浅谈暖通空调系统的节能问题

来源:用户上传      作者:

　　摘要：
　　 随着人类文明的不断发展，能源问题也日益突出，而作为能耗大户――暖通空调的节能设计就成为越来越多人所关注的热点问题。随着“低碳”概念的深入人心，暖通空调系统如果节能效果好，那么将在市场竞争中占据更大的份额，这样不仅提高了资源的利用率，而且也会为生产企业带来效益的增长。因此本文就针对暖通空调的节能问题展开讨论。
　　关键词：暖通空调；节能设计
　　一、暖通空调系统节能存在的问题
　　（一）设计管理问题
　　在空调设计阶段对系统的节能有着决定性的作用。但是实际情况是一些设计部门和工程师在设计过程中出于其它因素的考虑，对节能问题有所忽略，所设计的系统不仅需要庞大的投资成本，而且有惊人的能耗。据相关统计数据显示，在某些公共建筑中，空调的能耗为建筑总能耗的一半以上。因此相关政府职能部门要加强空调节能设计的管理，对设计图纸进行严格审查，如果工程设计与相关的节能标准不符，则严禁施工。
　　（二）运行管理问题
　　 运行管理环节对于暖通空调系统的节能有着重要的影响。有些空调系统全年的运行维护只有简单的开机、关机以及冬夏季进行相应的转换操作，这种可有可无的维护管理必然无法满足节能要求。因此要配置专业人员进行暖通空调系统的维护管理，可以实行持证上岗的作法。有关统计数据表明，同一套系统运行维护手法不同，其能耗可以相差一半以上。
　　（三）公众对空调系统的理解观念
　　 空调系统的设计初衷是使人体感到舒适，但是公众对于空调系统的理解却存在一定的偏差，往往大多数人认为夏天空调温度越低越好，而冬天则是温度越高越好。其实这种观点与空调的舒适性设计出发点是不相符的。公从对空调系统的这种理解观念，不仅会提高空调系统的能源消耗，而且容易因为室内外温差过大造成人体适应环境的能力有所下降，从而造成身体免疫力下降，因此要改变对空调系统的理解观念。
　　（四）可再生能源的应用
　　 其实暖通空调系统利用可再生能源不仅会有较高的环境效益与社会效益，而且其经济效益也非常突出，比如地源热泵空调系统、太阳能供热与制冷技术等等，均得到了非常广泛的应用，非常值得大力推广。不过利用这些新技术固然可以取得较高的效益，但是其间也有一定的问题需要完善，比如地源热泵技术的地源热提取技术就是现阶段的一个瓶颈。
　　二、暖通空调系统的节能设计
　　 由于在暖通空调系统整个设计、运行维护过程中，设计阶段对其影响最大，因此我们就着重谈谈暖通空调系统的节能设计。
　　（一）设计方案的确定
　　 从某种程度而言，暖通空调的设计直接决定着该系统后续的使用与节能。通常暖通空调系统尤其是中央空调系统，一般都是比较复杂的大型系统，其设计质量的好坏不仅关系到系统的性能，而且关系统到投资者的投资效益。具体而言，在设计阶段要注意从节能角度认真比较各种设计方案，选出其中最优化的一个。比如在选择冷热源系统时，由于暖通空调系统大部分的能量都是冷热源系统所消耗的，因此在选择冷热源时，其初其投资和运行费用固然重要，与当地的能源结构密切结合也同样重要。尤其需要注意两点：
　　 其一，不可盲目追求新技术而置节能效果于不顾。其实新技术并不一定就是最适用的技术，事实上无论何种技术，其均有适用条件等各方面的限制，如果基于运行费用、能耗指标等方面加以考量，新技术有可能会变为最不合理、可行性最差的方案。因为对于某种新技术而言，可能在某个空调项目中比较适用，但并不等于其同样可以套在另外一个项目中去。其二，并不是越复杂的方案就代表其设计水平越高。恰恰相反，系统越复杂，所涉及到的设备也就越多，这种设计方案不仅会提高系统的投资费用与运行费用，还有可能因为设备众多而降低系统的可靠性与可控性，相应的节能效果也会受到一定的影响。由此可见，在进行空调系统设计方案确定的过程中，要与工程的实际情况相结合，综合考虑负荷特性、建筑功能需求、环境特点等各种因素，从节能、成本、经济性等各方面加以比较，最终确定出最优化的设计方案。
　　（二）设计参数的选择
　　 暖通空调系统的节能设计是否有效，主要取决于其设计参数选择的合理性。在计算空调建筑的温湿度时，要选择合理的计算值，夏天不可过高，而冬天不能过低。在计算新风量时要以保证符合卫生、生产工艺以及相关规范要求为基础尽可能节省。在选择室内的温湿度时，建筑所在地区的气象参数、空调建筑的外围护结构、室内发热量与散湿量等指标均是影响其确定标准的重要因素，而系统负荷的大小又受着室内温湿度标准的影响。通常夏天空调建筑室内温度提高1℃，可以降低约11%的能耗；而湿度提高10%，则可以降低约17%的能耗。而新风量占据空调总负荷的三分之一，因此其标准值的确定对于空调系统的节能也至为重要。
　　（三）尽量采用能量回收装置的空调器
　　 在工程设计过程中，因为要改变空调建筑室内的某些工艺要求，所以空调系统要重新设计为直流系统。在夏、冬两季，空调系统经过改造会造成排风与室外新风间产生较大的温差，而这部分排风中又附带一些污染物，因此不可直接进入空调系统。在这种条件下，要对排风系统进行显热回收。在室内的回风被排放到室外之前，要与室外进入的新风在显热回收器中进行显热交换，即先回收能量再排放；相应的，在室外新风进入到室内之前同样要经过显热回收器，夏天可以降低温度，冬天则可以提高温度，从而实现回收能量的目标。不过需要注意的是，如果在北方寒冷地区采取显热回收器，则要注意防冻。要保证至少有两个新风入口，而且要将一个温度传感器设置于空调器的排风出口处。要适当调节两个新风入口处的电动阀开度，以保证排风出口处温度不低于5℃，防止显热回收器排风侧出现结冰的现象。通常空调器如果设置有能量回收设备，那么同样也适用于其它排风量比较大的空调系统。假如不存在排风交叉污染的问题，还可以通过转轮式全热回收器取代显热回收器，从而提高能量的回收效率。通常而言，显热回收器至少可以回收一半的能力，而全热回收器的能量回收率则可以达到80%左右。
　　三、常用的暖通空调系统节能技术
　　（一）冰蓄冷技术
　　 所谓的冰蓄冷技术是在夜间利用电力低谷这一有利条件进行制冰并加以蓄存，当白天处于用电高峰时，再把所储存的冰作为空调系统的冷源，从而降低白天电网的负荷率，从而实现电网的削峰平谷。可以通过动态冰蓄冷技术来实现这一目标，即其制冰过程是动态的过冷水的过程，不仅有较高的换热效率，而且制冰速度非常快，制冷机的能耗比较低。所谓的动态蓄冰是把蓄冰槽放置在平板式蒸发器下方，当开始蓄冰时，泵会把槽内的水送至平板式的蒸发器上方，在其板表面喷洒形成相应厚度的冰晶。当空调在需要在白天工作时，再把热气制冷剂送至平板蒸发器中，此时平板表面的冰就会融解、脱落，落冰完成后再进行下一次的制冰，如此往复达到节能的目的。
　　（二）水源热泵技术
　　所谓的水源热泵技术，是以水为提取能量的介质，从而实现空调系统的制冷或制热。具体而言，水源热泵技术的主要优势体现在以下两个方面，其一，其所采用的冷热源为水，其冷热转换过程中，无需燃烧其它燃料，而且不存在排污或者排烟等污染问题；供冷时也无需冷却塔。其二，节能水源热泵采用的是电能，其本身是一种清洁的能源，与普通的空气源泵相比，水源热泵机组如果设计良好，至少可以降低三分之一的能耗，与供暖相比则可以降低三分之二的能耗。
　　参考文献：
　　[1] 张曦,俞霏. 暖通空调系统节能设计问题探析[J].中国新技术新产品,2011(4)
　　[2] 谭刚. 暖通空调系统节能设计探讨[J].科技资讯,2010(33)
　　[3] 娄威. 暖通空调系统的节能工程设计[J].黑龙江科技,2009(4)
　　[4] 陈昀,米泉龄,杜志宏. 暖通空调节能设计研究[J].建筑设计管理,2010(7)

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-579615.htm