暖通空调系统节能技术探讨

所属栏目:智能科学技术论文 发布日期:2013-01-23 09:24 热度:

  摘要:随着经济的迅速发展,能源和环境问题日益尖锐。建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,而暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置,起着重要的作用。节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统、建筑系统节能的基础。本文通过分析暖通空调系统能耗的构成及主要特点,论述了现代建筑中暖通空调节能措施,从多个角度论述了新型环保节能技术的应用,并从新风预处理系统、独立新风系统以及个性化送风系统等角度对暖通空调系统节能技术进行了展望。

  关键词:暖通空调系统,节能,意义,途径,方法

  1 暖通空调系统能源消耗的构成及主要特点

  1.1暖通空调系统能源消耗的组成

  当前,随着经济的发展和城市化建设的加快,人民生活质量得到了显著的改善,与此同时建筑能耗的总量也逐年上升,能源问题和环境问题成为阻碍发展的重要因素。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。

  1.2暖通空调系统耗能的特点

  暖通空调系统的能耗与其它建筑能耗相比有一些特点:首先,能量使用效率受到系统设计、选型、运行管理等因素的影响,如果系统设计不合理将会降低能源消耗效率。其次,室内空气环境的冷热质量也会影响到暖通空调系统的质量。这就要求尽可能多的利用现有天然能源,如太阳能、风能、地热能等作为补充。第三,暖通空调系统的冷热是通过交换形式完成的。因此,针对这一特定热点,可以采用冷热量回收的方式来节能减排,从而提高能源的使用效益。

  2 暖通空调节能措施

  2.1暖通空调系统自身设计方面

  设计是工程的龙头,系统设计的优劣直接影响其使用性能。而建筑负荷计算是设计的重要内容之一,当前普遍存在一个现象就是设计工期短,许多设计人员为了节省时间,错误地利用设计手册中供方案设计或初步设计时估算冷、热负荷用的单位建筑面积冷、热负荷指标,直接作为施工图设计阶段确定冷热负荷的依据。往往使得总负荷偏大,从而导致空调采暖设备偏大,初投资增高。运行费用增加,能量消耗增加。

  2.2采用新型节能舒适健康的空调及采暖方式

  当前,我们应采用新型节能舒适健康的空调方式。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,影响人体热舒适性的环境参数众多,不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,但对于不同热湿参数组合的环境其空调系统的能耗是不相同的。

  2.3提高建筑维护结构的保温性

  影响暖通空调系统的最大因素在于建筑维护结构的保温性,其决定着维护结构综合传热系数的大小。因此。只有严格规范建筑维护结构的保温隔热性能系数,使其达到国家规定的标准,才能更好地实现暖通空调系统的正常运行。

  2.4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。

  2.5加强对冷热回收利用的深入研究

  近年来,我国对暖通空调系统的冷热回收利用的研究正蓬勃开展,如对暖通空调系统的伞热回收器,卫生热水供应问题的深入探讨。都涉及到暖通空调系统的冷热回收问题,这种主流的环保方式既提高了空调系统的能源利用率,也实现了能源最大限度的利用。

  2.6规范暖通空调系统运行的管理

  暖通空调系统要实现规范化管理和可持续发展,必须加强对暖通空调工作人员的培训和管理,要严格执行空调操作规范和完善制度,提高管理人员的专业技术水平和道德素质。杜绝无证上岗和无经验施工,对未达到考核要求和规定的人员应二次回炉,重新培训,直到考核合格方可上岗。只有将责任落实到每个工作人员,管理人员才能根据实际情况做出调整,从而达到规定的节能效果,实现系统控制的高水平。此外,政府的相关职能部门应对此工作给予重视和支持,以实现环境效益和社会效益的双丰收。

  3 新型环保节能技术应用

  3.1环保能源的应用

  可再生能源包括地热源、地下水、太阳能以及海洋能等自然资源。其中地源热泵是利用冬季吸收土壤、地下水或地表水等自然资源中的能量来向建筑提供热能,夏季则向其释放热量,其属于一种高效节能的空调系统;太阳能则是利用阳光辐射为能源进行制冷,其是综合空调技术和超导技术,将太阳能作为热源,溴锂超导暖气片及超冷暖空调作为交换介质,通过对超导介质激发来实现热能的传导,该能源利用可在一定程度上弥补供电不足的现象,并可缓解供电压力以及可避免传统电空调的利用带来的城市热岛效应,同时太阳能的利用也不会产生可破坏大气环境的有害物质;海水空调系统则是将海水作为冷热源,该技术可有效提高一次能源利用率,并可大幅度减少二氧化碳的排放量。天然气利用,将天然气作为空调制冷设备的能源可有效控制二氧化碳和二氧化硫等有害物质的排放量而减少环境污染,降低对人体的危害程度,但该种能源属于不可再生能源。

  3.2蓄冷技术

  主要是利用冰和水两种介质进行。部分大城市由于白天和黑夜用电量存在较大差距而采取不同的收费标准,一般夜间定点后电价低廉,因此在该时段可采取冰冷空调,即在夜间电价低廉的时候开启部分制冷机组进行制冰并存储能量,而在白天用电高峰阶段则进行融冰以提供低温水,并释放所储存的能量来缓解大量的用电需求并可实现有效降低用电成本。

  3.3热回收技术

  该技术是利用能量回收在利用技术来将系统能源最大限度的利用,传统技术是通过冷水机组或冷却塔将室内热量排放来降低室内温度并实现人体感觉舒适,但若将大量冷凝热量直接排放则会浪费大量能源,并对自然环境造成污染,热回收技术则可将空调机组排放的热量进行回收而避免直接排放造成的浪费,不仅可减少热污染并可通过对热量的回收实现变废为宝的效果。

  3.4低温地板辐射采暖技术

  该技术是在地板内直接埋设熟水管来加热地板,地面辐射产生的热量来对室内空气进行加热,该技术常用热水作为介质,一般辐射体表面温度不超过45℃,该种采暖模式中热量以对流的形式向上传递而实现室内温度下部高于上部,室内人们可在感受脚暖的同时保持头顶凉爽的效果,该种采暖方式不仅舒适性和私密性好,并可减少扬程以及有效节省室内空间。

  3.5变频技术

  该技术是通过改变频率来调整压缩机功率从而实现刚氏常开关损耗,达到低频运转高效的效果,当室内达到设定温度则可在不改变送风温度的前提下通过减少风量来调节室内温度,同时变频电机可通过调节能量输送实现更为有效的节能,该变频技术可实现节能30%,并具有运行可靠、高智能化及低噪音的优点。

  4 节能技术展望

  4.1新风预处理系统

  包括热回收式新风预处理系统和除湿式新风预处理系统。熟回收式新风预处理系统是对排风中的能量对新风进行预处理以刚氐系统的制冷量和除湿量,从而可减少系统容量,该系统可用于对温度、湿度要求不太严格的场合;除显式新风预处理系统可避免冷热抵消和低机器漏电的缺点,从而可减少制冷量并实现温湿度独立控制,该种再生热能系统可充分利用低铺位能源以提高节能效果,适用于湿负荷大,对湿度要求较为严格的场合。

  4.2独立新风系统

  该系统中新风机采用低温送风机绍将新风直接送到空调房间以承担新风负荷和室内全部潜热负荷及部硝显热负荷,其中显冷设备均采用无新风系统从而可大大提高建筑内环境的安全性而避免了不同房间之间的污染传播,并且新风和排风间采取全热交换器来降低空调能耗。

  4.3个性化送风系统

  该系统可实现室内每个人可根据个人喜好来控制局部环境,所采用的个体化调节方式是一种节能并对环境友好的空调方式,该系统在现代建筑中势必存在广阔的发展前景。

  5 结语

  目前,我国的很多建筑中的空调系统都具有节能的潜力,而且节能也逐渐的引起了各个设计、施工和管理单位的重视,但是仍然存在着许多浪费能源的现象。要想做到空凋系统的节能,只有通过设计、施工到运行管理各个部门的通力合作,才能真正实现。同时,要提高公众的节能意识,大力推广新的节能技术,从而实现社会的可持续发展。

文章标题:暖通空调系统节能技术探讨

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