浅谈暖通空调系统节能设计措施
仪器信息网 · 2007-06-20 21:40 · 27482 次点击
摘要:暖通空调系统能耗占到建筑能耗的30%-50%,且呈上升趋势。因此,随着暖通空调系统的广泛应用,其节能问题越来越为人们所重视。本文探讨了四种暖通空调系统节能设计的措施,以期对暖通空调系统节能设计措施的实际操作带来一定的参考。
关键词:暖通空调系统节能设计建筑系统
在建筑能耗中,暖通空调占到30%-50%,目前且呈逐年递增的趋势。因此,随着暖通空调系统的广泛应用,其节能问题越来越为人们所重视。暖通空调系统节能技术的开发、设计以及应用逐步成为建筑系统节能的基础。本文主要从四个方面对节能措施的设计进行了说明。
一、暖通空调系统自身设计方面
通常,我们可以通过精心的设计来使暖通空调系统高效经济地运行。暖通空调系统尤其是中央空调系统复杂度较高,所以系统自身设计的优劣将对其使用性能产生重要影响。所以,要想实现系统节能,在设计方面采取如下措施:第一,坚持空调系统的设计原则:供暖系统要保证除楼梯间以外的各个房间室内温度处于可单独调控状态,要保证便于实现分户或分室分摊热量的功能,要保证管路系统简单、管材消耗量少、节省初投资;第二,改善围护结构性能。由于暖通空调系统中围护结构导致的热损失在整个空调系统能耗中占有很大比重,围护结构的保温性能决定通过围护结构消耗的能耗所占空调负荷的大小,所以改善维护结构的保温隔热性能对暖通空调系统节能意义重大;第三,改善系统的控制方法。空调系统可以以舒适性评价指标(体感指标)作为调控参数,不仅可以去除传统控制方法的弊病,还可以实现系统的节能。有关研究表明,采用此种控制方法之后能够使人体舒适的前提下实现空调系统节能约30%。
二、冷热能回收方面
目前,许多空调系统冷热能回收利用研究正在广泛开展,极大地推动了空调系统冷热能回收工作的开展,在显著提高了空调系统能源利用率基础上有效地实现了空调系统的节能。暖通空调系统具体的冷热能回收措施有:第一,回收空调排风余热。回收排风余热可以充分利用排风的能量,实现对新风的预冷或预热,降低新风负荷,达到暖通空调节能的目的。排风余热回收可分为显热回收和全热回收,热回收设备可大致分为转轮全热交换器、板式显热交换器、板翘式全热交换器等;第二,回收制冷机组的冷凝热。制冷机组冷凝热回收的换热设备已逐步为人们所重视,它可以与不同的系统结合起来使用。若与生活用热水系统相结合,压缩之后的制冷剂首先进入板式热交换器,生活用热水通过热交换器的另一侧,由于被压缩后的制冷剂温度较高,在设计合理的条件下,能够提供的热量完全可以将热水加热到洗澡用的温度,可以储存在保温水箱中,满足人们的需要。此系统系统既可以避免冷凝热排放到大气中造成热污染,又可以节省为提供热水而设的锅炉及其附属设备,避免了由于燃料的燃烧向大气排放的有害物,是一种相当不错的节能技术。
三、可再生资源及低品位能源利用方面
推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统可以实现系统的节能。如何利用可再生能源及低品位能源实现暖通空调系统的节能已经成为该领域的重要课题。下面,主要介绍两种能源:
第一,太阳能。目前,建筑中利用太阳能的主要形式是太阳能的热利用,包括被动式和主动式。被动式太阳能房太阳能建筑发展的主流,因为其结构相对简单、造价低、不需要任何辅助能源,通过建筑方位合理布置和建筑构件的恰当处理,以自然热交换方式来利用太阳能。主动式太阳房需要用电作为辅助能源,结构较为复杂且造价较高。另外,太阳能集热板、太阳能光电板发电技术等先进技术已经在建筑节能领域得到广泛的应用;
第二,地源热泵空调系统。地源热泵是一种利用地下浅层土壤的热资源,通过输入少量的高位能源(如电能)将低温位能向高温位能转移,以实现既可供热又可制冷的高效节能中调系统。地源热泵利用地能一年四季温度稳定的特点,冬季把地能作为热泵供暖的热源,即把高于环境温度的地能中的热能取出来供给室内采暖。夏季把地能作为空调的冷源,即把室内的热能取出来释放到低于环境温度的地源中。在地源热泵系统中大地起到了蓄能器的作用,有效地实现了系统的节能。
四、空调方式的选择方面
当前,我们应该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。因此,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,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。同样,这样的操作在夏季也使用。当我们选择了这种新型节能舒适健康的空调方式,不仅可以实现生活满意度的提高,而且同时也达到了空调系统节能的目的。
总之,随着建筑业的不断发展,节能的重点已经逐步从工业转移到建筑业上。暖通空调系统的节能在建筑节能中占有重要地位,它不见关系到人民的健康、安全、日常生活及幸福指数,而且还事关国家的能源安全、资源消耗以及环境污染,是涉及国计民生及经济可持续发展的重要行业。因此,我们需要对暖通空调系统节能技术的研究开发和运用,在各个环节重视系统节能措施的设计,最大程度地发挥暖通空调系统的安全、经济、舒适、节能以及美观性能,使充分发挥对国民经济的发展、人民生活水平提高的促进保障功能!
参考文献:
王艳丽,徐宇工,王璐雷等.建筑物外墙逐时负荷计算及空调节能分析.节能,2005,(2).
洪广欢.中央空调系统建筑节能方案研究.沈阳工程学院学报(自然科学版),2006,(1).
郑忠明.谈谈暖通空调系统如何节能.科技信息(科学教研),2007(21).