空调节能范文

时间:2023-03-28 17:02:31

导语:如何才能写好一篇空调节能,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公文云整理的十篇范文,供你借鉴。

空调节能

篇1

关键词:空调节能;发展趋势;社会环境;可持续发展;绿色施工技术

我国人口众多、资源相对不足、环境承载能力较弱,且正处在工业化、国际化程度不断提高的发展阶段,面临的资源环境压力较大。其中,空调的能耗量是巨大的,这样无形中就加大了能源的压力。当今世界各国在能源的供求方面,都以节流为重点来解决能源短缺问题,是采用技术上可行,经济上合理以及环境和社会可接受的措施,来更有效地利用能源资源。但是从能耗情况上,加强空调节能工作的贡要性和紧迫性是尤为重要的,空调节能是追求最小的能源、资源、环境代价,取得健康舒适高效的室内居住环境。这样,在国家可持续发展的宏观调控的大背景下,开展空调节能可持续发展技术,实施绿色施工技术已经成为节能减排的重要手段。

一.空调广泛应用于工业和民用建筑行业

(一)空调广泛应用于工业建筑行业

随着经济建设的发展,商用写字楼、宾馆饭店、大中型商场等大量兴建,空调广泛应用于工业和民用建筑行业。

目前,国内兴建的采用中央空调的商用建筑普遍存在着高能耗的问题,例如清华大学在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计,这些商场的全年运行能耗平均大约是188 kwh/m2.a,空调能耗是工业建筑的能耗的主要部分,占总能耗的50~60%。

初步估计目前全国商用中央空调用电量为400万~450万kW。按重庆和上海的统计,中央空调用电量已分别占全市总用电量的23%和31.1%。随着现代化建设的发展,能源供应会更加紧张,将会导致影响经济的持续发展。一般中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50%左右,对于商场和综合大楼可能要高达60%以上,因此节约工业业建筑空调能耗是刻不容缓的。

(二)空调广泛应用于民用建筑行业

在民用建筑方面,空调系统的能耗主要有两个方面,一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗,如压缩式制冷机耗电,吸收式制冷机耗蒸汽或燃气,锅炉耗煤、燃油、燃气或电等;另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水,风机和水泵所消耗的电能。

例如北京大学在1997年对北京市的居民小区进行了全面的空调使用的测试和统计,这些居民小区的全年运行能耗平均大约是245kwh/m2.a,空调能耗是居民小区的能耗的主要部分,占总能耗的62%。初步估计目前全国居民小区中央空调用电量为654万kW。按北京和山东省的统计,居民小区中央空调用电量已分别占全市总用电量的35%和31%。

民用建筑是关系到国计民生的行业,它的能耗对国家的节能减排措施的推行具有重要的意义,节能要广泛应用于民用建筑行业。总之,空调广泛应用于民用建筑行业体现了人与自然的共同发展,应用了资源、环境、经济、健康的集成思想,以节约能源、有效利用资源的方式,建造低环境负荷情况下安全、健康、高效及舒适的居住空间,达到人及建筑与环境共生共荣、永续发展。空调广泛应用于民用建筑行业最终的目标是以“绿色建筑”为基础进,达到促进建筑、人、城市与环境和谐发展的目标。

(三)在工业和民用建筑行业科学合理使用空调能源

随着现代化建设的发展,能源供应会更加紧张,将会导致影响经济的持续发展。因此,节约工业业建筑和民用建筑空调能耗是刻不容缓的大事。

在工业和民用建筑行业科学合理使空调能源,充分利用保温隔热性能好的玻璃窗,选择合理的室内设计参数。在空调系统设计过程中,应考虑在发热量比较大的局部热源附近设置局部排风,将设备散热量直接排出室外,防止热量散发到室内,以减少夏季的冷负荷。除了严格控制新风量的大小之外,还要合理利用新风。

民用建筑是家庭集中式的能源消耗模式,空调系统冷机的实际运行过程中不要使冷冻水温度太低、冷却水温度太高,否则制冷系数就会较低,产生单位冷量所需消耗的功量多,耗电量高,增加建筑的能耗。减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。

比如,工业建筑空调的主要目的是创造一个舒适的室内空气环境,满足人们办公、学习、娱乐等的舒适及卫生要求,设计者不要盲目追求夏季室内空气温度过低、过干,冬季室内设计温度过高,春秋季或冬季,有些房间仍需供冷,此时当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时,可采用室外新风为室内降温,可减少冷机的开启量,节省能耗。

比如,建筑太阳能一体化是指在建筑规划设计之初,利用屋面构架、建筑屋面、阳台、外墙及遮阳等,将太阳能利用纳入设计内容,使之成为建筑的一个有机组成部分。太阳能与高层建筑一体化分为太阳能与建筑光热一体化和光电一体化,太阳能与建筑光热一体化是利用太阳能转化为热能的利用技术,高层建筑上直接利用的方式有利用太阳能空气集热器进行供暖,利用太阳能热水器提供生活热水,基于集热-储热原理的间接加热式被动太阳房,利用太阳能加热空气产生的热压增强建筑通风。

二.制定合理的运行操作规程,科学化减少工业和民用建筑业空调能耗

我们处在经济危机、社会危机、文化危机、生态危机并存的多元危机时代。如何居安思危,应对人类面临的多重危机并存局面,使我们的发展走上持续健康和谐发展的轨道。针对大型中央空调系统,具有大投资,大运行成本等特点,从设计选型、选材、安装工艺等方面以达到方便开启空调系统后节能运行,制定合理的运行操作规程。

(一)将节能减排的思想,形成具有现实意义的制度

将节能减排的思想,形成具有现实意义的制度,这要求必须按“十六大”的精神来提高认识增强观念。要提高领导者的认识,把减少工业和民用建筑业空调能耗摆上位置,加大资金投入和治理的力度。将节能减排的实施好和可持续发展的战略两者结合起来,可持续发展是指既满足现代人的需求以不损害后代人满足需求的能力。换句话说,就是指经济、社会、资源和环境保护协调发展,它们是一个密不可分的系统,既要达到发展经济的目的,又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境,使子孙后代能够永续发展和安居乐业。

制定相关的法律条文,比如《环境保护法》、《生态环境补偿办法》等实用的法规。在国家出台一些法规的同时,地方人大、 政府也要按着法律的规定相应出台一些实施规则加大立法。总之,制定合理的运行操作规程,科学化减少工业和民用建筑业空调能耗是可持续发展战略的重要组成部分,是人类社会发展的要素,共同推动社会的和谐发展,在新时期为社会的进步与发展奠定了坚实的基础。

(二)采用高新技术,减少空调在工业和民用建筑业的能耗量

采用太阳能与高层建筑一体化应用技术,建筑太阳能一体化是指在建筑规划设计之初,利用屋面构架、建筑屋面、阳台、外墙及遮阳等,将太阳能利用纳入设计内容,使之成为建筑的一个有机组成部分。这就是运用科学技术而达到的最佳效果,在减少空调在工业和民用建筑业的能耗工作中,可利用的科学技术空间特别大,领域也是广泛的。

太阳能与高层建筑一体化分为太阳能与建筑光热一体化和光电一体化,太阳能与建筑光热一体化是利用太阳能转化为热能的利用技术,高层建筑上直接利用的方式有利用太阳能空气集热器进行供暖,利用太阳能热水器提供生活热水,基于集热-储热原理的间接加热式被动太阳房,利用太阳能加热空气产生的热压增强建筑通风。

太阳能与建筑光电一体化是指利用太阳能电池将白天的太阳能转化为电能由蓄电池储存起来,晚上在放电控制器的控制下释放出来供室内照明。光电池组件有多个单晶硅通过串并联组成,其主要作用是把光能转化为电能。以太阳能为代表的新能源和新技术的使用可以有效地减少空调的能耗量,

这样,引进先进的技术减少空调在工业和民用建筑业的能耗量。同时,还要注意利用循环经济的理论来指导恢复治理。这样才能与经济发展齐头并进。这样既保护了生态环境,又节约了投资,好处多益。

(三)优化工业和民用建筑空调能源使用规划设计方案

优化工业和民用建筑空调能源使用规划设计方案,规划设计应该考虑室内通风气流与小区内气流相环接。从而使环境气流、小区气流和建筑换气气流合理组织,避免局部蜗旋或滞流区造成空气质量恶劣和夏季热量滞积。建筑物南北朝向、南北间距宽阔,有利于自然采光和冬季日照,对居住者的眼睛和身体都很有好处。建筑东西紧靠利于相互遮阳,建筑间绿化树林,是阻挡冬季风屏障。

优化工业和民用建筑空调能源使用规划设计方案,是一个综合性问题,进行优化工业和民用建筑空调能源使用规划设计方案并非一味地减少投资,而是要依据项目的具体情况进行平衡和调节,既要鼓励采用先进工艺和技术,又要防止工业和民用建筑空调能源扩大和超出。最好的方案不一定是造价最低的方案片面强调节约投资,而是,要优化优化能源使用,有效控制工业和民用建筑空调能源使用。尽可能减少设计的主体变更,应严禁通过设计变更擅自扩大建设规模、提高设计标准、增加建设内容,认真对待工业和民用建筑空调能源使用规划设计方案,必须发生的设计变更,及时核算有关设计变更,进行多方案比较。

四.结语:

当今世界,发展工业和民用建筑空调节能已经成为一个重要趋势。我国人口众多、资源相对不足、环境承载能力较弱,且正处在工业化、国际化程度不断提高的发展阶段,面临的资源环境压力较大。发展工业和民用建筑空调节能是追求最小的能源、资源、环境代价,取得健康舒适高效的建筑环境。总之,发展工业和民用建筑空调节能是达到对涉及各方共赢的效果,其经济效益是可以看得到,并能够为各方受用的。

参考文献:

[1]宋建明.发展工业和民用建筑空调节能 [J].文摘周报,2007.(8)

篇2

关键词:暖通空调系统、节能、新技术

1.应采取的节能设计措施

在科学技术日新月异的今天,暖通空调领域不断涌现出新技术,我们可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能。

1.1从设计入手,合理选择、设计暖通空调系统,使其在高效、经济的状况下运行。

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。

1.2采用新型节能舒适健康的空调及采暖方式

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。

1.3结合实际情况,合理选择空调冷热源,力求实现冷热源的多元化

随着暖通空调系统的广泛应用,对不可再生能源的消耗也大幅度上升,同时对生态环境的破环也日趋加剧。如何合理的选择冷热源,已经引起了各方的广泛关注。

1.4加强冷热回收利用的研究运用工作,实现能源利用的最大化

提高暖通空调系统的能源利用率也是实现空调节能的途径之一。热回收主要是通过系统中安装的能量回收装置,用排风中的能量来处理新风,就可以减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,达到节能的目的。在选择热回收装置时,应当结合当地气候条件、经济状况、工程的实际情况、排风中有害气体的情况等多种因素综合考虑,以确定选用合适的热回收装置,从而达到花较少的投资,回收较多的热(冷)量的目的。

1.5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.节能设计方面存在的问题

实现暖通空调系统的节能,目前已经具备很多成熟的条件,但是在实际的应用中也存在着一些问题:

2.1公众对节能的认识问题

过去公众对节能的了解不够,并且对暖通空调的观点也非常片面。对于一个舒适性的空调系统或者是采暖系统,应当使人体有非常好的舒适性。但是目前普遍存在的一种观点是:空调越冷越好,暖气越热越好。这显然与我们所追求的舒适性空调的观点是相违背的。事实上,这样不仅大大增加了空调采暖的能耗,同时由于室内外温差的增大,也使人体对不同环境的适应性下降,身体免疫力降低。因此,我们要提高宣传力度,改变公众对于传统的空调及采暖的理解,大力宣传和提倡按节能建筑标准和冷热量计量装置收费,提高民众节能意识。

2.2设计的理念问题

合理的设计是节能的前提。目前一些设计人员重视不够,设计时盲目套用经验值,从而造成初投资的增大,运行能耗惊人,因此建议政府职能部门及有关的节能审查机构,加大对暖通空调节能的监察力度,增强设计人员的节能意识,使节能工作真正落到实处。

2.3新技术的推广问题

新技术在暖通空调系统中的应用,为节能提供了一个新的方向。例如地源热泵空调系统、太阳能制冷供热系统,不仅可以实现可再生能源的有效利用,并且可以带来显著的经济效益,是值得大力推广的。但是同任何新技术一样,这些新技术在造价上往往偏高,而且使用的地域条件有一定的限制,并且从技术上讲还存在着许多需要改进提高的地方。因此,对于新的节能技术,我们应当因地制宜,总结经验,积极推广。

篇3

关键词:暖通空调;节能设计

中图分类号:TU201.5文献标识码:A文章编号:

前言

在能源日益紧张的当今社会,空调系统占建筑能耗的50%-70%,空调系统的节能问题已经迫在眉睫。空调节能应贯穿于设计、施工、调试、运行、管理等各个环节,而设计师们在设计阶段把好关将使其事半功倍。

1.暖通空调的概念

暖通空调主要由通风、采暖、空气调节这三方面组成。暖通是建筑设计工种中的一个分类的名称,包括通风系统、制冷供暖系统、排风系统等综合方面的设计,是建筑的一个重要组成部分。暖通空调节能技术是指在采暖方面尽可能用最少能源获得最多热能。暖通空调节能包括热泵、被动式太阳房、热电联、太阳能等等。

2.我国暖通空调节能技术的发展现状与存在的问题

我国建筑行业发展已经有上千年的历史。在古代人们就利用先天的自然条件建设了很多具有自然特点的建筑物。古代建筑师利用自然优势对建筑物内部的通风和取暖进行优化。由于现代社会的发展对建筑的需求量也越来越多,人们对通风、采暖、空气调节仍然采用大量人工方法,进而加大了能源消耗量。近年来,国家对有关节能问题开始逐渐重视,使暖通空调节能设计越来越完善,像沈阳奥体中心节能设计给建筑节能带来了新的起点。因此本文从宏观角度分析暖通空调节能存在的问题,如下:

首先,在工程实施过程中运行管理中存在着一定的问题。例如在暖通空调施工设计完成后没有对暖通空调日后的操作人员进行系统培训就开始运行,再加上很多操作人员根本不具备暖通空调基本理论知识,更不会根据室外参数的变化进行相应的调节,导致能耗加大。其次,现代人们对环保节能意识的不断提高,现有的节能方案与方法存在着一定的问题。由于国家提倡节能环保,因此出现了很多新技术、新方法。但是这些新的技术和方法存在这各自不同的优缺点。当我们面对众多的环保与节能设计和方案,设计人员有时候无从下手。设计人员在缺乏对设计方案正确理解与评价方法情况下,使用错误的评价方法造成极其严重损失。最后,在暖通设计、施工中存在的问题。很多非专业人员从事暖通工作,在施工中遇到调整方案问题根本做不到及时准确的处理,最终导致系统出现无法挽回的后果,给系统的运行与管理留下未知的隐患。

3.暖通空调节能设计

3.1围护结构的节能设计

围护结构的保温性能和窗户与墙壁所占面积,都决定了围护结合综合传热性的系数,决定通过围护结构空调负荷的高低。在暖通空调系统设计初期,需实地考察房屋围护结构的热导性,利用其优点来抵抗室外低温。提高建筑围护结构热工的性能,降低热负荷是我国在考虑建筑节能的主线,将建筑物与周围环境同时纳入整体考虑环节。管路系统设计的简约,使管材消耗量减少,便于施工操作,节省国家能源资源并对环境实施重点保护。

3.2采用高效的节能系统

通过对暖通空调系统的设计,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,空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。因此,设计时一定要在基本的空调系统设计原则的基础上改善,例如新风系统的设计,通过工程实践表明,可以利用新风的冷量,采用新回风混合或是全新风来供冷,而不用开冷冻机。分析结果表明,新风量如果能够从最小新风量到全新风变化,在春秋季可以节约近60%的能耗。全年累计变新风量所需的供冷量比固定的最小新风量斯需的供冷量少将近20%,所以充分利用低温室外新风的节能效果是很明显的,保证空调系统的高效运行。

3.3采用高效的节能设备

暖通空调的冷耗功能用电量大。在用电高峰期间,往往会造成供电紧张。空调可以采用蓄冷水池,缓解电能源耗能。在现实情况中,结合当地情况,选用节能、性能优良的设备。建立能量循环使用系统,高层建筑中的排风与进风量均很大,应将排风所带能量进行适当的回收,回收利用空调夏季冷凝热。随着人民生活水平的稳步提高,生活热水需求量增大,研究利用将冷凝热回收加热生活用水,减少冷凝热对环境的影响,并节省生活热水所产生的能量浪费,达到节水节电效果。另外,暖通空调系统耗能特点是大量余热的浪费。在现实中没有加以利用,造成了资源极大浪费。安装热回收装置,用来调节空调系统运行过程中两种不同的流体,进行总热传递,减少消耗热源能量,达到暖通空调节能目标。通过结合工程实践,尤其是对于建筑中所采用的制冷空调产品应当提出更高的节能要求,应当选择能效比较高的制冷空调产品。选择带有能量调节装置的制冷机,运行时与台数控制相结合,可适应不同负荷时节能要求。按照《空调通风系统清洗规范》进行维护,同时对冷冻水与冷却水须进行防腐防垢杀菌处理,使设备保持高效节能。选择输送系数较高的水泵与通风机;输送系数为显热量与输入功率之比要求水泵TF≥30(供冷)和TF≥200(供热)通风机TF≥200(供热),通风机TF≥4。 3.4适宜采用配有能量回收装置的空调器

对于暖通空调的节能设计中,经常由于空调房间某些工艺要求将空调系统设计成直流系统(如制药厂此类房间很多),其排风和室外新风之间的温差在冬夏季很大,而这部分排风又带有一些污染物,所以不能直接进入空调系统,此时应对排风进行显热回收。

3.4.1制冷机冷凝热回收

通常蒸汽压缩式制冷机组或空气源热泵产生的冷凝热热量是机组制冷量的1.15-1.3倍,消耗大量电能只制取了空调用冷量,而把大量热能释放到空气中,造成大气热污染和热岛效应。若对此加以利用可制取生活热水,而所增加设备费用2年就可以回收。

3.4.2空气热回收

对于有转轮式、板式、板翅式、热管式、中间热媒式等,显热回收效率可达50%-70%,全热回收效率可达70%-85%。按照《通风空调系统运行管理规范》的规定,符合下列条件之一时,应装设热回收装置应当设有集中排风系统的风量≥3000m3/h的直流式空调系统;当新风与排风的温度差≥8摄氏度时,同时应当设有集中排风系统的风量≥1000m3/h,新风比≥40%的空调系统,当新风与排风的温度差≥8摄氏度时应当设有独立新风和排风的系统。

3.5设计绿化带

建筑旁边的绿化具有隔声、防尘与防风、美化居住空间的作用,同时绿化对于建筑节能也起到一定的作用。树木不仅可以起到遮光作用的同时还能降低空气的温度,使建筑物受到的太阳辐射的热量降低。绿化可以使屋顶上的太阳热量消耗在蒸发水分上,因此这部分热量就不会使屋顶结构表面的温度继续升高帮助暖通设计的节能。

3.6排风余热回收技术的应用

利用热回收装置对排风和新风进行热交换,可以降低新风温度和湿度。在排风出口安装热交换器,排风和新风分别通过各自的通道进行间接接触换热,利用排风余热来预热新风,从而达到回收排风余热的目的。这样做不仅节能,还改善了室内空气流通的质量。

4.结束语

在整个建筑节能设计中,暖通空调的节能设计占有着十分重要的地位。相关的设计人员应从节能设计的角度出发进行全面的考虑。要在建筑领域的各个方面注入节能的思想,同时还要将相应的暖通空调节能构思在实际施工中认真的应用,这样才能创造出符合原设计意图的相关节能效果。

参考文献:

[1]何金刚、王磊、吴杨,节能环保技术在暖通空词系统中的应用[j],建筑节能2008,7.

篇4

关键词:暖通空调节能设计;问题;措施

中图分类号:TB494 文献标识码:A 文章编号:

前言

暖通空调的节能设计对于我国目前大力宣传的环境保护与生态保护息息相关,建筑物能耗的一半左右要消耗在暖通空调系统中,因此,暖通空调系统的节能设计的好坏对于建筑的能耗水平以及运行的经济性至关重要。暖通空调的节能措施也是一项系统工程,这项系统工程不仅与建筑物的设计相关,而且还与环境因素关系密切。在工程设计阶段,暖通空调节能设计的相关因素较多,因此,在实际设计过程中必须从全局着眼,从建筑的形体、功能、周围的环境、气候进行分析与设计,以保证在节能的同时保证人居的舒适体验。

一、暖通空调节能设计的问题

1、设计者、管理者和使用者的节能意识

在实际设计中,设计人员对主要的入户热力装置给予了足够的重视,同时往往会忽略了在入口处的装置。一个节能设计再完美的建筑,若其管理者和使用者没有较强的节能意识也无法发挥各专业节能措施的优势,这既浪费工程一次投资造价,又更谈不上节能。住宅分户热计量住户须做到白天上班家中无人时调节温控阀来降低室温减少能耗。一个新建建筑正常使用寿命为50年,所以人员的行为节能非常重要,从长远发展来看应通过政策引导等手段培养全民节能意识,引领全民参与各项节能活动和措施,这一点至关重要。只有全民参与节能活动,实现节能型社会指日可待。

2、缺乏对暖通空调系统运行的有效管理

暖通空调的使用者往往认为只要整个系统的设计施工符合节能减排的要求就行了,在暖通空调设计与施工完成后,忽视了系统运行管理问题。 同样一套系统,操作管理方法不同,系统的能耗会大不相同。一些单位的操作员缺乏节能意识,频繁开关机、不及时根据外界温度对系统进行调整,导致大量能源的浪费。 正是由于对暖通空调系统运行缺乏有效的管理使得很多系统的能耗达不到预期的节能减排效果。

3、节能设计方案缺乏科学统一的评价

随着国家对节能和环保要求的不断提高,各种新的空调形式和技术方案也在不断涌现。 每种技术方案通常都有自己的优缺点,但有关部门在评价这些新的技术方案时,由于考虑问题的角度不同和缺乏科学的、客观的统一评价方法,导致评价结果有所不同,有时甚至大相径庭,造成严重损失。 评价结果的混乱导致了设计单位在进行暖通空调设计面对各种方案时感到无所适从,影响了节能减排设计工作的进行。

二、加强暖通空调节能设计的措施

1、改善建筑围护结构的保温性能

对于暖通空调系统而言,通过改善建筑物的保温性能,降低室内冷热的损失量,对减少暖通空调的能耗是非常有帮助的。没有经过保温处理的住宅,通过外墙、屋面、窗户等维护结构会流失大量热量。在国家出台的建筑节能设计标准与规范中,对建筑结构的保温隔热性能做出了明确的规定,空调暖通设计人员要配合建筑专业确定建筑内外墙、屋面、地面及其它维护结构的建筑构成方式和使用保温材料的情况。

2、提高设计人员综合素质

对于设计人员来说专业素质是基本,因此要努力提高他们的专业素质,定时展开暖通空调设计的相关培训工作,提升设计人员的专业技巧以及业务素质,同时理论要与实践相结合,让他们在工作实践中更深入地学习暖通空调的相关知识内容,同时还要注重对设计人员的节能意识的培养,把节能意识带路到工作中,贯彻落实到暖通空调设计的方方面面里,提高暖通空调设计的节能性。设计人员除了具备专业素质外,还必须具备前瞻性,最大程度地优化暖通设计参数,以避免暖通系统的实际应用和期望产生较大的偏差或者造成不必要的改造而导致资源的浪费。这就要求设计人员本身具备优良的素质,具备充足的设计和工作经验,熟悉相关的规定规范,能事先全面地考虑到设计中可能存在的问题,并能够与暖通设备的安装人员保持沟通,第一时间掌握真实详细的现场资料,从而根据现实使用情况做出适当的调节和改进。大型建筑应该具备基本的能耗监控和分析功能,掌握具体的能耗数据,这对暖通设备的运营和节能减排的管理是十分有利的。

3、选择合适的空调形式

选择合适的空调形式是空调节能的一个重要方面。随着变频技术的发展,变频空调近年来得到了快速的发展和应用。变频空调在普通空调的基础上增加了变频控制系统,具有节能、温控精度高、噪声低等多重优势,是空调发展的必然趋势。有关数据表明,在冷负荷相当的情况下,变频空调器消耗的功率只为定频空调器的66%。在中央空调等大型暖通空调系统中,尤其应当大力推广变频技术,其节能减排的效果将是十分明显的。

4、采用合理的冷热源

合理的设备选型对于暖通空调的节能十分重要,因为,不同的设备其使用寿命、运行效能、自动化程度、功率参数等都不相同,这些性能参数对于未来使用过程中的节能效益影响十分巨大。因此,合理选型较为关键。中央空调中的冷热源的合理的配置是节能的重要的一环,我国建筑物中常用的配方有水冷机组加锅炉的方式、热泵机组加溴化锂吸收机组的方式等。

5、强冷热回收利用的研究运用工作

在空调中结合舒适健康空调系统采用新风处理器来进行热回收设计,利用排风中余热来处理新风的热量,在采暖系统中采用高效锅炉,提高烟气利用率,来降低能耗。 当选择回收装置时,应综合考虑工程的实际情况、当地气候条件、经济条件、排风的成分等多种因素,以确定选用合适的热回收装置,从而用较少的投资,实现能源利用的最大化。暖通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,政府职能部门的重视和支持,则是实现大幅度节能的保证。作为工程建设的重要组成部分,暖通系统在节约工程建设成本与节能减排等方面占据重要的位置,起着重要的作用。建筑行业的能源损耗,暖通空调系统所消耗的占到了 60%之多,随着人们生活水平的提高,建筑工程中的暖通空调的应用也将不断增多,其能源消耗势必也会加大,再加上中国本身空调系统能耗就很大,这样造成的能源损耗是无法预计的。因此注重暖通空调的节能设计具有十分重大的意义。

6、提高对低品位能源和可再生能源的利用

不可再生能源是不能够进行回收利用,是无法通过人工科技手段进行再生的,同时使用过量还会导致能源的枯竭,因此在进行暖通空调设计工作的时候要尽量选择低品位能源或者可再生能源的空调系统,保证能源的有效合理利用,在建筑以及工业等领域里推行节能减排的工作,加强保护能源的思想意识建设,同时相关部门也应当积极地研发可再生能源,扩大可再生能源的使用范围,在技术上不断创新,进行热量回收利用,从而实现能源应用效率的最大化。现在利用污水源或海水源热泵技术、工业余热热泵技术及能源塔热泵技术已经广泛被设计采用。。采暖空调方式的选择要认真思考与节能相关的,选取辐射范围广的,这样能源保护的效果就能更加地突显出来

结束语

暖通空调的节能设计对于我国目前大力宣传的环境保护与生态保护息息相关,在建筑物有增无减的客观条件下,节能的唯一手段就只能是从暖通空调的节能降耗、减排降噪上下功夫。因此,一定要做好暖通节能设计。

参考文献

[1] 黄光平,曾小磊.暖通空调节能减排优化设计[J].科技风,2012.

篇5

关键词:暖通空调;建筑能耗;节能

中图分类号:TU96+2 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)06-(页码)-页数

1.发展暖通空调节能技术的必要性

暖通空调是指室内或者建筑物内负责供暖、通风和空气调节的系统或相关设备。在建筑物内,暖通空调通常是分户的中央空调,可以为建筑物内营造一种舒适温暖的室内环境。近年来,我国一直强调“节能”、“环保”两大主题,而随着我国经济水平的发展,建筑能耗已经占到社会总能耗的三分之一以上,而这其中,暖通空调就占到了建筑物总能耗的 60%以上。由此可见,暖通空调已经成为耗电“大户”。而根据暖通空调行业的相关研究表明,采用节能环保新技术之后,整个暖通空调行业的能耗可降低 30%~50%。因此,发展更加节能环保的暖通空调技术是暖通空调未来的主要发展趋势之一。

2.暖通空调的节能措施

2.1合理设计暖通空调系统,提高空调使用效率

设计是一个工程的灵魂,而对于暖通空调系统,初期的设计是否合理将直接影响其使用性能和经济性。暖通空调系统设计的重点之一是建筑物负荷计算,设计人员应该根据建筑施工图纸,正确计算冷、热负荷的建筑面积,并正确估计单位建筑面积的冷、热负荷指标,从而计算出整个建筑需要的冷、热通风负荷。而在实际设计施工中,暖通空调设计人员往往只根据方案设计或初步设计中的建筑面积来估算暖通空调建筑负荷,而不再核对具体施工图纸,这往往会造成计算出来的总负荷偏大,从而使得选用的暖通空调设备总功率偏大,不但增加的一次投入的成本,更重要的是过大的暖通空调设备用于较小的建筑物,会造成运行效率低,能耗增加。此外,对于新风系统的设计,应该考虑使系统能随建筑物外界天气环境的改变自动调节风量,从而最大限度的减少主机的开启时间,从而达到节能环保的目的。可以说,暖通空调系统的设计,对系统是否能实现节能的目的起着至关重要的作用。

2.2提高建筑物的保温性能,减少热量损失

当建筑物内部环境与外部环境存在温差时,建筑物内外会通过围护结构发生大量的热交换。这对于暖通空调系统而言无疑是一种能量的损失,增加了暖通空调系统的负荷。 围护结构的保温性能就决定了围护结构综合传热系数的大小,也就决定了通过围护结构的空调负荷的大小。国家在建筑节能设计规范中明确规定要提高围护结构的保温隔热性能,并将其作为建筑节能设计最基本的要求。

2.3应用地暖,降低能耗

过去的暖通空调系统多使用不可再生能源、高品位能源,而由此引起的资源和环境问题也越来越明显,因此,开发寻找可以使用的可再生能源和低品位能源,从而使得暖通空调的冷热源尽可能的多元化显得非常重要。近年来,地暖市场发展迅速,地暖有着温度分布均匀的优点,温度梯度小,可以减少无效热损失,非常低碳节能。而且地暖采暖安全稳定,寿命长,具有巨大的市场潜力。地热泵空调系统就是在这样的要求下发展起来的,其原理是利用地下恒温层土壤或者地下水、地表水等一切可以利用的热源来提高空调系统的 COP 值,这样就使得暖通空调的整体功耗大幅度下降。

2.4加强能量回收利用,实现能源利用率最大化

实现节能环保目标的方法之一是提高暖通空调系统的能源利用率,热量回收利用就是其中的重要方法。系统热量的回收要依靠系统中安装的能量回收装置,该装置可以吸收准备排出建筑物外的无用风中的能量来处理新风,这样就可以减少系统的能源使用量,降低机组

负荷。应当注意的是,在选用能量回收装置时应该综合考虑当地的气候条件、通风系统的实际运行情况以及排风中是否含有有毒、有害气体等,以达到能源的最大利用率。

2.5施工时的节能措施

除了注意建筑物围护结构的保温性能,还应该注意暖通空调使用过程中,输送介质系统的内外温差非常大,如果空调管路的保温处理不当,会导致失温严重,系统效率低下。所以在施工时,应该严格按照规程,用保温材料包覆暖通空调管道和设备,这对节能和降低运行费用非常重要。 施工完成验收时,也应该重点关注暖通空调系统自身的保温是否达标。施工时还应该注意暖通空调系统管网的合理布置,管路布置尽量不拐小弯,以减少导热介质输送过程中的沿程压力损失和局部压力损失。在安装管道是应该注意清洁,防止污物进入管路造成堵塞,并在安装完成后严格按照规程进行冲洗。

3.解决暧通空调节能问题的措施

3.1在设计阶段重视节能因素

设计方案对暖通空调系统在使用中是否节能关系重大。暖通空调系统特别是中央空调系统庞大而复杂。系统设计的优劣直接影响系统的经济运行和耗能性能。因此应考虑以下三个方面的问题:(1)应注重从节能的角度和优选。例如对冷热源系统的选择,因为暖通空调系统所消耗的能量大部分是冷热源系统中消耗掉的。选择冷热源系统不仅需要考虑它的初投资和运行费用。还应结合当地能源结构和建筑使用功能特点,对耗能指标进行分析比较。在系统形势选择和划分时应注意考虑不同朝向、周边区与内区之间的差异,系统应分开设置或分环,以便分系统或分环控制和调节。这样可以避免某些区域出现夏季过冷或冬季过热的现象,造成不必要的能量损耗。(2)必须认真进行设计计算讨论可行性。能够满足使用要求,这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范的要求,包括有关环境保护的要求;设计方案应能满足有关方面的要求(如供电、供气、供水、供热等),并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。例如采用水源热泵设计方案时应考虑当地地质情况、地下水资源的现状和变化趋势、冬季热负荷和夏季冷负荷不平衡所产生的热(冷)蓄积效应等问题。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目,应对设计方案进行全年工况分析,以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。

3.2对暖通空调专业的操作人员进行培训

提高管理人员的专业水平和业务技能,使其具备必须的暖通空调基本理论常识,实行空调操作人员操作证制度,对没有达到考核要求的,应重新培训,考核合格后才能上岗。同时提高管理人员的素质,增强其责任心。这样,管理人员才有能力根据室外参数的变化进行相应的调节。达到设计要求的节能效果。

3.3选择节能的采暖空调方式

同一个采暖对象采用不同的采暖方式,其能耗、室内环境的舒适程度是大不相刷的。如北方采用低温地板辐射采暖不仅舒适而且此时的室内温度与采用散热器方式相比。可以低2~5℃。能耗当然大为降低;在选择空调方式时选择辐射式空调方

式一般比对流方式舒适节能。

3.4选择可再生能源或低品位能源的空调系统

不可再生能源的大量使用造成能源的日趋枯竭。环境日益恶化,开发利用天然可再生能源成为必然。在天然可再生能源中,太阳能、风能发电,太阳能供热或制冷系统,地源热泵空调系统等技术已经成熟,应大力推广使用。利用可再生能源的暖通空调系统。不仅有着显著的环境和社会效益,也是节能的最有效途径。

4.结语

暖通空调系统作为重要部分,控制能耗重要,暖通空调系统要在设计上不断改良,在运行管理中不断改进,充分利用自然能源,通过科学方式降低负荷,合理选择和管理暖通节能系统。

参考文献

篇6

冷热负荷是空调系统最基础的数据,制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵以及给房间送冷、送热的空调箱、风机盘管等规格型号的选择都是以冷热负荷为依据的。如果能减少建筑的冷热负荷,不仅可以减小制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵、空调箱、风机盘管等的型号,降低空调系统的初投资,而且这些设备型号减小后,所需的配电功率也会减少,这会造成变配电设备初投资减少以及上述空调设备日常运行耗电量减少,运行费用降低。所以减少冷热负荷是商业建筑节能最根本的措施。减少冷热负荷有以下一些具体措施:

1.1改善建筑的保温隔热性能

房间内冷热量的损失通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。改善建筑的保温隔热性能可以从以下几个方面着手:

确定合适的窗墙面积比例,不要盲目追求大窗户、全玻璃幕墙。

合理设计窗户遮阳。

充分利用保温隔热性能好的玻璃窗。

1.2选择合理的室内设计参数

商业建筑空调的主要目的是创造一个舒适的室内空气环境,满足人们办公、学习、娱乐等的舒适及卫生要求。美国供热制冷空调工程师学会设计手册[1](ASHRAEHandbook)的基础篇里,给出了人体感觉舒适的室内空气参数区域,大约是空气温度13℃~23℃,空气相对湿度20%~80%。

如果夏季设计温度太低或冬季室内设计温度太高,都会增加建筑的冷热负荷。在满足舒适要求的条件下,要尽量提高夏季的室内设计温度和相对湿度,尽量降低冬季的室内设计温度和相对湿度,不要盲目追求夏季室内空气温度过低、过干,冬季室内设计温度过高。

1.3局部热源就地排除

商业建筑中的有些房间,由于使用功能的需要,会在房间的局部产生较大的散热量,例如厨房的灶台、医院消毒间的消毒柜、电话机房的交换机等。在空调系统设计过程中,应考虑在发热量比较大的局部热源附近设置局部排风,将设备散热量直接排出室外,防止热量散发到室内,以减少夏季的冷负荷。但是在运行中,这些排风机可能没有开启或者发生故障并得不到及时的更换和修理,那么这些局部热源就会造成很大的冷负荷,浪费冷量和破坏室内热环境。

1.4控制和正确使用室外新风量

由于新风负荷占建筑物总负荷的20~30%,控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一。下图为北京某写字楼典型工况的冷热负荷各分项的比例:

图3-1冷热负荷分项比例

由于新风负荷接近总负荷的1/3,所以要严格控制新风量的大小。除了严格控制新风量的大小之外,还要合理利用新风。春秋季或冬季,有些房间仍需供冷,此时当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时,可采用室外新风为室内降温,可减少冷机的开启量,节省能耗。

减少新风负荷应从以下两方面着手:

不要随意提高最小新风量标准

杜绝非正常渠道引入新风

2概述

随着经济建设的发展,商用建筑(写字楼、宾馆饭店、大中型商场等)大量兴建,1997年全国房屋建筑竣工面积达62244万平方米,其中住宅占53.8%、商业建筑占25.4%[2]。目前国内兴建的采用中央空调的商用建筑普遍存在着高能耗的问题,例如清华大学在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计,这些商场的全年运行能耗平均大约是188kwh/m2.a,而气候条件大致相当的日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135kwh/m2.a,也就是说北京市的商场的能耗要比日本高出将近40%。空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分,占总能耗的50~60%。初步估计目前全国商用中央空调用电量为400万~450万kW。按重庆和上海的统计,中央空调用电量已分别占全市总用电量的23%和31.1%[3],给各城市的供配电带来了沉重的压力。随着现代化建设的发展,能源供应会更加紧张,将会导致影响经济的持续发展。一般中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50%左右,对于商场和综合大楼可能要高达60%以上,因此节约商业建筑空调能耗是刻不容缓的。

空调系统的能耗主要有两个方面,一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗,如压缩式制冷机耗电,吸收式制冷机耗蒸汽或燃气,锅炉耗煤、燃油、燃气或电等;另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水,风机和水泵所消耗的电能。

冷热源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供热量决定,建筑物的空调需冷量和需热量的影响因素有室外气象参数(如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等),室内空调设计标准,外墙门窗的传热特性,室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。风机、水泵的输送能耗受所输送的空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响,风系统、水系统的流量和阻力的影响因素有系统型式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设备和冷热源设备的阻力和效率等。针对上述影响因素和商业建筑的特点,商业建筑空调节能的技术措施可归纳为七个方面:减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。

3提高冷源效率

评价冷源制冷效率的性能指标是制冷系数(COP,CoefficientOfPerformance),是指单位功耗所能获得的冷量。制冷系数与制冷剂的性质无关,仅取决于被冷却物的温度T0’和冷却剂温度Tk’,T0’越高,Tk’越低,制冷系数越高[4]。所以空调系统冷机的实际运行过程中不要使冷冻水温度太低、冷却水温度太高,否则制冷系数就会较低,产生单位冷量所需消耗的功量多,耗电量高,增加建筑的能耗。提高冷源效率可采取以下一些措施:

3.1降低冷却水温度

由于冷却水温度越低,冷机的制冷系数越高。下图显示了某离心压缩制冷机的制冷效率与冷却水温度的变化关系:

从右图可以看出,冷却水的供水温度每上升1℃,冷机的COP下降近4%。降低冷却水温度需要加强运行管理,停止的冷却塔的进出水管的阀门应该关闭,否则,来自停开的冷却塔的温度较高的水使混合后的水温提高,冷机的制冷系数就减低了。冷却塔使用一段时间后,应及时检修,否则冷却塔的效率会下降,不能充分地为

冷却水降温。

3.2提高冷冻水温度

由于冷冻水温度越高,冷机的制冷效率越高,右图显示了某冷机制冷系数与冷冻水供水温度的关系。从图中可看出,冷冻水供水温度提高1℃,冷机的制冷系数可提高3%,所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。例如,不要设置过低的冷机冷冻水设定温度;关闭停止运行的冷机的水阀,防止部

分冷冻水走旁通管路,经过运行中的冷机的水量较少,冷冻水温度被冷机降低到过低的水平。

4利用自然冷源

由于建筑室内的人员、照明灯光、电脑的设备的散热量的影响,在春秋季当室外空气温度较低时,室内空气温度仍然较高,仍需要供冷。尤其是没有外墙、外窗的内区房间,即使在寒冷的冬季,由于室内的散热量没有途径散发到室外,室内仍需供冷。此时如果开启冷机供冷,不仅由于此时冷负荷较小,冷机制冷系数较低、能耗大,而且极端不合理。

比较常见而且容易利用的自然冷源主要有两种,一种是地下水,另一种是春秋季和冬季的室外冷空气。由于地下水常年保持在18℃左右的温度,所以地下水不仅可以在夏季可作为冷却水为空调系统提供冷量,而且冬季还可以利用水源热泵机组为空调系统提供热量。第二种较好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空气,此时室外空气较低,可用于空调系统供冷。例如,北京春秋季的室外空气湿球温度一般低于15℃,冬季室外空气湿球温度一般低于0℃,这种温度下的空气是较好的冷源,可用于空调系统供冷。

室外冷空气的利用有两种方法:一是春秋季利用低温室外空气供冷,当室外空气温度较低时,可以直接将室外低温空气送至室内,为室内降温。为了能实现在春秋季利用低温室外空气供冷,空调系统设计时注意要有足够的新风道引入室外新风。第二种方法是利用冷却塔供冷,适合没有足够的新风道为室内送室外新风。具体方法是春秋季利用冷却塔将冷却水温度降低,再通过板式换热器冷却冷冻循环水,被降低了温度的冷冻水送到末端的散冷设备,如风机盘管、空调箱,将冷量送到各个需要供冷的房间。

此外,冬夏季利用全热交换器回收冷热量,也可起到很大的节能作用。为了保证室内空气足够新鲜,满足人们的舒适要求,空调系统需要从室外抽取一定量新鲜空气送入室内,同时将室内污染物浓度较高的空气排至室外。而这部分排风的温度、湿度参数是室内的空调设计参数,冬季比室外空气热,夏季比室外空气冷。通过全热交换器,将排风的冷热量传递给新风,可以回收排风冷热量的70~80%左右[5],有明显的节能作用。

5减少水泵电耗

空调系统中的水泵不仅起着非常重要的作用,而且耗电量也非常大。下图是对北京12家星级宾馆空调水泵耗电量的调查结果:图3-4空调水泵耗电量比例

从上图可以看出,空调水泵的耗电量占建筑总耗电量的8%~16%,占空调系统耗电量的15%~30%,耗电量接近于全楼照明用的电量,所以水泵节能非常重要,节能潜力也比较大。减少空调水泵电耗可从以下几个方面着手:

5.1冷却水开式系统改为闭式系统

开式冷却水系统中冷却水泵的扬程除了要克服冷却水在管道中的流动阻力外,还要提供将冷却水从冷却水池送至高位冷却塔克服水位高差所需要的能量。如果取消冷却水池,将从冷却塔回来的水管直接接至冷却水泵的入口,这种冷却水系统成为闭式冷却水系统,冷却水泵就不需提供将冷却水从制冷机提升到冷却塔克服水位高差所需要的能量,只需提供能量克服冷却水在管道中流动的阻力,所以所需要的水泵扬程要

比开式冷却水系统小得多,因此水泵的能耗也就小很多。例如北京某饭店冷却水系统为开式系统,制冷机房和冷却水池设在一层,冷却塔设在十层屋顶,距地面33米,冷却水泵扬程为67米,配电功率为180kW,而改成闭式冷却水系统后,冷却水泵扬程只需25米,配电功率仅为75kW,每年可节电18万度,合人民币10.8万元。

5.2减小阀门、过滤器阻力

阀门和过滤器是空调水管路系统中主要的阻力部件。在空调系统的运行管理过程中,要定期清洗过滤器,如果过滤器被沉淀物堵塞,空调循环水流经过滤器的阻力会增加数倍。

阀门是调节管路阻力特性的主要部件,不同支路阻力不平衡时主要靠调节阀门开度来使各支路阻力平衡,以保证各个支路的水流量满足需要。由于阀门的阻力会增加水泵的扬程和电耗,所以应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。

实际工程中有很多不合理地调节阀门开度,造成水泵电耗无谓浪费的现象。例如北京某饭店的空调水系统的压力分布如下图所示:

根据上图水系统的运行压力分析可以看出,在热交换器和热水循环泵之间的阀门(此阀门的开度仅有25%)和管路消耗了0.2Mpa的扬程,泵后阀门(此阀门的开度仅有25%)消耗了0.08Mpa,而加压泵总的扬程才0.25MPa,加压泵出口的阀后压力为1.12Mpa,还低于热交换器的出口压力,加压泵的加压都消耗在了其前后的管路阀门上了,并不起到真正的加压作用。所以从冬季供热工况而言,加压泵是多余的。如果取消标准层加压泵,每年可节省电耗22万度,节省运行费16.5万元。

5.3提高水泵效率

水泵功率是指由原动机传到泵轴上的功率被流体利用的程度。水泵的效率随水泵工作状态点的不同从0~最大效率(一般80%左右)变化。在输送流体的要求相同,即要求的输出功率相同的条件下,如果水泵的效率较低,那么就需要较大的输入功率,水泵的能耗就会较大。因此,空调系统设计时要选择型号规格合适的水泵,使其工作在高效率状态点。空调系统运行管理时,也要注意让水泵工作在高效率状态点。

5.4设定合适的空调系统水流量

空调系统的水流量是由空调冷热负荷和空调水供回水温差决定的,如下式所示:

(3-1)

式中:

G――水流量,kg/h;

Q――冷热负荷,kcal/h;

Δt――供回水温差,℃。

从上式可看出,空调水供回水温差越大,空调水流量越小,从而水泵的耗电量越小。但是空调水流量减少,流经制冷机的蒸发器时流速降低,引起换热系数降低,需要的换热面积增大,金属耗量增大。所以经过技术经济比较,空调冷冻水的供回水温差4~6℃较经济合理[4],空调热水的供回水温差10℃较经济合理,大多数空调系统都按照5℃的冷冻水供回水温差和10℃空调热水供回水温差的工况设计。

空调循环水泵的耗电量跟流量的3次方成正比,如下式所示:

(3-2)

式中:

N――水泵耗电功率,kW;

S――管路阻抗,表征管路特性的参数,kPa.s/m6;

G――水流量,m3/s;

――水泵效率。

实际工程中有很多空调系统的供回水温差只有2~3℃,如果将供回水温差提高到5℃,水流量将减少到原来的50%左右,所以如果水流量减少50%,水泵耗电量将减少87.5%,节能效果非常明显。但是实际工程中常出现如果减少水流量,有些房间就会出现夏季室温降不下来的情况,而不得不提高流量、降低温差来运行。出现这种情况的原因是水系统中各个支路阻力不平衡,夏季过热的房间所属的支路阻力大,当流量减少时,阻力大的支路水流量减小到不能满足需要的程度,致使房间过热。如果加大流量,阻力小的支路就会超过需要的水流量,那些阻力大的支路的水流量则刚好满足要求,不会出现夏季室温降不下来的情况。这种空调系统的运行是以增大流量和耗电量为代价的。

变频水泵的使用

室外空气温度、湿度参数在整个供冷季和供暖季是在不断变化的,所以空调系统的冷热负荷在一年中也在不断变化,并不保持一成不变。空调的冷热负荷一年中变很大,全年大部分时间的负荷只有最大负荷的50%左右。当空调冷热负荷变化时,由公式(3-1)可知,所需要的空调冷热循环水量也随负荷相应变化。水泵的流量、扬程、轴功率和转速间的关系如下:[7]

(3-3)

式中:

n1,n2――电机转速;

G1,G2――水流量;

H1,H2――水泵扬程;

N1,N2――水泵轴功率;

所以通过改变水泵电机的转速,就可以连续地改变水泵的流量。电机的转速跟交流电的频率成正比。通常市政电网的电流频率是50hz,变频调速水泵就是利用变频器改变电流频率来改变水泵转速和流量。

由于建筑全年平均冷热负荷只有最大冷热负荷的50%左右,如果通过使用变频调速水泵使水量随冷热负荷变化,那么全年平均的水量只有最大水流量的50%左右,水泵能耗只有定水量系统水泵能耗的12.5%,节能效果是非常明显的。

6减少风机电耗

空调系统中风机包括空调风机以及其它送风机、排风机的,这些设备的电耗占空调系统耗电量的比例是最大的,右图显示了北京某饭店空调系统各设备能耗所占的比例:

空调系统风机电耗所占比例最大,风机节能的潜力也就最大,风机的节能也应引起最大的重视。减少风机能耗主要从以下几个方面入手:定期清洗过滤

图3-6某饭店空调系统各设备耗电量比例

定期检修、检查皮带是否太松、工作点是否偏移、送风状态是否合适。

7改善空调系统控制

目前很多商业建筑的空调系统未设空调自控,也有很多商业建筑的空调自控系统因年久失修而无法使用,这使得空调系统的运行管理很不方便。特别是对于面积较大的商业建筑,可能有上百台空调箱、新风机组,运行管理人员连每天启停空调箱都没有足够的精力去实现,更不用说适时地调整空调箱的运行参数,让其节能运行。因此很多商业建筑的空调箱、新风机在空调季节只得让它们全天24小时运行。如果为空调系统加装自控系统,即使是最简单的启停控制,也可以极大节省空调能耗。例如北京某写字楼、饭店,面积13.5万平方米,有空调箱、新风机组90多台,而运行管理人员只有十几人,空调箱、新风机在空调季只能全天24小时运行。如果只为空调系统增加启停控制,每年可节电130万度,节约运行费78万元。

8总结

目前中国商业建筑建设量大,商业建筑的能耗较发达国家高40%左右,商业建筑的节能是非常重要、刻不容缓的一项工作。商业建筑的空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分,通过上述具体措施,可以有效的降低商业建筑的空调能耗,并且已建成的商业建筑空调节能具有投资回收期短、效益高的特点,有利于商业建筑空调节能工作的开展。

参考文献

[1]ASHRAEhandbook1991:Heating,ventilating,andair-conditioningapplications,AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAirConditioningEngineers,c1991。

[2]中国统计年鉴(1998),中国统计出版社。

[3]何雪冰,刘宪英,中央空调节能有关问题的研讨,99西南地区暖通制冷学术年会论文集。

[4]彦启森主编,空气调节用制冷技术,中国建筑工业出版社,1981年7月第一版。

[5]钱以明,高层建筑空调与节能,同济大学出版社,1990年2月第一版。

[6]周谟仁主编,流体力学泵与风机,中国建筑工业出版社,1985年12月第二版。

篇7

关键词: 暖通空调 控制技术 节能技术

一、空调相关的技术问题

1 空调系统长时间处在低负荷下运行。具体表现为:系统在大流量小温差中运行,在新风不足和冷凝水过多的情况下造成能源浪费严重。由于空调系统采用定工作点方式运行,导致传热环节的传热效率大大降低, 使系统浪费了大量的能量。

2 空调控制器设计不合理。 由于空气处理机的热交换存在潜热交换的非线性环节, 当一些因素发生变化时,冷冻水温度和压力发生就会变化。因此,需要开发空调系统的优化控制技术,使空调系统在不同负荷下达到最好的控制效果, 也是目前非常迫切解决的问题。

二、空调技术的控制措施

1 设计水平的提高.首先必须是设计思想水平的提高, 应从管理和技术两方面入手来优化空调技术 。目前,设计方案的主要问题是评价体系不完整、定性指标的评价和权重的确定缺乏客观性,没有针对具体的设计条件和要求, 对空调十大评价指标进行综合评价,设计方案无法做到科学的管理,透明客观、公正的评价,需要加强相关方案设计软件的开发研究, 以实现空调方案设计规范化。咋充分考虑建筑方案的节能性、经济性、环境影响的基础上,改变目前空调设计费偏低的问题,,并制定相应法规保障工程设计的合理设计周期, 使空调设计人员 在方案设计中以最短的时间和最少的精力达到事半功倍的效果。

房间温度控制过程中涉及到很多因素影响,而且温度变化过程具有明显的滞后性和惯性。当温度有较大的波动的时候,采用传统的控制方法,如PID控制、人工决策的开环控制等,不能及时得到控制的效果的反馈,等到控制器得到控制温度信息时,控制的温度已经出现了超调的情况,导致实际温度反复的在设定温度上下波动,进而使得空调的频率在一定的范围之内反复。另一方面,本文的目的是设计并制造出一个能够适用于大多数通讯机房节能控制的设备,而不是针对于某一个特定的受控房间,因此无法得到精准的数学模型参数,只能经过一定的推理和演算之后得到近似的模型结构和参数范围,这就需要所设计的控制方式具有一定的自我学习能力,同时要保证传统控制方式的快速性和稳定性。

2 空调技术的控制

2.1 节能减耗的控制理论。在空调的空气处理部分建立动态建模, 以使得空调系统可以采用更高级的控制算法和合理的优化策略来减少能量的消耗,对被调房间的温度采用定工作点工作的控制, 使空调控制系统调节的房间环境适合, 减少空调系统能量的消耗。

2. 2 控制技术技术。

2.2.1 模糊控制技术。利用定送风量、 定温度和定压力的 C A V 系统会导致消耗大量的能量, 究其原因是由于空气处理单元中送风管道引起的纯滞后和大惯性, 这些参数的调整需要更多的时间。模糊神经网络的特点在于它是模糊逻辑推理与神经网络有机结合的产物,利用神经网络结构使传统神经网络中没有明确物理含义的权值被赋予了模糊逻辑中,通过局部网络建立任意的非线性函数,并且网络输入的数目等效于所研究问题的独立变量数目,.利用神经网络很好的解决了空气处理单元被控对象复杂性,而且能够在外部的干扰下对室内温度进行及时的调解。控制是一个耗时、耗能的过程,对空调的模型结构进行了主观假设。

2.2.2 智能控制技术。 把参数自调整模糊控制器应用于空调的控制器中,空调模型把智能控制应用于空调的控制系统中成为了人们研究的热点,同时也是未来的空调控制必将向着智能控制的方向发展。

2.2.3 预测控制技术。把预测到未来的信息利用选定的优化方法对给定的同标函数进行合理的优化, 从而确定得到系统合理的控制规律, 使被控对象采用最小方差控制中所用的回归积分来描述受到随机干扰的对象。同时预测控制的优化策略,采用一个不变的全局优化目标,确定了对象当前及未来控制作用的大小,这些控制作用较优地达到系统的设定值,对控制性能产生重要的影响。预测控制把当前控制影响较多的对象均包含在内,虽然快速性和稳定性较差, 但减少了计算时间,对于系统的稳定性和快速性有着很大的改进作用。

2.3风系统变负荷调节

一个空调系统风量的调节包括两个方面:各个空调分区的风量调节和整个空调系统的总风量调节。从控制方法上来说就是:各个空调分区根据实际需要调节自己的送风量;整个系统根据所有空调分区的总风量调节风机转速来改变总送风量。在实际运行中,空调系统的负荷不断变化,每时每刻所需的新风量也是一个变量,如果送风量按照一定值设定就会造成能量的浪费。例如,某时刻某个空调区域会议室将停止使用,空调器冷冻水路被切断,但新风仍然向空调房间输送,使得新风机组的能耗并没有因为该空调区域停止使用而下降,造成能源的浪费。由于采用了联动风阀,使得各空调区在无人或不使用的条件下,切断送入该空调区的新风,进而减少了系统的总新风量,减少了新风负荷。利用总风量控制法计算出各个空调区末端的系统总送风量,并计算出合适的风机转速,采用变频技术就能够最大限度的实现节能。

2.4 调速技术

对于空调风机而言,其调速性能要求相对较低,因此可以采用不带速度反馈的变频调速系统,同时考虑到流量、压差以及功率与转速之间的线性、平方和立方关系,对压频比(变频器的输出电压和输出频率的比值)恒定的开环控制方式进行修正。将压频曲线配置在恒定压频比直线之下,保证在低速运行时电机的气隙磁通低于额定值,电机的最大转矩低于额定气隙磁通时的转矩,于是铁损耗较小,在部分负载时可以提供更高的效率。

连续改变供电电源的频率,即可连续平滑的调节电机的转速,这种方法称为变频调速,变频调速具有良好的调速特性。应用变频调速,可以大大提高电机转速的控制精度,使电机在最节能的转速下运行。以风机、水泵为例,根据流体力学原理,轴功率与转速的三次方成正比。当所需风量减少,风机转速降低时,其功率按转速的三次方下降。因此,精确调速的节电效果非常可观。在实际运行中,轻载运行的时间所占比例却非常高。采用变频调速,可大大提高轻载运行时的工作效率。因而变频调节是理想的调速方式。

3.结束语

空调技术在能源危机的大背景下,节能技术成为未来建筑发展的方向,随着空调系统在建筑能耗中所占比重的增多,人们对建筑节能的关注程度正日益增加。我们以科学为基础发展空调技术,开发新能源是解决世界能源危机的有效措施,空调技术在设计思想和控制技术方面要求人们去严格遵守。我国的电力十分紧张,但所需能量也在增长。因此,在空调设计中应注意热工性能和热设备的保温性能;,充分利用天然能源,同时采取自控节能等措施。

参考文献

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关键词:暖通空调;能耗;节能

中图分类号: TU96+2 文献标识码: A 文章编号:

引言

随着人们生活水平的提高,人们对自己生活居住空间的舒适性要求也相应地有所提高,为了人们的这一需求,大量建筑工程中都纷纷采取了暖通空调系统,虽然暖通空调的出现给人们的生活带来了一定的益处,但是由此产生出的能耗却不得不引起我们的关注和重视。据有关调查统计数据表明,我国每年仅建筑暖通空调的能耗就占据总能耗的23%左右,这一数字还有不断上升的趋势。而导致这一问题的主要原因是建筑暖通空调系统的设计安装过程中,常常会出现一些问题,正是因为这些问题的存在是暖通空调能耗剧增。为此,降低暖通空调能耗已经势在必行。基于此点,这里首先阐述了构成暖通空调能耗的主要因素,进而分析了暖通空调节能存在的具体问题,并在此基础上提出降低暖通空调能耗的有效策略。

1、空调系统的综合节能分析

完整的空调系统由末端、冷源、输送系统等部分组成,只有当它们协同工作,充分发挥各自的效能时,整个空调系统才能达到综合节能的效果。对于洁净空调系统,在满足设计要求的情况下,应该尽可能地降低洁净室的换气次数,首先从源头上降低系统的能耗。 我们可以利用 CFD 技术来帮助我们选择合适的洁净室布置方案, 确定较低的换气次数。 确定好了洁净室的布置方案和换气次数,就应该选择合理空气处理方式。通过对洁净室空气处理的节能分析,我们看到,采用分散式的 FFU 系统比整体式系统要节能。 目前很多高等级的洁净室已经采用 FFU 加干盘管加新风机组的方式来处理空气。 干盘管中的水是由板式换热器将 7℃的冷冻水换热成 12℃后再使用。 但是,这样的做法就会在冷源侧浪费较多的冷水机组和水泵的能耗。如果将末端的新风处理机组和板式换热器串联,这样就可以节约水泵克服板式换热器两侧的阻力所消耗的电能,以及节约换热过程中浪费的冷量。

2、构成暖通空调能耗的主要因素

通常情况下,任何一款产品的总能耗都应当是该产品自材料采购、生产加工、产品成型、售出使用直至解体的这个生命周期内消耗的总体能耗。根据这一观点,建筑暖通空调系统的总能耗也应当是从系统建设直至使用过程中消耗的总能耗,除此之外,还应当包括暖通空调系统解体时浪费的那部分能耗。由此可见,对暖通空调的节能问题不能单纯地看作是运行期的节能,而是应当将之看作是整个生命周期的节能。为此,想要最大程度地降低暖通空调能耗,就必须在设计时采用最小的符合、在运行时最大效率低利用能源,只有这样才可能是暖通空调的总能耗将之最低。由于暖通空调本身的负荷与所处运行环境中很多因素有关,这些因素的存在都有可能引起暖通空调能耗增大,为了在暖通空调投入运行的过程中使能源消耗情况降至最低,就必须充分考虑这些可能引起暖通空调能耗过高的因素。其中较为重要的一点是应当选择能够满足暖通空调运行所需动力的设备功率值符合要求,这样可以显著提高能源的整体利用效率。

3、暖通空调节能存在的具体问题分析

现阶段,我国建筑暖通空调节能问题主要体现在以下几个方面上:

3.1设计施工方面的问题。暖通空调系统的设计质量优劣直接关系到节能性能的高低,这是一个无可争议的事实。但是有些设计人员却在实际设计中对此重视程度明显不足,这就导致了建筑暖通空调系统不但前期投资较大,而且运行过程中的能耗也非常之高,严重超出了国家规定的建筑能耗标准。此外,由于暖通空调的设计单位和施工单位是分开的,这就导致了施工单位和设计单位不能很好地协调,从而使得在实际施工中经常与设计要求不符的情况,这也在一定程度上增大了暖通空调的能耗。

3.2暖通空调运行管理方面存在的节能问题。除设计施工外,运行管理对建筑暖通空调系统的节能也起着重要的作用。在实际中有些单位认为设计施工达标完成就可以了,因此不注意对暖通空调操作人员的培训,很多操作人员不具备必要的暖通空调基本理论常识、不懂得根据室外参数的变化进行相应的调节。一年四季只有开机、关机和冬、夏季转换操作,显然系统达不到相应的节能效果。

4、降低暖通空调能耗的有效措施

4.1应注重从节能的角度认真进行设计方案的比较和优选。例如对冷热源系统的选择,因为暖通空调系统所消耗的能量大部分是冷热源系统中消耗掉的。选择冷热源系统不仅需要考虑它的初投资和运行费用,还应结合当地能源结构和建筑使用功能特点,对耗能指标进行分析比较,在系统形势选择和划分时应注意考虑不同朝向、周边区与内区之间的差异,系统应分开设置或分环,以便分系统或分环控制和调节。这样可以避免某些区域出现夏季过冷或冬季过热的现象,造成不必要的能旦损耗。在设计巾应注意考虑节能效果,不能育目地追求新技术,认为采用最新技术的设计方案就是最佳方案。实际上每种方案都有其适用条件和范围,在确定暖通空调设计方案时,务必结合工程的具体情况,根据负荷特性、建筑使用功能要求和环境特点等多方面因素,注意从节能角度、全面技术经济分析比较后确定出最佳设计方案,确保系统运行的经济性与节能性。

4.2认真进行设计计算。应根据工程具体情况对暖通空调运行季节进行全工况、全过程的分析计算,寻找出一个比较合理的设计方案,使暖通空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理地运行,为在运行中节能奠定基础,并且要认真、合理地确定系统冷、热负荷及风、水管道阻力,选择合适的冷、热源设备和水泵、风机等动力设备,确保所选择的各项设备能恰好在最佳工况状态下运行。不经计算只按照水泵或风机的特性曲线选择设备,或按照水泵和风机样本的铭牌参数选择流量、扬程等都会在运行中造成不必要的能量损耗。另外,在有条件或系统允许的情况下,经过综合进行总能耗的比较,应合理加大系统的介质温差,以减少系统的水流和送风量。降低输送过程中的能耗。

4.3必须提高国内暖通空调设计收费水平。提高国内暖通空调系统设计收费水平,使国内外设计单位能在公平的条件下进行竞争,管理部门应制定相应的法规,保障工程设计的合理设计周期,使暖通空调设计人员在方案设计阶段投入更多的时间和精力考虑节能等要素,这样才能达到事半功倍的效果。

4.4深入研究水源热泵技术。水源热泵空调系统在建筑行业中日益受到人们的广泛关注,这是由于该技术在某种程度上可较好实现节能目标,水源热泵包含地缘与水环热泵两类,其优势特征在于利用低温浅层地能通过热泵装置将其提升到建筑物需要的温度水平。该类热泵应用技术主要依靠再生能源,可实现较好的回收利用,并充分满足节能要求。因此我们应从该层面出发,展开热泵技术的深入开发及科学研究,令再生能源成为暖通空调系统的主体运行动力,进而显著降低系统能耗。

结束语

随着我国建筑的不断增多,暖通空调系统也必然会随之增多,节能问题显得越来越重要。为此,必须认真分析暖通空调节能存在的问题,并采取一些行之有效的措施加以解决,以此来降低暖通空调的能耗,这对于降低建筑总体能耗意义重大。

参考文献

[1]周雄辉,陈焕新,廖胜明,等.单位面积冷负荷对高层建筑空调节能的影响[C]//中国铁道学会铁路工程分会2009年暖通专业年会论文集,2009(1).

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关键词:暖通空调;节能设计;发展;工程质量

近年来,暖通空调专业人员对暖通空调系统的节能给予了足够的重视,采用改良技术与组织等形式,增加能源的利用效率,结合具体的地区环境,运用不同的方式,推广针对性的节能技术,降低能耗,这是具有社会和经济的双重效益,推动经济的发展,促进社会的进步。针对当前我国暖通空调设计的现象,节能设计理念在空调设计中受到了高度的重视。

1、暖通空调节能设计新思路

暖通空调节能设计的最主要目标是为了实现节能的目的,用舒适指标指导系统中的节能设计,用温度、湿度、平均辐射温度、风速与劳动强度等六种影响热舒适指标因素的合适比例,实现人们舒适性及节能降耗的协调。在寒冷的季节,温度是影响人的舒适性的主要因素,除此之外,人们生活环境中的光、色同样会影响生活的舒适性,在建筑中选用暖色调可以提高人们的心理温度,调低实际的室内温度,避免能源的损耗。同时,合理的选取暖通的设计参数,从温度与湿度来保证室内的舒适标准的情况下,节能是负荷大小的重点因素。

提高暖通空调的设计水平关键是实现自动化控制,保证暖通空调房屋的温度与湿度的控制,同时节约热力,最大程度的实现能好的降低。过去,对暖通空调的控制方式是通过测量空气的温度与湿度来决定的,其对具体的环境表现不够全面,导致暖通系统对人体的直接作用小,对环境的调控不够及时,产生不同程度的损耗。运用现代化的技术,选取合适的评价指标对暖通空调进行调控,不仅可以解决传统的控制方式中的不足,而且也可以达到节能的目的,一举双得。

2、暖通空调节能设计的探索

2.1 围护结构的节能设计

围护结构的保温性、窗户与墙壁所占面积在一定程度上决定了围护结构的热系数,通过围护结构调节空调负荷。在暖通空调设计的初期,需要对房屋的围护结构进行考察,利用优点抵抗室外低温,提高围护结构的性能,降低热负荷时当前建筑节能的首选。

2.2 运用高效的节能系统

通过对暖通空调系统的设计,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,系统的设计水平决定其使用性能,空调系统设计对系统节能具有十分重要的意义,所以,在进行设计的过程中要在基本原则的前提下,不断地提升设计水平,结合工程实践,不断创新设计理念,降低能耗,充分利用环境的优势来实现节能的目的,保证系统的高效性。

2.3 使用高效节能设备

暖通空调的耗电量较大,在用电的高峰期,常常会出现供电紧张,对此,可以选用一些高效节能的设备,例如使用蓄冷水池的空调。具体的情况要根据当地的发展情况决定,尽量选用性能优良的设备,建立能量循环系统。

从实践的情况来看,尤其是建筑中所使用的制冷空调产品要提出更高的节能要求,除了要选择性能优良的空调设备外,还需要加强运行管理,适应不同负荷时的节能需求,按照规范进行维护与调节,提高设备的运行质量,延长设备的使用寿命。

2.4 选择具有能量回收装置的空调器

在暖通空调的节能设计过程中,常常会出现由于空空调某方面的要求将空调系统设计成直流系统,在夏季其排放与室外新风之间的温差较大,而且是具有一定的负面影响,因此不能直接进入到空调系统,此时应对排风进行显热回收。

首先,制冷机冷凝热回收。一般情况下蒸汽压缩式制冷机组或者空气源热泵产生大量的冷凝热热量是机组制冷的1.1.5-1.3倍,电能的消耗量与空调用冷量不成比例,大部分热量被消耗,增加了空气负担,对损耗的这部分热量加以利用,可以有效地降低成本。

其次,回收空气热。对于有转轮式、板式、板翅式、热管式、中间热媒式等,显热回收效率可达50%-70%,全热回收效率可达70%-85%。根据有关规定,符合下列条件之一时,应装设热回收装置应当设有集中排风系统的风量≥3000m3/h的直流式空调系统,当新风与排风的温度差≥8摄氏度时;同时应当设有集中排风系统的风量1000m3/h,新风比≥40%的空调系统,当新风与排风的温度差≥8摄氏度时应当设有独立新风和排风的系统。3暖通空调节能的发展趋势

众所周知,暖通空调的能量损耗大,在使用过程中对空气会产生不同程度的危害,由于空调系统中所采用的高品位、不可再生资源所导致的资源问题也日益突出,可再生资源与低品位能源的开发利用成为迫切需要解决的问题,为此,必须要加大合理有效资源的利用及开发。

在空调系统中采用新技术,为节能发展提供了新的方向,通过绿色能源技术的开发,尽量选择绿色新技术进行暖通空调的设计。如采用地源热泵空调系统、太阳能制冷供热系统,不仅实现了可再生资源的高效运用,同时也提升了经济效益,是符合当前经济及社会发展趋势的。利用当地环境能源,如在地热丰富地区,运用地热作为暖通空调消耗的能量资源,通过把地热(冷)能和太阳能等可再生资源应用于空调制冷,具有不可替代的优势,而且其无污染,与可持续发展理念相一致。

地源热泵是运用浅层、深层的大地能量,包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作为夏季冷源与冬季热源的,不仅可以供暖,也可以制冷的新型中央空调系统。该技术在国外已经得到了广泛的应用,该系统空调的发展空间巨大,尽管太阳能具有较大的利用空间,但是其技术还不够成熟,必须要紧跟时展的角度,推广绿色能源技术。

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关键词:暖通空调;能耗;影响;途径;节能设计

1 暖通空调领域能耗

1.1 建筑环境与暖通空调能耗

建筑能源消耗占社会总能耗的比例较大,建筑节能是建筑发展的基本趋势,也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。现代建筑的必要组成部分――暖通空调领域也已经受到这种趋势的影响,暖通空调系统中的节能正在引起暖通空调设计者的注意,并且针对不同国家、地区的能源特点和不同建筑的采暖、通风、空调要求发展着相关的节能技术。现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源,其中电能占了绝对比例。研究建筑环境,了解暖通空调负荷产生的原因及影响因素,可以更加合理地提出解决问题的方法。

1.2 暖通空调能耗的组成

为了创造舒适的室内空调环境,必须消耗大量的能源。暖通空调能耗是建筑能耗中的大户,据统计在发达国家中暖通空调能耗占建筑能耗的65%,以建筑能耗占总能耗的35%计算,暖通空调能耗占总能耗的比例竟高达22.75%,由此可见建筑节能工作的重点应该是暖通空调的节能。从暖通空调的能耗组成可以看出:暖通空调系统的能耗主要决定于空调冷、热负荷的确定和空调系统的合理配置,空调系统的布置和空调设备的选择是以空调负荷为依据的。所以暖通空调节能的关键是空调外界负荷和内部负荷的确定,而暖通空调节能工作也应该从这个方面着手,合理布置建筑物的位置,正确选择外墙、门、窗、屋顶的形状及材料等,尽量减少空调负荷。

1.3建筑规划设计对暖通空调节能的影响

规划设计是建筑节能设计的重要方面,规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。充分重视和利用太阳能、冬季主导风向、地形和地貌,利用自然因素,分析气候的决定因素、辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利、不利影响,通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造,形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。建筑旁边的绿化不但有防风、隔声、防尘和美化环境的作用,而且对于建筑节能也有重要作用。

2 暖通空调领域节能的途径与方法

2.1 改善建筑围护结构的保温性能,减少冷热损失

对于暖通空调系统而言,通过围护结构的空调负荷占很大比例,而围护结构的保温性能决定围护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过围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围护结构的保温隔热性能。适当增加墙体、屋顶的保温性能,可以减少通过这些围护结构产生的冷热负荷。例如:采用新型节能墙体――小型混凝土空心砌块做墙体可有效减轻建筑物的负荷,其墙体传热系数K=0.54W/m2,比传统黏土实心砖墙节能一倍以上。根据权威部门对住宅围护结构的热工测试结果证明,住宅内热量有40%~50%是通过门窗损失,所以应尽量采用密封性好、保温节能的新型塑钢门窗。

2.2 空调新风量影响空调系统能耗

空调新风问题是影响空调是否节能的一个方面,新风量过多会增加其负荷,进而增加电耗,处理的新风量过少则会影响空调环境的质量,因此针对具体的空调环境做好送风温度和新风比例的调整非常有利于节能。比如,对于夏季需供冷、冬季需供热的空调房间,室外新风量愈大,系统能耗愈大,在这种情况下,室外新风应控制到卫生要求的最小值。而在过渡季节,空调室内一般不需供冷或供热,可全部采用新风,这种方法是空调系统最有效的节能措施之一。

2.3 空调方式影响空调系统能耗

选择合适的空调方式是空调节能的一个重要方面。近几年来,变频空调因其具有节能和提供舒适内环境的显著特点而得到飞速发展,到目前为止,变频空调器占日本房间空调器市场销售份额的80%以上。根据日本JRA404标准,变频空调器季节能效比远高于定频空调器,在冷负荷相当的情况下使用变频空调器消耗的功率仅为定频空调器的66%,即省电34%。因此,变频空调应是空调发展的一个趋势,使空调尽可能达到节能要求。在中央空调系统中,我们应采用变频技术,其主要有两种形式:用变速泵和变速风机替代调节阀,减少系统内部消耗,提高整机效率,或者采用变流量技术,根据空调负荷改变水流量或风流量,从而达到节能效果。

2.4 推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统

随着空调系统的广泛应用,空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升,同时对生态环境的破坏也在日趋加剧。如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的,它利用地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP值,使得同等制热(或制冷)量下的系统能耗大幅度下降。另外,利用太阳能供热或制冷技术也在开发研究着。

2.5 冷热回收利用的研究运用,实现能源最大限度的利用

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。从节能考虑,将系统中需排掉的余热移向需要热的地方去是节能的一种趋势。全热交换器的热传递效率现可达到75%~80%。还有一些常用热回收装置,如热管换热器、板式换热器、热回收环路等。相对来说,热泵系统回收方式更普遍,热泵可以回收100℃~120℃以下的废热,可利用自然环境(如空气和水)和低温热源(如地下热水、低温太阳热和余热)来节约大量采暖、供热燃料,是一种新型的高效利用低温能源的节能技术。如果热泵与直接接触式热回收设备联合使用,其热回收效率比单一设备要高得多。