暖通空调系统中节能环保技术探讨

来源：职称驿站所属分类：工业设计论文发布时间：2011-04-24 11:58:28浏览：次

　　摘要:节能对于我国现代化建设来说,具有更重大的意义。目前,全国各地电力十分紧张,但所需能量也在迅速增长。因此节能降耗成为空调系统设计的关键环节。本文介绍了暧通空调的目的、影响空调系统的因素、暧通空调的节能设计，以及空调系统能源有效利用和节能的几个主要途径。在空调领域,舒适和节能成为当今建筑、设计的基本课题,保护环境,利用自然能源,削减能源负荷,成为今后建筑设计的方向。
　　关键词:建筑节能;暖通空调;环保技术；
　　随着我国国民经济的发展、人民生活水平的提高,空调技术已在国防、科研、工厂、医院、宾馆、旅馆、商店、办公楼、影剧院、住宅等建筑中广泛应用,从而使建筑物的总能耗逐年增长。我国的节约能源法中指出,节能是指加强用能的管理,采取技术可行、经济合理以及环境和社会可以承担的措施,减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效、合理地利用能源。节能还包括再生能源和新能源的开发利用。
　　1暖通空调目的及其影响
　　1.1暖通空调的目的
　　暖通空调的目标是为人们提供舒适的生活和生产室内热环境，主要包括:室内空气温度、空气湿度、气流速度以及人体与周围环境(包括四壁、地面、顶棚等)之间的辐射换热(简称环境热辐射)等。在一般的舒适性空调中，以能够使人体保持热平衡而满足人们的舒适感觉为目的；在恒温恒湿或有洁净要求的工艺性空调中，一切以满足生产工艺为目标。
　　1.2暖通空调对人体健康的影响
　　据国外的一份调查报告显示，居民平均88%的时间在室内，7%的时间花费在交通上，5%的时间是在室外。就是说几乎每天在室内的时间是13h。从这方面来说住宅的空气质量品质对人体的健康更加具有积极的意义。然而，由于建筑物的密闭性逐渐增加，建筑物装饰越来越多样化，从而导致室内污染物的滞留和增加，例如：烟雾、病毒及从家具、地毯和油漆中散发的多种危险化学物质，加上新风量的明显不足，空气重复循环，会造成室内空气质量品质严重下降，空调房间的空气污染物指标会远远超过国家安全标准。因此，如何有效地解决这个问题已经受到越来越多的人的关注，研究人员发现增加通风量来稀释空气并排放室内的污染物，通风换气，向室内提供大量的新鲜空气是改善室内空气质量最有效的方法。然而，提高新鲜空气的供给量，意味着增大空调新风负荷，同时也意味着使空调的能耗不断的增加。由此可见，利用新风和排风进行热交换能有效地解决这一矛盾，不但增加了室内的新风供给量，同时也回收了排风的能量，降低了新风负荷，减少空调器的运行能耗。
　　2影响暖通空调的因素
　　在房屋的建筑热工设计时，为了使房间内产生舒适的微气候，往往需要恰当地利用房屋围护结构的热特性以抵抗室外气候的变化。因此，围护结构在热工设计中是十分重要的，除此之外还有建筑规划设计、太阳辐射、空气温湿度等多方面。
　　2.1围护结构对暖通空调的影响
　　围护结构包括外围护结构和内围护结构。外围护结构主要包括屋面、外墙和窗户(包括阳台门等)；内围护结构主要包括地面、顶棚、内隔墙等。在采暖建筑中，围护结构的传热热损失占总的热损失的比例是较大的，以4个单元6层的砖墙、混凝土楼板的典型多层建筑为例：在北京地区，通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的77%(其中外墙25%，窗户24%，楼梯间隔墙11%，屋面9%，阳台门下部3%，户门3%，地面2%)，通过门窗缝隙的空气渗透热损失约占23%，在沈阳地区，通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的65%(其中外墙26%，窗户26%，屋面8%，阳台门下部1%，外门1%，地面3%)，通过门窗缝隙的空气渗透热损失约占27%。由此可见，改善围护结构的热工性能对于暖通空调节能具有重要意义。
　　2.2建筑规划对暖通空调的影响
　　建筑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。以优化建筑的微气候环境，有利于节能，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。节能规划设计就是分析构成气候的决定因素: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。
　　3暖通空调的节能设计
　　空调系统的节能设计，应根据工程具体情况对空调运行季节进行全工况、全过程的分析，寻找出一个合理的方案，使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的运行，并在运行过程中创造良好条件。
　　3.1选择合适的冷热源
　　在系统设计中对设备进行合理选配已成为空调节能的关键，合理配置中央空调系统的冷热源对节能与能源合理利用的意义非常重大。中央空调常见的冷热源配置方式有水冷冷水机组十锅炉、热泵型机组和溴化锂吸收式机组。第一种冷热源在设计工况下的能效比较高，一般为3.7～5；第二种冷热源即热泵型机组，夏季制冷，冬季制热.在设计工况下，其能效比较水冷机组要低，仅达到3左右，但其具有良好的节能和环保效果；中央空调的另一种冷热源为溴化锂吸收式机组，这类机组的能效比(制冷量/消耗的热量)比较低，节电不节能，适用于有废热和余热的地方。
　　3.2采用蓄冷系统
　　各国用电状况都不同程度的存在着电负荷峰谷差较大的情况，在用电高峰时电力供应不足，而在低峰时电力供应过剩。在实施电力峰谷电价的地区，就可利用低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量，高电价时段再将冷量释放出来，这将对整个电力负荷的移峰填谷工作起很大作用。采用冰蓄冷系统能够产生良好的经济效益和社会效益。
　　3.3采用变频系统
　　变频技术在现代空调中的使用已成为必然趋势，它不仅能有效改良空调系统的工艺不足，还能大幅降低能耗，节省运行成本。采用变频技术的原因有：
　　(1)设计者在选择设备时，通常留有一定的设计余量(20%～25%)，实际上设备也极少在全负荷工况下运行，甚至从未全负荷运行过。
　　(2)建筑物由于使用情况的变化(如出租率不高，建筑功能变化等)，负荷也会发生相应变化。