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浅析暖通空调的节能设计及其运用

浅析暖通空调的节能设计及其运用

浅析暖通空调的节能设计及其运用

浅析暖通空调的节能设计及其运用

邹中强

(无锡蓝天安全技术有限公司,江苏无锡

214187)

[摘要]当前,提高节能效果和使用舒适性已经成为空调领域获得持久发展能力的必然选择,而且,在进行建筑设计时,节能、环保、减排都

是目前的设计主题,暖通空调作为建筑工程的能源消耗大户,对其进行节能设计,不仅符合当前空调设计和建筑设计的主流发展形式,对于保护生态环境、缔造绿色节能社会也是大有裨益的。在本文中,笔者就暖通空调的节能设计问题进行了分析,并探讨了它的实际运用情况。[关键词]暖通空调;节能设计;运用

目前的建筑工程越来越重视室内生活环境和工作环境的舒适性,舒适性的获得必然需要以大量的能源消耗为代价。在建筑的各种能耗中,暖通空调的能耗水平高在业内是公认的,因此,将节能设计融入到暖通空调工程当中,对于提高建筑的整体能源利用水平而言意义重大。

1暖通空调的节能设计方案分析1.1发挥建筑构造节能设计的作用

目前,不少建筑设计方案过于追求现代化和外观形式的视觉美,大量采用玻璃顶棚以及玻璃幕墙等材料,由于这些玻璃质材的保温性能比较差,在建筑的正常使用过程中必然会增加建筑的能源消耗总量,这和节能减排的社会大环境是背道而驰的。因此,在设计建筑工程方案时,需要积极邀请暖通专业的相关人员参与到设计的整个过程当中,尤其是在屋顶导热系数、外墙导热系数以及窗墙比的确定方面更加需要征求其意见,尽可能在不大幅度影响建筑方案的情况下满足其要求,当然,避免建筑设计方案出现设计方面的硬伤也是不能够忽略的问题。

1.2优化供暖系统

第一,对于某些室内空间比较高的建筑工程,如果供暖全部利用散热器进行,通常在空间布置上很难满足要求;如果均采用空调供暖的方式,则不仅运行费用较高、管理复杂,而且舒适性也不如散热器供暖。因此,为了确保供暖舒适性的同时降低运行管理的费用和难度,建议采用“散热器供暖为主、空调供暖为辅”的复合供暖方式。这种复合式供暖的优点在于初期投资较少、供暖舒适性较好、使用灵活、管理简单,并且具有很好的节能效果。寒冷的冬季,如果室外温度较高,则无需利用空调供暖;如果气温非常低,也不必担心空调机组出现冰冻问题;并且,可以根据实际的需求进行部分开启,而其他的部分则以低温运行。同时,为了提高人们的能源管理水平尤其是节能意识,建议安装能够计量供暖系统和空调系统冷热量的仪表。第二,采用南北环路的设计方案。为了提高能源的利用率,依照南北两个方向将散热系统分别设计为两个环路,同时采用必要的温度控制方法,例如,在有人生活或者办公的地方则可以以大流量高温状态运行,而在夜间或者不需要过度供热的地方则可以以小流量低温状态运行。在空调系统方面,为了防止出现在天气变暖时仍然过度供热的问题,空调机组同样需要设置必要的温度控制措施,例如,充分利用太阳辐射热量、实现热水流量动态控制以及其它综合降低输送能耗和供暖能耗的措施。

1.3设备的合理配置

一般而言,室内空间高度低于2米的部分主要维持特定的湿度和温度,而高于2米的部分为了避免室内热量外泄的问题,需要在降低空气对流方面下功夫;对于某些建筑存在的天窗和屋顶网架,则主要以避免出现结露问题为主要目标。正是基于以上考虑,在室内空间高度低于2米的部分建议采用以辐射热源为主的供暖方式,相对于空调供暖的热风而言,辐射供热能够降低水分蒸发速度,可以长久维持比较舒适的温度和湿度。而高于2米的部分为了降低空气对流导致的室内外热量交换,不应该再设置送风口和回风口。至于某些存在天窗和屋顶网架的建筑,为了避免天窗和屋顶网架发生结露现象,应该设置喷口对其进行高速送风。

1.4采用先进的能源管理技术

在建筑的供暖系统、空调系统、通风系统上面均安装高度自动化和智能化的控制系统,并将其统一集成到BAS楼宇自控系统当中(风机

盘管除外,采用独立控制模式),利用BAS楼宇自控系统对其进行启停控制和节能控制。常见的控制参数和控制内容主要包括以下几个方面:能量计量、联动控制、工况转变控制、运行模式控制、运行参数动态检测等等,通过这些参数的有效控制,能够在很大程度上实现供暖系统、空调系统以及通风系统的节能化运行。除了上述控制措施之外,还需引入空调变频控制技术,并实现对集中式全空气空调系统(主要存在于餐饮和商业建筑内)的智能化和自动化控制,利用电动调节风阀来控制新风量和回风量。为了降低运行成本,提高运行经济性,在夏季和冬季的空调新风负荷高峰期,能够利用动态监测室内二氧化碳浓度的方式来模拟室内的人员变化情况,并以此为依据来实现新风量调节的最优化,实现节能化运行的目标。同时,在过渡季节,空调系统可以根据室内温度情况,实现新/回风比的最优化调节,通过适当增加新风量、借助新风达到制冷目的的方式来降低能源消耗,实现空调系统的经济运行。

1.5可再生能源技术在在暖通空调系统中的应用

第一,自然风能的应用。自然风的供冷是可再生能源在暖通空调应用中的重要组成部分。当室外空气的焓值和温度低于室内时,在供冷期内就可以利用室外风所带有的自然冷量来全部或部分满足室内冷负荷的需要。通常,这种情况出现在供冷期的过渡季和夜间,可采用的方法为新风直接供冷和夜间通风蓄冷。由于利用了自然风提供建筑所需要的冷量,与常规空调系统相比,在运行中不用电或少用电,既节约能源,又减少对环境的污染,同时也改善了室内空气品质。

第二,太阳能的应用。太阳能在暖通空调中的应用主要有:被动式和主动式,其中主动式主要包括:太阳能采暖和太阳能制冷2个方面:首先,太阳能采暖。主动式太阳能采暖用电作为辅助能源,驱动用太阳能加热的水在管道中循环流动向房间供热。随着太阳能集热器的研制开发,具有工作温度高、承受压力大、耐冷热冲击和抗冰雹等优点的热管式真空管太阳能集热器使主动式太阳能采暖系统的应用成为可能。其次,太阳能制冷。太阳能制冷主要包括太阳能压缩式制冷、太阳能吸收式制冷和太阳能吸附式制冷。太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能有效地转换成电能,再用电能去驱动压缩式制冷系统。以太阳能作为热源的吸收式制冷是利用太阳辐射热能驱动溴化锂—水溶液或氨—水溶液的吸收式制冷系统。太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷却器去掉,将太阳能集热器与吸附床合二为一,冷却功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成。

2结语

综合分析暖通空调的能耗构成比例之后我们便可以清楚地发现,空调系统的合理配置尤其是空调冷负荷、热负荷的合理确定在提高空调的能源利用效率、降低能源消耗数量方面均非常关键。因此,在进行暖通空调系统节能设计时,必须要认真考量空调的内部负荷问题和外部负荷问题。

参考文献[]

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[2]张莉,李尧,朱玉明.暖通空调节能设计分析[J].山西建筑,2010.

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[6]林忠.暖通空调设计与节能[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010.

201112下)

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