关于暖通空调系统中环保节能技术的应用

摘　要： 节能是世界各国的共同目标,而在建筑工程中实现暖通空调系统的节能是当前建筑界追求的目标,本文将对暖通空调系统节能的技术应用和设计方向进行论述。

关键词：暖通空调；节能；设计；应用
空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统节能的基础，是推动经济发展的保证。
　　1.暖通空调领域节能的途径与方法
　　科学技术的不断进步，使暖通空调领域新的技术不断出现，我们可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能。
　　(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。热湿环境研究成果的应用，为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数，如采用PMV或SET*指标对空调系统进行调控，不仅可以解决传统控制方法存在的弊病，而且可以实现大幅度的节能，据我们的初步研究表明，采用这种控制方法可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。
　　(4)采用新型节能舒适健康的空调方式
　　如上所述，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，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果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（如低温地板辐射采暖），此时所需要的空气温度降显著下降，一般可达到12~14度，而传统方式一般在18~20度，显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。
　　(5)开展冷热回收利用的研究运用工作，实现能源的最大限度利用
　　目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃开展，如空调系统排风的全热回收器，夏季利用冷凝热的卫生热水供应等，都是对系统冷热的回收利用，显著提高了空调系统能源利用率。
　　2.暖通空调系统节能的设计方向　　
　　首先,要合理的选择热源系统。在设计暖通空调节能系统时,要根据具体的工程建筑选择实用有效的热源系统。一般来说,当前国内市场上的热源种类主要有热电站、热泵、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、小型锅炉、区域锅炉房等。而从能量利用效率上来看,其中以热电站的效率最高,其次是热泵技术。
　　热泵是以大自然中蕴藏着大量的较低温度的低品位热能为热源,通过压缩机的工作从这些热源中吸取其中蕴藏着的大量较低温度的低品位热能,并将其温度提高后再传给高温热源。热泵按热源的不同可分为:空气源(风冷)热泵。目前的产品主要是家用热泵空调器、商用单元式热泵空调机组和热泵冷热水机组。地源热泵(尤其是土壤型)可以节能30 %左右,而直燃型溴化锂吸收式机组供热式的效率相当于燃油或燃气锅炉,对于锅炉房来说,大型区域锅炉房明显优于小型锅炉。通过这些科学的分析,设计人员在设计暖通空调节能系统时,就可以根据工程建筑自身的情况,选择合理的可行的热源系统,因为不同地域不同建筑工程的需要和条件不一样,所以从设计阶段开始就必须注意对热源的选用。
　　其次,在设计时必须考虑到减少热媒介输送过程中能耗的主要措施。一是在设计要求材料的选用上,可以制定选用保温效果好的新型保温材料对管道进行保温节能,如在设计上采用热水预制保温直埋管等。二是在能力的输送系统管理的设计上,可以选用计算机系统对供暖系统进行全面的水利平衡调试,采用以平衡阀及其专用智能仪表为核心的管网水力平衡技术,以便科学有效的实现对管网流量的合理分配和控制,进一步提高输送能量的效率,以达到节能的效果。三是在设计时考虑实用性强的动力传输系统,力求在设计时对动力系统的优选,以保证在实际施工和使用中实现节能的效果。可以选用效率高、部分负荷特性好和大温差、低流速、低摩阻管道,输送效率高的载能介质的动力设备,这样就可以有效的减少输送过程的能耗,从而提高输送效率,既改善供暖质量又节约能源。
　　再次,在设计上合理选择采暖、通风与空调相结合的节能系统,采用科学的空调方式有效的降低负荷。根据具体工程建筑的需要,依据技术标准,在设计时应注意朝向、周边区与内区、使用功能的差异等对系统进行选择和划分,同时要考虑分开设置或分环设置以便于控制、调节及管理。在通风空调系统的设计上,采用不同朝向、内外区系统应分开设置或分环设置,或采用多分区新风机、多分区空调机系统,对内外区分别输送不同参数的风,风量也可分别调节与控制,从而避免不同区域出现过冷或过热的能量浪费现象。例如变风量(VAV)系统、变露点送风系统、辐射板供冷与供热系统、变水量系统、水环热泵系统、变制冷剂流量(VRV)系统、多分区新风机、多分区空调机系统等都具有节能的优点,分析环境控制场合的特点和各种系统具有的特点,使二者有最佳的配合,从而达到既经济又节能的目的。在通风 空调系统的气流分布模式的设计上,可以选择具有节能优点的气流分布模式,如下送风模式、置换通风模式等。
　　3.各种环保节能技术的应用
a各种新兴环保能源的利用
　　(1)采用天然气作为空调制冷设备的能源，天然气是继煤炭和石油之后的第三大常规能源，能够有效控制二氧化碳和二氧化硫的排放量，减少环境污染，对人体健康危害降低。使用天然气为能源的制冷空调市场前景广阔。
　　(2)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。
　　b.新的环保节能技术应用
　　(1)蓄冷空调，一般主要利用冰和水两种介质。由于许多大城市白天供电紧张，为了限制用电，白天和晚上的电收费水准不同。一般晚上定点以后，电价低廉，就可以采用冰冷空调。此种空调正是在夜间电价低廉时，开启一部分制冷机组进行制冰，并储存总能量。在白天电价较贵的用电高峰期，再进行融冰用以提供低温水，释放出所储存的能量，用以应对大量的用电需求，这样的方式能够有效降低用电成本。
(2)热回收技术，是将空调机组排放出的热量进行回收，避免排风系统直接将空调房内的空气排出室外，造成能量的浪费。此种技术可以有效减少热污染，对热量的回收再利用，也获得了变废为宝的效果。
　　(3)低温地板辐射采暖技术，是在地板中直接埋设热水管用以加热地板，由地面辐射产生的热来加热室内空气。使用这种方式，常用热水做介质，辐射体表面温度不大于45摄氏度。低温地板辐射采暖过冲中，热量均以对流的方式向上方传递，致使室内温度下高于上，让人们感受到脚暖的同时保持头顶的凉爽，感觉舒适。低温地板辐射采暖，地板供热不仅舒适性和私密性好l而且能减少扬程，有效节省空间，方便计量改造，从各方面节省了维修费用。
　　4.结语
　 总之,只有克服暖通空调系统节能设计在目前存在的问题,才能实现暖通空调的经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用。此外,在暖通空调系统节能技术的研究方向上必须与世界接轨,从实际使用上实现暖通空调系统的节能。
参考文献:
[1] 中原信生.建筑和建筑设备的节能[M].中国建筑工业出版社,1990.
[2] 陆耀庆.使用供热空调设计手册[M].中国建筑工业出版社,1993. 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/sklw/hjkx/246641.html