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【摘 要】 暖通空调系统是现代建筑中非常重要的组成部分,该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,因此被认为是具有战略性的问题,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。本文探讨了暖通空调系统的节能措施。
【关键词】 暖通;空调系统;节能;措施
引言:
暖通空调系统是当前城市现代建筑中,调节室内温度、湿度以及舒适度的重要空调系统,并且随着人们对生活品质的要求不断增高,建筑对暖通空调系统的需求量也越来越大。这就使得暖通空调系统成为一项耗能大户。而在资源能源紧缺加剧的今天,建筑节能是建筑未来建筑发展的主要趋势。
一、暖通空调系统节能的意义
随着经济的发展,我国的建筑业发展迅猛,建筑能耗不断增加,建筑能耗已经占据社会总能耗的27%以上,有些地区已接近40%,且其总量呈逐年上升趋势。能源总消费量的比例已从20世纪70年末的10%,上升到近年的27.48%,其中2/3为暖通空调系统所消耗。随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,暖通空调系统得以广泛应用,用于暖通空调系统的能耗也将进一步增大,这势必造成能源供求矛盾的进一步激化。此外,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,其中电能占绝大比例。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。随着二氧化碳、氮氧化物、硫化物、烟尘等的排放增加,酸雨现象频繁发生,对生态环境和可持续发展带来了很大影响。根据暖通空调行业的研究成果,现有空调系统的能耗是惊人的。如果采取相应的节能技术,使现有空调系统节能20%~50%完全可能。因此在暖通空调系统中考虑节能意义重大。
二、暖通空调系统的节能措施
1、合理选择设计方案
空调系统新风量的大小不仅与能耗、初投资和运行费用密切相关,而且关系到人体的健康,设计人员进行工程设计时,不应随意增加或减少。另外,在人员密度相对较大且变化较大的房间,宜采用新风需求控制,即根据室内CO2浓度检测值增加或减少新风量,使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的限值内;风机盘管机组加新风空调系统的新风口应单独设置,或布置在风机盘管机组出风口的旁边,不应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。
房间面积或空间较大、人员较多或有必要集中进行温、湿度控制管理。全空气空调系统具有易于改变新、回风比例,必要时可实现全新风运行,从而获得较大的节能效益和环境效益,且易于集中处理噪声、过滤净化和控制空调区的温、湿度,设备集中,方便维修和管理等优点;建筑空间高度大于或等于10m且体积大10000m3时,宜采用分层空调系统。与全室性空调方式相比,分层空调系统夏季可节省冷量30%左右,因此,能减少运行能耗和初投资。对于民用建筑中的中庭等高大空间,通常来说,人员在底层活动,因此舒适性范圍大约为地面以上2m—3m。采用分层空调,其目的是将这部分范围的空气参数控制在使用要求之内,3m以上的空间则处于“不保证”的范畴。
2、改善建筑维护结构的保温性能
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。比如同样形状的建筑物,南北朝向比东西朝向冷负荷小,因此合理的建筑物朝向的选择对节能是非常重要的。《规范》中规定:冬季供暖热负荷应包括四周围护结构散热量,屋顶和地面散热量,有温差的相邻房间的传热量,还应包括加热由门窗侵入和由其缝隙渗入室内的冷空气的耗热量,但有时设计人员在计算供暖热负荷时漏算这部分耗热量,致使供暖热负荷值出入较大,因而要尽量减小外窗面积,并采取有效的遮阳措施,如选用特种玻璃,双层玻璃和窗帘等,或者使用可再生能源或低品位能源的空调系统。
3、改进建筑热工性能
建筑物热工性能涉及到建筑形体系数气密性、建筑保温、建筑遮阳等方面,建筑内部绝大多数的热量是通过建筑围护结构散发掉的,因此热量传递速度与建筑外表面散热面积,由于建筑采暖能耗随体形系数的增大而增高;同时采暖建筑内通过空气渗透消耗热量达到30%~40%左右,热量消耗形式主要是由于外窗的气密性较差和导线、管道等的出入口和烟囱风道以及部分结构连接缝隙等部位,因此为降低该部分能耗可以通过提高门窗制作及安装精度、选用新型材料、加强密封措施等来减少空气渗透。同时建筑保温新型材料可以在一定程度上增强其保温效果,对于节约能源具有重要意义。
4、应用地暖,降低能耗
过去的暖通空调系统多使用不可再生能源、高品位能源,而由此引起的资源和环境问题也越来越明显,因此,开发寻找可以使用的可再生能源和低品位能源,从而使得暖通空调的冷热源尽可能的多元化显得非常重要。近年来,地暖市场发展迅速,地暖有着温度分布均匀的优点,温度梯度小,可以减少无效热损失,非常低碳节能。而且地暖采暖安全稳定,寿命长,具有巨大的市场潜力。地热泵空调系统就是在这样的要求下发展起来的,其原理是利用地下恒温层土壤或者地下水、地表水等一切可以利用的热源来提高空调系统的COP值,这样就使得暖通空调的整体功耗大幅度下降。
5、利用可再生资源
利用各种可再生资源,如地源热、地下水、太阳能、自然风、海洋能等自然资源。地源热泵空调,是利用在冬季吸收土壤、地下水、地表水等天然资源的能量,向建筑提热能,夏天向天然资源释放热量,给建筑物供冷的一种高效节能的空调系统。主要用于居民住宅、别墅、学校以及商业建筑。太阳能空调利用太阳光的辐射为能源进行制冷工作。它的使用,弥补了供电不足的缺口,缓解了供电压力,也非常环保,不会带来传统电空调使用过程中所带来的城市热岛效应,并且由于太阳能空调的使用原理中并不包括氟利昂,就不会产生相关的有害物质致使大气环境遭受破坏。是名副其实的绿色节能空调。我国地域广大,资源种类多样齐全,大多数地热资源的程度适中,适宜投入使用,也有一些地方存有高温地热,这类资源能够用于高温热泵,沿海地区的海水源热泵前景也非常广阔。
6、采用新型节能舒适健康的空调方式,减少输送系统的能耗
系统形式的选择,直接影响到冷、热源的耗能和动力的耗能。在室内,我们根据热湿环境的研究成果,改变传统的空调方式,增加辐射热,采用低温地板辐射采暖,该系统可以考虑采用间歇供暖方式,即通过降低日间温度来减小房间负荷,从而减小建筑物的能耗。低温地板辐射采暖是在地板上均匀布置散热盘管,热量以辐射对流的方式向上传递,室内温度下暖上凉,给人以“脚暖头凉”的感觉,热舒适性比较好。地板供热具有舒适性好、减少扬尘、节省空间、私密性好,易于计量改造,可利用低位热源和节省维修费用等特点。在办公、商业等大型公共建筑里,比较多的是采用变风量空调系统,变风量系统在一般情况下,节能可达到50%。采用变水量的运行是负荷减少时,调小水量,冷水温度不变。
三、结束语
为实现我国可持续发展战略,暖通空调系统节能是非常重要的,选择合理的节能措施,从而达到更好的效果,使暖通空调系统具有并发挥经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用,使其对国民经济的发展和人民生活的提高带来正面效应,则是实现大幅度节能、产生显著的环境和社会效益、推动经济发展的保证。
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).
[3]李玲,某宾馆空调系统能耗调研与节能改造分析[J],山西建筑,2010,34.
【关键词】 暖通;空调系统;节能;措施
引言:
暖通空调系统是当前城市现代建筑中,调节室内温度、湿度以及舒适度的重要空调系统,并且随着人们对生活品质的要求不断增高,建筑对暖通空调系统的需求量也越来越大。这就使得暖通空调系统成为一项耗能大户。而在资源能源紧缺加剧的今天,建筑节能是建筑未来建筑发展的主要趋势。
一、暖通空调系统节能的意义
随着经济的发展,我国的建筑业发展迅猛,建筑能耗不断增加,建筑能耗已经占据社会总能耗的27%以上,有些地区已接近40%,且其总量呈逐年上升趋势。能源总消费量的比例已从20世纪70年末的10%,上升到近年的27.48%,其中2/3为暖通空调系统所消耗。随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,暖通空调系统得以广泛应用,用于暖通空调系统的能耗也将进一步增大,这势必造成能源供求矛盾的进一步激化。此外,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,其中电能占绝大比例。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。随着二氧化碳、氮氧化物、硫化物、烟尘等的排放增加,酸雨现象频繁发生,对生态环境和可持续发展带来了很大影响。根据暖通空调行业的研究成果,现有空调系统的能耗是惊人的。如果采取相应的节能技术,使现有空调系统节能20%~50%完全可能。因此在暖通空调系统中考虑节能意义重大。
二、暖通空调系统的节能措施
1、合理选择设计方案
空调系统新风量的大小不仅与能耗、初投资和运行费用密切相关,而且关系到人体的健康,设计人员进行工程设计时,不应随意增加或减少。另外,在人员密度相对较大且变化较大的房间,宜采用新风需求控制,即根据室内CO2浓度检测值增加或减少新风量,使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的限值内;风机盘管机组加新风空调系统的新风口应单独设置,或布置在风机盘管机组出风口的旁边,不应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。
房间面积或空间较大、人员较多或有必要集中进行温、湿度控制管理。全空气空调系统具有易于改变新、回风比例,必要时可实现全新风运行,从而获得较大的节能效益和环境效益,且易于集中处理噪声、过滤净化和控制空调区的温、湿度,设备集中,方便维修和管理等优点;建筑空间高度大于或等于10m且体积大10000m3时,宜采用分层空调系统。与全室性空调方式相比,分层空调系统夏季可节省冷量30%左右,因此,能减少运行能耗和初投资。对于民用建筑中的中庭等高大空间,通常来说,人员在底层活动,因此舒适性范圍大约为地面以上2m—3m。采用分层空调,其目的是将这部分范围的空气参数控制在使用要求之内,3m以上的空间则处于“不保证”的范畴。
2、改善建筑维护结构的保温性能
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。比如同样形状的建筑物,南北朝向比东西朝向冷负荷小,因此合理的建筑物朝向的选择对节能是非常重要的。《规范》中规定:冬季供暖热负荷应包括四周围护结构散热量,屋顶和地面散热量,有温差的相邻房间的传热量,还应包括加热由门窗侵入和由其缝隙渗入室内的冷空气的耗热量,但有时设计人员在计算供暖热负荷时漏算这部分耗热量,致使供暖热负荷值出入较大,因而要尽量减小外窗面积,并采取有效的遮阳措施,如选用特种玻璃,双层玻璃和窗帘等,或者使用可再生能源或低品位能源的空调系统。
3、改进建筑热工性能
建筑物热工性能涉及到建筑形体系数气密性、建筑保温、建筑遮阳等方面,建筑内部绝大多数的热量是通过建筑围护结构散发掉的,因此热量传递速度与建筑外表面散热面积,由于建筑采暖能耗随体形系数的增大而增高;同时采暖建筑内通过空气渗透消耗热量达到30%~40%左右,热量消耗形式主要是由于外窗的气密性较差和导线、管道等的出入口和烟囱风道以及部分结构连接缝隙等部位,因此为降低该部分能耗可以通过提高门窗制作及安装精度、选用新型材料、加强密封措施等来减少空气渗透。同时建筑保温新型材料可以在一定程度上增强其保温效果,对于节约能源具有重要意义。
4、应用地暖,降低能耗
过去的暖通空调系统多使用不可再生能源、高品位能源,而由此引起的资源和环境问题也越来越明显,因此,开发寻找可以使用的可再生能源和低品位能源,从而使得暖通空调的冷热源尽可能的多元化显得非常重要。近年来,地暖市场发展迅速,地暖有着温度分布均匀的优点,温度梯度小,可以减少无效热损失,非常低碳节能。而且地暖采暖安全稳定,寿命长,具有巨大的市场潜力。地热泵空调系统就是在这样的要求下发展起来的,其原理是利用地下恒温层土壤或者地下水、地表水等一切可以利用的热源来提高空调系统的COP值,这样就使得暖通空调的整体功耗大幅度下降。
5、利用可再生资源
利用各种可再生资源,如地源热、地下水、太阳能、自然风、海洋能等自然资源。地源热泵空调,是利用在冬季吸收土壤、地下水、地表水等天然资源的能量,向建筑提热能,夏天向天然资源释放热量,给建筑物供冷的一种高效节能的空调系统。主要用于居民住宅、别墅、学校以及商业建筑。太阳能空调利用太阳光的辐射为能源进行制冷工作。它的使用,弥补了供电不足的缺口,缓解了供电压力,也非常环保,不会带来传统电空调使用过程中所带来的城市热岛效应,并且由于太阳能空调的使用原理中并不包括氟利昂,就不会产生相关的有害物质致使大气环境遭受破坏。是名副其实的绿色节能空调。我国地域广大,资源种类多样齐全,大多数地热资源的程度适中,适宜投入使用,也有一些地方存有高温地热,这类资源能够用于高温热泵,沿海地区的海水源热泵前景也非常广阔。
6、采用新型节能舒适健康的空调方式,减少输送系统的能耗
系统形式的选择,直接影响到冷、热源的耗能和动力的耗能。在室内,我们根据热湿环境的研究成果,改变传统的空调方式,增加辐射热,采用低温地板辐射采暖,该系统可以考虑采用间歇供暖方式,即通过降低日间温度来减小房间负荷,从而减小建筑物的能耗。低温地板辐射采暖是在地板上均匀布置散热盘管,热量以辐射对流的方式向上传递,室内温度下暖上凉,给人以“脚暖头凉”的感觉,热舒适性比较好。地板供热具有舒适性好、减少扬尘、节省空间、私密性好,易于计量改造,可利用低位热源和节省维修费用等特点。在办公、商业等大型公共建筑里,比较多的是采用变风量空调系统,变风量系统在一般情况下,节能可达到50%。采用变水量的运行是负荷减少时,调小水量,冷水温度不变。
三、结束语
为实现我国可持续发展战略,暖通空调系统节能是非常重要的,选择合理的节能措施,从而达到更好的效果,使暖通空调系统具有并发挥经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用,使其对国民经济的发展和人民生活的提高带来正面效应,则是实现大幅度节能、产生显著的环境和社会效益、推动经济发展的保证。
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).
[3]李玲,某宾馆空调系统能耗调研与节能改造分析[J],山西建筑,2010,34.