所屬欄目:智能科學技術論文 發布日期:2013-01-23 09:24 熱度:
摘要:隨著經濟的迅速發展,能源和環境問題日益尖銳。建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大,而暖通空調系統在建筑節能中占據重要的位置,起著重要的作用。節能技術的研究開發和運用是暖通空調系統、建筑系統節能的基礎。本文通過分析暖通空調系統能耗的構成及主要特點,論述了現代建筑中暖通空調節能措施,從多個角度論述了新型環保節能技術的應用,并從新風預處理系統、獨立新風系統以及個性化送風系統等角度對暖通空調系統節能技術進行了展望。
關鍵詞:暖通空調系統,節能,意義,途徑,方法
1 暖通空調系統能源消耗的構成及主要特點
1.1暖通空調系統能源消耗的組成
當前,隨著經濟的發展和城市化建設的加快,人民生活質量得到了顯著的改善,與此同時建筑能耗的總量也逐年上升,能源問題和環境問題成為阻礙發展的重要因素。通常來說,暖通空調系統能耗是建筑能耗的重要組成部分,它指建筑物在采暖、通風、空調、照明、電器和熱水供應等方面的能源消耗需求,其中暖通空調系統能源消耗大約占到三至五成,且呈現出逐年上升的趨勢。現代建筑通常采用設置暖通空調系統來保證建筑物內適宜的溫濕度,暖通空調系統的能耗就是這種需求所消耗的能量。
暖通空調系統能耗包括建筑物冷熱負荷引起的能耗、新風負荷引起的能耗及輸送設備(風機和水泵)的能耗。室外氣候條件、室內設計標準、以及其他設備照明等因素都對暖通空調系統的能源消耗有重要的影響。
1.2暖通空調系統耗能的特點
暖通空調系統的能耗與其它建筑能耗相比有一些特點:首先,能量使用效率受到系統設計、選型、運行管理等因素的影響,如果系統設計不合理將會降低能源消耗效率。其次,室內空氣環境的冷熱質量也會影響到暖通空調系統的質量。這就要求盡可能多的利用現有天然能源,如太陽能、風能、地熱能等作為補充。第三,暖通空調系統的冷熱是通過交換形式完成的。因此,針對這一特定熱點,可以采用冷熱量回收的方式來節能減排,從而提高能源的使用效益。
2 暖通空調節能措施
2.1暖通空調系統自身設計方面
設計是工程的龍頭,系統設計的優劣直接影響其使用性能。而建筑負荷計算是設計的重要內容之一,當前普遍存在一個現象就是設計工期短,許多設計人員為了節省時間,錯誤地利用設計手冊中供方案設計或初步設計時估算冷、熱負荷用的單位建筑面積冷、熱負荷指標,直接作為施工圖設計階段確定冷熱負荷的依據。往往使得總負荷偏大,從而導致空調采暖設備偏大,初投資增高。運行費用增加,能量消耗增加。
2.2采用新型節能舒適健康的空調及采暖方式
當前,我們應采用新型節能舒適健康的空調方式。空調系統特別是舒適性空調系統對人體的作用是通過空氣溫度、濕度、風速、環境平均輻射溫度進行的。人體對環境的冷熱感覺是這些環境因素綜合作用的結果,影響人體熱舒適性的環境參數眾多,不同的環境參數組合可以得到相同的熱舒適性效果,但對于不同熱濕參數組合的環境其空調系統的能耗是不相同的。
2.3提高建筑維護結構的保溫性
影響暖通空調系統的最大因素在于建筑維護結構的保溫性,其決定著維護結構綜合傳熱系數的大小。因此。只有嚴格規范建筑維護結構的保溫隔熱性能系數,使其達到國家規定的標準,才能更好地實現暖通空調系統的正常運行。
2.4著力開發可再生能源,積極推廣新能源
由于空調系統中所使用的高品位、不可再生能源所引起的資源環境問題也日益突出,必須開發一些合理有效的可再生能源以緩解目前的緊張局面。地熱(冷)能和太陽能等可再生資源應用于空調制冷,具有一定的優勢,而且清潔無污染。地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量,包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作為冬季熱源和夏季冷源,是既可供暖又可制冷的新型中央空調系統。
2.5加強對冷熱回收利用的深入研究
近年來,我國對暖通空調系統的冷熱回收利用的研究正蓬勃開展,如對暖通空調系統的傘熱回收器,衛生熱水供應問題的深入探討。都涉及到暖通空調系統的冷熱回收問題,這種主流的環保方式既提高了空調系統的能源利用率,也實現了能源最大限度的利用。
2.6規范暖通空調系統運行的管理
暖通空調系統要實現規范化管理和可持續發展,必須加強對暖通空調工作人員的培訓和管理,要嚴格執行空調操作規范和完善制度,提高管理人員的專業技術水平和道德素質。杜絕無證上崗和無經驗施工,對未達到考核要求和規定的人員應二次回爐,重新培訓,直到考核合格方可上崗。只有將責任落實到每個工作人員,管理人員才能根據實際情況做出調整,從而達到規定的節能效果,實現系統控制的高水平。此外,政府的相關職能部門應對此工作給予重視和支持,以實現環境效益和社會效益的雙豐收。
3 新型環保節能技術應用
3.1環保能源的應用
可再生能源包括地熱源、地下水、太陽能以及海洋能等自然資源。其中地源熱泵是利用冬季吸收土壤、地下水或地表水等自然資源中的能量來向建筑提供熱能,夏季則向其釋放熱量,其屬于一種高效節能的空調系統;太陽能則是利用陽光輻射為能源進行制冷,其是綜合空調技術和超導技術,將太陽能作為熱源,溴鋰超導暖氣片及超冷暖空調作為交換介質,通過對超導介質激發來實現熱能的傳導,該能源利用可在一定程度上彌補供電不足的現象,并可緩解供電壓力以及可避免傳統電空調的利用帶來的城市熱島效應,同時太陽能的利用也不會產生可破壞大氣環境的有害物質;海水空調系統則是將海水作為冷熱源,該技術可有效提高一次能源利用率,并可大幅度減少二氧化碳的排放量。天然氣利用,將天然氣作為空調制冷設備的能源可有效控制二氧化碳和二氧化硫等有害物質的排放量而減少環境污染,降低對人體的危害程度,但該種能源屬于不可再生能源。
3.2蓄冷技術
主要是利用冰和水兩種介質進行。部分大城市由于白天和黑夜用電量存在較大差距而采取不同的收費標準,一般夜間定點后電價低廉,因此在該時段可采取冰冷空調,即在夜間電價低廉的時候開啟部分制冷機組進行制冰并存儲能量,而在白天用電高峰階段則進行融冰以提供低溫水,并釋放所儲存的能量來緩解大量的用電需求并可實現有效降低用電成本。
3.3熱回收技術
該技術是利用能量回收在利用技術來將系統能源最大限度的利用,傳統技術是通過冷水機組或冷卻塔將室內熱量排放來降低室內溫度并實現人體感覺舒適,但若將大量冷凝熱量直接排放則會浪費大量能源,并對自然環境造成污染,熱回收技術則可將空調機組排放的熱量進行回收而避免直接排放造成的浪費,不僅可減少熱污染并可通過對熱量的回收實現變廢為寶的效果。
3.4低溫地板輻射采暖技術
該技術是在地板內直接埋設熟水管來加熱地板,地面輻射產生的熱量來對室內空氣進行加熱,該技術常用熱水作為介質,一般輻射體表面溫度不超過45℃,該種采暖模式中熱量以對流的形式向上傳遞而實現室內溫度下部高于上部,室內人們可在感受腳暖的同時保持頭頂涼爽的效果,該種采暖方式不僅舒適性和私密性好,并可減少揚程以及有效節省室內空間。
3.5變頻技術
該技術是通過改變頻率來調整壓縮機功率從而實現剛氏常開關損耗,達到低頻運轉高效的效果,當室內達到設定溫度則可在不改變送風溫度的前提下通過減少風量來調節室內溫度,同時變頻電機可通過調節能量輸送實現更為有效的節能,該變頻技術可實現節能30%,并具有運行可靠、高智能化及低噪音的優點。
4 節能技術展望
4.1新風預處理系統
包括熱回收式新風預處理系統和除濕式新風預處理系統。熟回收式新風預處理系統是對排風中的能量對新風進行預處理以剛氐系統的制冷量和除濕量,從而可減少系統容量,該系統可用于對溫度、濕度要求不太嚴格的場合;除顯式新風預處理系統可避免冷熱抵消和低機器漏電的缺點,從而可減少制冷量并實現溫濕度獨立控制,該種再生熱能系統可充分利用低鋪位能源以提高節能效果,適用于濕負荷大,對濕度要求較為嚴格的場合。
4.2獨立新風系統
該系統中新風機采用低溫送風機紹將新風直接送到空調房間以承擔新風負荷和室內全部潛熱負荷及部硝顯熱負荷,其中顯冷設備均采用無新風系統從而可大大提高建筑內環境的安全性而避免了不同房間之間的污染傳播,并且新風和排風間采取全熱交換器來降低空調能耗。
4.3個性化送風系統
該系統可實現室內每個人可根據個人喜好來控制局部環境,所采用的個體化調節方式是一種節能并對環境友好的空調方式,該系統在現代建筑中勢必存在廣闊的發展前景。
5 結語
目前,我國的很多建筑中的空調系統都具有節能的潛力,而且節能也逐漸的引起了各個設計、施工和管理單位的重視,但是仍然存在著許多浪費能源的現象。要想做到空凋系統的節能,只有通過設計、施工到運行管理各個部門的通力合作,才能真正實現。同時,要提高公眾的節能意識,大力推廣新的節能技術,從而實現社會的可持續發展。
文章標題:暖通空調系統節能技術探討
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