浅谈节能环保技术在暖通空调系统中的应用陈克隆

浅谈节能环保技术在暖通空调系统中的应用陈克隆

林凯建设工程有限公司工程河南安阳456550

摘要:暖通空调早在上世纪已经进入人们的日常生活,它在舒适了人民生活方式的同时也产生了一些健康以及节能需要的问题,现代人根据自己的需求也开始讲究空调的更新换代,本文在对于如何节约能源和降低空调对人体危害的问题上提出一些意见和建议,希望对读者有用。

关键词:节能环保;建筑节能;暖通空调

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。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、病毒以及从家具、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

在房屋建筑热工设计时,为了能达到房间内有舒适的微气候,需要恰当地利用房屋围护结构的热工特性以抵御室外气候的变化。除此之外,还有规划设计、太阳辐射、空气温湿度等几个方面。

2.1围护结构的作用

围护结构包括外围护结构和内围护结构。外围护结构包括屋面、外墙和窗户等;内围护结构系指室内地面、天棚、内隔墙等。在北方采暖建筑中,围护结构的传热损失占总热损失的比例很大,如乌鲁木齐地区,通过围护结构的传热损失占全部热损失的70%左右,改善围护结构的热工性能对暖通空调节能有着很重要的作用。

2.2规划设计的作用

建筑物的规划设计是建筑节能设计的重要指导,规划节能设计需要从地址选择、功能分区、建筑和道路布局走向、建筑物朝向、体形、间距、季节性尤其冬季主导风向、太阳辐射、建筑外部空间环境等方面进行规划布局。主要为优化建筑物微气候环境,重点考虑利于节能,充分重视利用太阳能及冬季主导风向、地形地貌的自然优势。节能规划设计就要分析构成环境小气候的决定因素,即辐射因素、大气环境因素和地理因素的不同影响因素,通过建筑师的规划布置,认真分析,充分论证,利用和改造不利为有利,形成良好的、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。

(3)建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而波动。

通常空调设备只能按设计的额定功率运行,当负荷降低时,设备仍然按照额定功率全负荷输出运行,这就必然造成能量的浪费。如果我们能够使用变频技术使空调设备的输出功率随负荷的变化而变化,那么就可起到节能的效果。

根据空调负荷来相应改变水流量或风流量可有效实现地节能。变风量空调系统(VAV)是通过末端装置来补偿室内负荷的变动,调节房间送风量以维持室温。变风量和定风量系统相比,一般情况下可节能50%。变水量系统(风机盘管)是通过水量控制的方法来调节温度的,其比定流量系统要节电。随着工业变频器的推广应用,通过对水流量、风量及主机等的变频控制调节,可实现其同所需空调负荷的实时匹配,从而产生显著的节能效益。

3.4各种新兴环保能源的利用

3.4.1采用天然气作为空调制冷设备的能源

天然气是继煤炭和石油之后的第三大常规能源,能够有效控制二氧化碳和二氧化硫的排放量,减少环境污染,对人体健康危害降低。使用天然气为能源的制冷空调市场前景广阔。

3.4.2利用各种可再生资源

如地源热、地下水、太阳能、自然风、海洋能等自然资源。地源热泵空调,是利用在冬季吸收土壤、地下水、地表水等天然资源的能量,向建筑提热能,夏天向天然资源释放热量,给建筑物供冷的一种高效节能的空调系统。主要用于居民住宅、别墅、学校以及商业建筑。太阳能空调利用太阳光的辐射为能源进行制冷工作。它的使用,弥补了供电不足的缺口,缓解了供电压力,也非常环保,不会带来传统电空调使用过程中所带来的城市热岛效应,并且由于太阳能空调的使用原理中并不包括氟利昂,就不会产生相关的有害物质致使大气环境遭受破坏。是名副其实的绿色节能空调。

结束语:

随着空调应用的日益普及,空调领域作为耗能大户应从设计、运行等方面特别注意节能的问题,不断提高空调系统的节能设计水平、节能运行管理水平,采用各种节能措施降低空调系统的运行能耗和费用,改善空调系统的节能效果,并且要大力开发可再生能源在暖通空调系统中的应用,这对于节约能源、保护环境、促进国民经济的可持续发展都具有十分重要的意义。只要暖通空调专业的工作者和能源环保工作者共同不懈努力,空调系统的节能降耗就可以做得更好。我相信随着国家对能源环保工作的重视,有关政策法规控制措施的逐步落实,将会迎来一个新能源、新环保的世界。

参考文献:

[1]周传辉,利用相变蓄热材料进行地板辐射采暖的方法[J].建筑热能通风空调,2018(1):45-46.

[2]赵朝晖,可再生能源在空调制冷中的应用[J].制冷,2016(4):44-46.

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