論暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計及應(yīng)用探討

1、論暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計及應(yīng)用探討摘要：合理的暖通設(shè)計是建筑節(jié)能的基礎(chǔ)。本文總結(jié)暖通節(jié)能設(shè)計需考慮的問題及注意事項，并根據(jù)我國國情，提出目前暖通設(shè)計中應(yīng)著力解決的問題及可大力推廣的節(jié)能技術(shù)。關(guān)鍵詞：暖通空調(diào) ，節(jié)能設(shè)計， 應(yīng)用引言 我國建筑業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，建筑所消耗能源占據(jù)社會總消耗能源近40，且正呈上升趨勢。建筑行業(yè)節(jié)能問題日漸顯著，建筑節(jié)能的主要部分就是暖通空調(diào)的節(jié)能。這關(guān)系到建筑產(chǎn)品質(zhì)量、國家能源安全、資源消耗速度。暖通空調(diào)節(jié)能勢在必行。設(shè)計人員應(yīng)從以下幾方面著手進(jìn)行節(jié)能設(shè)計。 1.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的設(shè)計首要考慮的問題 1.1要合理的選擇冷熱源型式。在設(shè)計暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)時，要根據(jù)具體的工程

2、建筑選擇實用有效的冷熱源系統(tǒng)。一般來說，當(dāng)前國內(nèi)市場上的熱源種類主要有熱電站、熱泵、直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組、小型鍋爐、區(qū)域鍋爐房等。而從能量利用效率上來看，其中以熱電站的效率最高，其次是熱泵技術(shù)。 冷源型式除了吸收式制冷機(jī)組外，目前應(yīng)用最廣的是以電力驅(qū)動壓縮機(jī)制冷機(jī)組，也有少部分采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動壓縮機(jī)的制冷機(jī)組。按冷凝器冷卻方式有水冷式冷水機(jī)組、風(fēng)冷式冷水機(jī)組、蒸發(fā)冷凝式冷水機(jī)組。蒸發(fā)冷凝式結(jié)合了水冷式冷卻效率高和風(fēng)冷式機(jī)組外形緊湊可室外安裝的優(yōu)點，且相比風(fēng)冷機(jī)組節(jié)能效果顯著，應(yīng)用越來越廣泛。 設(shè)計時根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⒌乇硭?、地下水、工廠廢熱資源等情況，在無市政熱源且需制熱的項目中有條件時優(yōu)

3、先采用熱泵系統(tǒng)。而直燃型溴化鋰吸收式機(jī)組制熱效率相當(dāng)于燃油或燃?xì)忮仩t。對于鍋爐房來說，大型區(qū)域鍋爐房明顯優(yōu)于小型鍋爐。通過這些科學(xué)的分析，設(shè)計人員在設(shè)計時，就可以根據(jù)建筑自特點，選擇合理可行的熱源系統(tǒng)。 1.2在設(shè)計時必須考慮到減少熱媒介輸送過程中能耗的主要措施。 一是在材料的選用上，可以選用保溫效果好的新型保溫材料對管道進(jìn)行保溫節(jié)能。二是在能量輸送系統(tǒng)管理的設(shè)計上，可以選用計算機(jī)系統(tǒng)對供暖系統(tǒng)進(jìn)行全面的水利平衡調(diào)試，采用以平衡閥及其專用智能儀表為核心的管網(wǎng)水力平衡技術(shù)，以便有效的實現(xiàn)對管網(wǎng)流量的合理分配和控制，提高輸送能量的效率，以達(dá)到節(jié)能的效果。三是在設(shè)計時考慮實用性強(qiáng)的動力傳輸系統(tǒng)，以保

4、證在實際施工和使用中實現(xiàn)節(jié)能的效果?？梢赃x用效率高、部分負(fù)荷特性好和大溫差、低流速、低摩阻管道，輸送效率高的載能介質(zhì)的動力設(shè)備，這樣可以有效的減少輸送過程的能耗，節(jié)約能源。 1.3在設(shè)計上合理選擇采暖、通風(fēng)與空調(diào)相結(jié)合的節(jié)能系統(tǒng)，采用科學(xué)的空調(diào)方式有效的降低負(fù)荷。 在暖通系統(tǒng)的設(shè)計上，采用不同功能、不同朝向、內(nèi)外區(qū)系統(tǒng)分開設(shè)置或分環(huán)設(shè)置，或采用多分區(qū)新風(fēng)機(jī)、多分區(qū)空調(diào)機(jī)系統(tǒng)，對內(nèi)外區(qū)分別輸送不同參數(shù)的空氣，風(fēng)量也可分別調(diào)節(jié)與控制，從而避免不同區(qū)域出現(xiàn)過冷或過熱的能量浪費(fèi)現(xiàn)象。例如變風(fēng)量(VAV)系統(tǒng)、變露點送風(fēng)系統(tǒng)、輻射板供冷與供熱系統(tǒng)、變水量系統(tǒng)、水環(huán)熱泵系統(tǒng)、變制冷劑流量(VRV)系統(tǒng)、多

5、分區(qū)新風(fēng)機(jī)、多分區(qū)空調(diào)機(jī)系統(tǒng)等都具有節(jié)能的優(yōu)點，分析環(huán)境控制場合的特點和各種系統(tǒng)具有的特點，使二者有最佳的配合，從而達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能的目的。在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的氣流分布模式的設(shè)計上，可以選擇具有節(jié)能優(yōu)點的氣流分布模式，如下送風(fēng)模式、置換通風(fēng)模式等。 2.值得大力發(fā)展的空調(diào)節(jié)能技術(shù)及措施 目前市場上的空調(diào)節(jié)能技術(shù)層出不窮，有的采用新材料，新能源技術(shù)，有的在原有的成熟技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)，而有的所謂的新技術(shù)則為產(chǎn)品營銷的噱頭?？紤]到我國目前的仍然處于發(fā)展中國家的國情，建筑設(shè)計行業(yè)的仍處于發(fā)展階段，深挖潛力，提高建筑設(shè)計各專業(yè)的設(shè)計水平，大力采用成熟的性價比高的節(jié)能產(chǎn)品和技術(shù)仍是目前暖通行業(yè)節(jié)能方式的主流，也

6、是相當(dāng)一段時間內(nèi)的發(fā)展方向。 2.1建筑規(guī)劃設(shè)計階段的節(jié)能措施 建筑規(guī)劃設(shè)計是建筑節(jié)能設(shè)計的重要方面，規(guī)劃節(jié)能設(shè)計應(yīng)從建設(shè)選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、季風(fēng)主導(dǎo)方向、太陽輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面進(jìn)行研究，以優(yōu)化建筑的微氣候環(huán)境，有利于節(jié)能。充分利用太陽能，利用夏季主導(dǎo)風(fēng)向通風(fēng)，巧妙利用地形、地貌、建筑群引導(dǎo)風(fēng)向、以及建筑物構(gòu)造引導(dǎo)局部氣流加強(qiáng)夏季室內(nèi)通風(fēng)散熱的措施對節(jié)能減排可達(dá)到事半功倍的效果。通俗的講，就是合理的建筑規(guī)劃設(shè)計，可以減少制冷空調(diào)的使用時間或負(fù)荷，盡量達(dá)到冬暖夏涼的效果。 然而，這部分的知識普及和應(yīng)用在設(shè)計領(lǐng)域非常少。另外，我國的建筑投

7、資人往往都非專業(yè)人士，大部分的建筑設(shè)計都是節(jié)能讓位于領(lǐng)導(dǎo)個人觀感喜好。最典型的例子就是全國各地盛行使用加大能耗的大面積玻璃或玻璃幕墻立面。由此可見，提高建筑設(shè)計、暖通設(shè)計人員的節(jié)能綜合知識水平，提升建筑行業(yè)的管理水平，轉(zhuǎn)變管理者的觀念，對于節(jié)能減排起著極其重要和深遠(yuǎn)的作用。 2.2熱泵技術(shù) 熱泵技術(shù)把不能直接利用的蘊(yùn)藏在大氣、土壤、常溫水中的低品位熱能轉(zhuǎn)換為可利用的高位熱能，制熱COP值普遍能達(dá)到3.5以上，從而達(dá)到節(jié)約部分高位能（煤、石油、天然氣、電能等）的目的。熱泵是一項成熟的技術(shù)，且經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前產(chǎn)品的價格已和單冷的產(chǎn)品價格相差在20%之內(nèi)，目前的產(chǎn)品主要是家用熱泵空調(diào)器、商用單

8、元式熱泵空調(diào)機(jī)組和熱泵冷熱水機(jī)組。應(yīng)用最廣泛的是空氣源熱泵，但是其制冷COP值受風(fēng)冷式冷凝器效率不高的限制，普遍在3.0左右，但隨著蒸發(fā)冷凝技術(shù)的發(fā)展，目前蒸發(fā)冷凝機(jī)組除了可以達(dá)到COP值4.0以上的制冷效果外，也可以達(dá)到和普通風(fēng)冷一樣的制熱效率，應(yīng)用前景較廣。 2.3余熱回收技術(shù) 2.3.1排風(fēng)熱回收技術(shù) 利用熱回收裝置具體做法為在排風(fēng)出口安裝熱交換器，排風(fēng)和新風(fēng)分別通過各自的通道進(jìn)行間接接觸換熱；利用排風(fēng)余熱（余冷）來預(yù)熱（預(yù)冷）新風(fēng)，從而達(dá)到回收排風(fēng)能量的目的。這項技術(shù)的增加的成本不高，但帶來的節(jié)能效果較為顯著，值得大力推廣使用。但這項技術(shù)的應(yīng)用在我國還處于發(fā)展階段，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能

9、和質(zhì)量，并且使其易于與各種不同的建筑相結(jié)合，便于安裝使用，是這項技術(shù)的主要研究方向。 2.3.2 冷凝器熱回收技術(shù) 壓縮機(jī)制冷的冷水機(jī)組熱回收技術(shù)是近幾年在國內(nèi)應(yīng)用逐步廣泛的技術(shù)，廣泛用于在制冷的同時需供暖或衛(wèi)生熱水的酒店、桑拿、工廠等場合。它是在空調(diào)冷凝器前串聯(lián)或并聯(lián)一個熱交換器，根據(jù)負(fù)荷需求讓熱交換器吸收高溫制冷劑的一部分或全部冷卻余熱后加熱供暖熱水或衛(wèi)生熱水，如未完全冷卻的制冷劑由另一個常規(guī)冷凝器冷卻。此種熱回收冷水機(jī)組增加的機(jī)組成本不高，相比制冷和熱水分兩套系統(tǒng)的形式反而節(jié)約了初投資費(fèi)用，且制冷的同時免費(fèi)制取熱水，是一種值得我們推廣的技術(shù)。生產(chǎn)廠家也需要在冷、熱水系統(tǒng)的自動化控制，控制

10、集成化方面逐步積累經(jīng)驗，提升熱回收工程的設(shè)計、安裝、使用的便利性。 2.4變流量技術(shù) 供熱、制冷系統(tǒng)大部分時間是在中低負(fù)荷狀況下運(yùn)行，且經(jīng)常變化著。冷熱水或空氣的流量也應(yīng)當(dāng)是隨著負(fù)荷的變化而變化。對系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的方式是改變系統(tǒng)的阻力，即用閥門調(diào)節(jié)。這種方式顯然是不經(jīng)濟(jì)的，是以消耗流體的機(jī)械能為代價的，這些機(jī)械能是需要泵和風(fēng)機(jī)提供的。為了避免這種無謂的能量消耗，對于系統(tǒng)的集中調(diào)節(jié)，采用改變系統(tǒng)動力的方式，而不采用改變系統(tǒng)阻力的方式，已成了人們的共識和技術(shù)潮流。采用風(fēng)機(jī)或水泵變臺數(shù)調(diào)節(jié)、變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是暖通設(shè)計過程中應(yīng)考慮的重要方面。 3.結(jié)束語 隨著我國建筑業(yè)的高速發(fā)展，節(jié)能的重點已從工業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向建筑方面發(fā)展。由于暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能占建筑節(jié)能的主要部分，從而使得暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能已成為關(guān)系到國計民生和國家可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。因此，有必要對暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能方面存在的問題給予更多的重視，促使暖通空調(diào)系統(tǒng)具有發(fā)揮經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性、