淺議暖通空調系統節(jié)能設計要點

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摘 要： 隨著國民經濟的快速發(fā)展，人們生活水平的提高，暖通空調的應用日益普及，大大改善了人們的生產生活環(huán)境，但能耗問題也隨之凸顯起來， 為了創(chuàng)造一個舒適的人居環(huán)境， 建筑舒適性空調系統得以廣泛應用。本文在暖通空調系統節(jié)能設計上及節(jié)能設計相關問題上進行了闡述。 

關鍵詞： 空調系統設計 節(jié)能技術 對策措施  隨著社會的發(fā)展城市房屋的建設和城鎮(zhèn)化的快速步伐，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大，給建筑能耗帶來了巨大的壓力。而目前我國建筑能耗水平不允許按照城市建設和城市化的節(jié)奏增長，建筑節(jié)能勢在必行。這不僅具有巨大的經濟和環(huán)保意義，同時也有國防戰(zhàn)略意義。而在建筑能耗里，用于暖通空調的能耗又占建筑能耗的30％一5o％，且在逐年上升。隨著人均建筑面積的不斷增大，暖通空調系統的廣泛應用，用于暖通空調系統的能耗將進一步增大。這勢必會使能源供求矛盾的進一步激化。本文主要介紹暖通空調領域具有較大的節(jié)能意義。  一、暖通空調系統的節(jié)能設計  1.1改善暖通空調系統的設計  空調系統的設計原則：一保證各個房間(樓梯間除外)的室內溫度能獨立調控是供暖系統的首要； 二是便于實現分戶或分室(區(qū))熱量(費)分攤的功能； 三是管路系統簡單、 管材消耗量少、 節(jié)省初投資。暖通空調系統特別是中央空調系統是一個龐大復雜的系統，系統設計的優(yōu)劣直接影響到系統的使用性能。空調系統的設計對系統的節(jié)能起著重要的作用。  1.2改善圍護結構性能。對于暖通空調系統而言， 通過圍護結構造成的熱損失在整個空調系統能耗中占有很大比重，而圍護結構的保溫性能決定圍護結構綜合傳熱系數的大小，亦即決定通過圍護結構消耗的能耗所占空調負荷的大小。 因此， 提高維護結構的保溫隔熱性能在空調系統節(jié)能中是十分必要的。  1.3提高系統控制水平  解決傳統控制方法存在的弊病，繼而實現大幅度的節(jié)能，采用舒適性評價指標即體感指標作為空調系統的調控參數不失為一種好方法。據研究表明，采用這種控制方法可使空調系統在人體舒適的條件下節(jié)能30%左右。  二、暖通空調節(jié)能技術方式  2.1排風余熱回收技術  夏季，空調建筑的排風溫度低于室外新風溫度，室內含濕量也低于室外新風含濕量。利用熱回收裝置對排風和新風進行熱交換，可以降低新風溫度和濕度。冬季，排風溫度高于室外新風溫度，排風含濕量高于室外新風含濕量，熱回收裝置可以預熱和加濕新風。具體做法為，在排風出口安裝熱交換器，排風和新風分別通過各自的通道進行間接接觸換熱；利用排風余熱來預熱新風(或者利用余冷來預冷新風)，從而達到回收排風余熱的目的。目前可以采用的熱回收設備分為顯熱回收型和全熱回收型兩種。這種產品不但能夠用于中央空調系統，而且能夠用于供暖建筑和使用家用空調器的建筑。不但節(jié)能，而且改善了室內空氣質量?，F在全國已有多家產品，武漢也研制和開發(fā)出了這種產品。有關專家對這項技術的節(jié)能意義有很高的評價，對其應用前景有很樂觀的估計。應當說這項技術的應用在我國還處于起步階段，進一步提高產品的性能和質量，并且使其易于與各種不同的建筑相結合，便于安裝使用，是這項技術的主要研究方向  2.2變流量技術  采暖、空調系統的設計是按照比較不利的氣象條件進行的，所以在絕大部分時間內，實際負荷小于設計熱(冷)負荷，并且在一天之內也是不斷變化的。那么，水和空氣作為熱量和冷量的的載體，其流量也應當是隨著負荷的變化而變化。這既是采暖、空調質量的要求，也是節(jié)能的要求。因此，如何動態(tài)地控制系統的流量，既能滿足經常變化的負荷要求，又能最大限度的節(jié)省能耗，是暖通空調領域近年來的技術熱點之一。  對系統的流量調節(jié)，傳統的方式是改變系統的阻力，即用閥門調節(jié)。這種方式顯然是不經濟的，因為是以消耗流體的機械能為代價的，這些機械能是需要泵和風機提供的。為了避免這種無謂的能量消耗，對于系統的集中調節(jié)，采用改變系統動力的方式，而不采用改變系統阻力的方式，已成了人們的共識和技術潮流。在改變系統動力的調節(jié)方式中，主要有泵／風機多臺并聯的變臺數調節(jié)和變速調節(jié)，其中包括定速機與變速機的并聯、變速與變臺數的結合等。在變臺數調節(jié)中，需要注意的問題是，在調節(jié)中單機工況的改變。即隨著并聯臺數的減少，仍在運行的泵(風機)，流量增大，效率降低，結果有可能導致超載現象的發(fā)生。在變速調節(jié)方面，對于一個具體的工程，需要研究的問題是，變速控制信號的選擇，以及運行模式的選擇。運行模式是指，是并聯各臺全部變速，還是定變結合，還是變速與變臺數結合等。改變系統動力的變流量技術，就全國范圍來看，在熱水供暖系統、空調的冷凍水系統、冷卻水系統以及風系統中，都有了很多的應用。  三、暖通空調系統節(jié)能技術具體措施  3.3.1 空調系統的設計負荷的合理計算  如今正確地計算負荷對整個系統的設計十分重要，負荷算大了會導致投資運行費用增大， 耗能增大，算小了則不能滿足功能要求，負荷直接決定空調系統設備和容量的大小。目前我國普遍在負荷計算上結果偏大，通過采取合理降低室內給定值標準與適當的減少新風量的方法，可以消除不必要的損耗， 節(jié)約能源。  3.3.2 熱源溫度的控制  外網及熱源必須采取相應的控制手段，是由于暖用戶在室內多采取溫控措施及室外氣溫的變化，使系統熱負荷的動態(tài)的變數， 例如熱水網路采取相應的質量 - 流量調節(jié)或質量調節(jié)方式及氣候補償方式等。目前， 許多地方采用根據室外溫度自動調供水溫度的方法。  3.3.3 采暖、通風與空調系統的選擇要合理  其選擇時應在滿足規(guī)范要求的前提下，選擇系統形式。 充分分析人工環(huán)境控制場所的特點， 注意朝向、周邊區(qū)與內區(qū)、 使用功能的差異，分開設置或分環(huán)設置以便于控制、 調節(jié)及管理， 避免不同區(qū)域出現過冷或過熱的能量浪費現象， 使其與系統能夠相互配合達到最佳效果， 從而達到既經濟又節(jié)約的目的。  3.3.4 地源熱泵技術  當前以地熱作為熱泵裝置的熱源或熱匯來對建筑進行采暖或制冷的技術被成為地源熱泵技術。 地源熱泵通過輸入少量的高品位能源 （如電能）， 既可實現低溫熱源向高溫熱源的轉移。在冬季和夏季，分別將地熱能作為高溫熱源和低溫熱源，在冬季將地熱 “取”出來用于采暖或熱水供應，在夏季將室內的熱量提取后釋放到地層中去。 目前在自然界和工業(yè)生產中， 存在大量的低溫位熱源， 儲藏于空氣、 土壤、 水，以及工業(yè)廢氣、 廢水中， 利用熱泵可以回收這些低溫位熱源， 產生高溫位熱量來供應生產和生活之用。  3.3.5 降低輸送過程中能耗  現如今選用保溫性能好的新型保溫材料對管道進行處理有利于節(jié)能。對供暖系統進行全面的水力平衡調試， 改善供暖質量主要利用計算機。 采用以平衡閥及其專用智能儀表為核心的管網水力平衡技術，實現管網流量的合理分配，提高輸送能量的效率。在滿足空調精度、 人體舒適度和工藝要求的前提下， 通過提高供回水溫差、 選用低流速、 輸送效率高的載能介質和效率高、 部分負荷特性好的動力設備， 可以減少輸送過程的能耗， 從而提高輸送效率。  3.3.6 實現供熱管理信息化，采用計算機控制技術  對供熱采暖系統的各種設備、閥門等運行狀態(tài)進行在線的智能化監(jiān)測、 控制和管理主要采用計算機控制。 全面監(jiān)測、 記錄各運行參數協調各系統間的運行，提高管理水平， 增強系統的安全性和可靠性并可使整個生產過程實現信息化管理， 節(jié)省運行能耗， 使供熱采暖系統的運行、 管理水平走向現代化。  暖通空調系統使用者可根據個人需要設置每月甚至每天的控制程序讓空調系統按預定的要求工作，在保證熱舒適的前提下節(jié)能 10％。開發(fā)并利用功能強大、界面友好的控制軟件也是保證空調系統節(jié)能運行的有效措施。  四、結語  綜上所述，建筑節(jié)能不僅是一項技術綜合課題，也是巨大的社會課題。我國政府已經認識到建筑節(jié)能是解決今后能源緊缺問題的有效途徑之一。暖通空調系統在建筑節(jié)能中占據重要的位置，起著重要的作用。另外，暖通空調系統的節(jié)能不僅關系到人們的冷暖、 健康、 安全、 工作效果和產品質量， 還關系到國家能源安全、 資源消耗和環(huán)境污染是關系國計民生和國家可持續(xù)發(fā)展的重要行業(yè)。因此，我們節(jié)能技術的研究開發(fā)和運用是暖通空調系統、建筑系統節(jié)能的基礎，這些技術的合理應用，一定能為建筑節(jié)能做出重要的貢獻。  參考文獻  [1]顧同曾. 歐洲三國建筑節(jié)能近況[j]. 建筑創(chuàng)作, 2002,(6):64-69  [2] 胡麗霞, 蔡水松. 空調系統運行節(jié)能的理念與管理[j]. 當代經濟, 2004,( 9):37-38