护结构的负荷占很大比例,而维护结构的保温性能决定着其综合传热系数的大小,因此在现代建筑中首先应通过提高围护结构的保温隔热性能来实现系统节能,建筑冬季采暖热负荷包括四周围护结构散热量、屋顶和地面散热量、存在温差的相邻房间的传热量以及门窗和缝隙内进入室内的冷空气耗热量等,而该部分往往在设计中往往被忽视而增大了供暖热负荷值的出入,因此,在现代建筑中尽量减小外门窗面积并采取高效的遮阳措施可在一定程度上实现系统节能。
3、选择合适的冷热源
在系统设计中对设备进行合理选配已成为空调节能的关键,合理配置中央空调系统的冷热源对节能与能源合理利用的意义非常重大。中央空调常见的冷热源配置方式有水冷冷水机组十锅炉、热泵型机组和溴化锂吸收式机组。第一种冷热源在设计工况下的能效比较高,一般为3.7 ~5;第二种冷热源即热泵型机组,夏季制冷,冬季制热. 在设计工况下,其能效比较水冷机组要低,仅达到3 左右,但其具有良好的节能和环保效果;中央空调的另一种冷热源为溴化锂吸收式机组,这类机组的能效比( 制冷量/ 消耗的热量) 比较低,节电不节能,适用于有废热和余热的地方。
4、采用变频应用系统
变频技术在现在空调系统的使用中成为一种必然性,不仅能有效地改造空调系统的某些不足,还能较大地降低能耗、节省运行费用。采取变频技术的原因是:设计人员在进行设备选型时,通常会预留一定的富裕量,事实上设备很少会在全负荷下运行,甚至不可能出现全负荷运行的情况。建筑物由于使用环境的变化,负荷也会发生相应的变化。建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而产生波动。正常情况下,空调设备只能按设备的额定功率运行。当负荷降低时,设备仍以额定功率全负荷输出运行。这就必然造成能量的浪费。如果使用变频技术,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。
5、替代制冷剂
众所周知,过去常用的制冷剂氟利昂对臭氧层的破坏影响很大。为了保护大气臭氧层,制冷空调业对CFCs和HCFCs两种替代工质进行了研究。目前已取得相应进展。人工合成制冷剂有HFCs,天然制冷剂有NH3,CO2,碳氢化合物等。HFCs的ODP值为0,用于制冷空调系统将不会对臭氧层造成破坏,从而可避免过多的紫外线照射地球对人类造成的伤害。
6、着力开发可再生能源,积极推广新能源
由于空调系统中所使用的高品位、不可再生能源所引起的资源环境问题也日益突出,必须开发一些合理有效的可再生能源以缓解目前的紧张局面。地热(冷)能和太阳能等可再生资源应用于空调制冷,具有一定的优势,而且清洁无污染。地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量,包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作为冬季热源和夏季冷源,是既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。由于暖通空调技术的发展和变化,特别是建筑市场竞争激烈,业务需求日益现代化、多样化、重视国外技术的移植与引进。而节能、环保、绿色等概念的影响及我国能源结构的调整,对暖通空调设计的挑战越来越严峻,因此,在暖通空调设计时要注重建筑节能的考虑。经粗略估算,采取周密有效的建筑技术措施可以降低2/3—3/4的建筑能耗。因此在建筑规划设计,建造和使用过程中,在满足室内环境舒适、卫生、健康的条件下,采取合理有效的建筑节能技术,有利于实现建筑节能和环保共进的目标。一般来说,实现建筑节能的技术途径为:尽量减少建筑内能源总需求量的同时,大力开发利用可再生的新能源,从而减少使用在建筑领域内易引起环境污染的能源。
7、 加强冷热回收利用的研究运用工作,实现能源利用的最大化
提高暖通空调系统的能源利用率也是实现空调节能的途径之一。热回收主要是通过系统中安装的能量回收装置,用排风中的能量来处理新风,就可以减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,达到节能的目的。在选择热回收装置时,应当结合当地气候条件、经济状况、工程的实际情况、排风中有害气体的情况等多种因素综合考虑,以确定选用合适的热回收装置,从而达到花较少的投资,回收较多的热(冷)量的目的。
总之,暖通空调技术与设备的发展与建筑行业的发展息息相关,建筑业给空调发展提供了前提和机会。其注重绿色环保和注重使用者健康是任何产品发展的必要环节。空调行业的发展也离不开这一条件,这是空调行业全面赢得认可,走向世界的可靠保证。
参考文献
[1] 罗桂荣.民用建筑空调水处理设计相关问题探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2012(24).
[2] 李舟.北京市水源热泵技术应用现状调查与分析[J]. 建筑热能通风空调. 2012(04).