暖通新技術(shù)與節(jié)能減排

魏 鋒

2009年哥本哈根世界氣候大會雖然在一片爭論聲中閉幕，但節(jié)能減排無疑已經(jīng)成為全球關(guān)注的焦點。節(jié)能減排，顧名思義就是節(jié)約能源，包括二次能源，減少廢氣廢物的排放。我國建筑能耗已經(jīng)接近全國總能耗的30%，而在建筑能耗中，暖通空調(diào)能耗約占85%，而且用能效率低，和氣候相近的發(fā)達國家相比，我國建筑能耗和污染物排放量都是其2倍多。所以暖通行業(yè)的發(fā)展和減排工作密切相關(guān)。中國作為能源消耗大國，節(jié)能減排任重而道遠?？上驳氖?，在全國很多地方，很多工程都結(jié)合自身情況在暖通新技術(shù)和新能源利用方面取得了很大發(fā)展，下面就重點介紹一些較好的應(yīng)用實例。

1 冷凝熱回收

1.1 冷凝熱回收與生活熱水

在酒店等公用建筑中，要求必須有24 h生活熱水，傳統(tǒng)的方法都是通過鍋爐生產(chǎn)熱水，因為燃煤鍋爐污染大等原因，現(xiàn)在大多數(shù)都為燃氣鍋爐，即便如此，燃氣鍋爐的污染排放依然不可忽視，并且運行費用也很高。但與此同時，空調(diào)主機夏季制冷時，冷卻水的冷凝熱通過冷卻塔排放至空氣中，白白浪費了這部分熱量，不但加大了城市的“熱島效應(yīng)”，并且冷卻水的損耗也是非常之大，所以回收這部分熱量就非常有必要。

由于酒店生活熱水負荷相對集中，為冷凝熱回收創(chuàng)造了良好的條件。目前，冷凝熱回收提供生活熱水的應(yīng)用主要有兩種方案:

方案一:熱回收機組回收冷凝熱(雙冷凝器結(jié)構(gòu))+燃氣鍋爐輔助熱源;工作原理:一定量的水送入熱回收器，利用壓縮機排氣的顯熱和部分潛熱對其進行加熱。冷媒初步冷卻后進入二級冷凝器，剩余的熱量由冷卻塔排出。該方案一般要求安裝專用的熱回收螺桿冷水機組。

方案二:采用高溫水源熱泵回收冷凝熱+燃氣鍋爐輔助熱源;工作原理:在冷卻水管路設(shè)置旁路，將一部分冷卻水旁通至高溫水源熱泵蒸發(fā)器，高溫水源熱泵吸收冷水機組的冷凝熱后產(chǎn)生熱水進入蓄熱水箱，高溫水源熱泵蒸發(fā)器出來的冷卻水和冷水機組冷卻水混合后進入冷卻塔。

冷凝熱回收具有無污染和節(jié)約能源等優(yōu)點，但需要指出的是，冷凝熱回收不能完全代替冷卻塔完成冷卻，也不能完全代替鍋爐生產(chǎn)熱水，由于空調(diào)冷負荷、生活水熱負荷等都隨季節(jié)和時間在不斷波動，整個系統(tǒng)如何實現(xiàn)在最佳工況下工作，這就需要設(shè)計單位精心計算并且合理選擇設(shè)備選型，并應(yīng)用一些自控裝置來實現(xiàn)工況的轉(zhuǎn)換，這樣節(jié)能效果才更突出。

譬如，某酒店空調(diào)主機選用2臺離心機組+2臺帶熱回收螺桿機組，如果考慮到負荷的波動，在熱回收工作狀態(tài)下采用如下運行方案:系統(tǒng)滿負荷運行時開啟2臺離心機和1臺螺桿機，80%滿負荷時開啟1臺離心機和2臺螺桿機，60%滿負荷時開啟1臺離心機和1臺螺桿機，40%滿負荷時開啟2臺螺桿機，18%滿負荷時開啟1臺螺桿機組。當(dāng)然，在不同工況下，水泵、冷卻塔也有一定的對應(yīng)關(guān)系，不再贅述。

1.2 冷凝熱回收的另一妙用

去過酒店洗衣房的人都知道，洗衣房內(nèi)空氣高溫高濕，洗衣工人的工作環(huán)境舒適度十分低。目前常規(guī)做法就是在洗衣房間內(nèi)設(shè)置分體空調(diào)并設(shè)置送排風(fēng)系統(tǒng)，理論上只要分體空調(diào)功率足夠大就可以降溫，但這部分熱量只是轉(zhuǎn)移到了洗衣房外，并沒有被利用，熱量也白白的浪費。

各個建筑內(nèi)的高低壓配電室的降溫問題也一直困擾著很多設(shè)計人員和物業(yè)管理人員。由于配電室的特殊性，配電室內(nèi)一般不允許走風(fēng)機盤管的水路系統(tǒng)，而全空氣系統(tǒng)需要專用機房的同時也需要專用的冷凍水路，如果設(shè)置空調(diào)分體機，室外機的安裝位置往往又很難解決。目前大多數(shù)的做法也就是在房間內(nèi)設(shè)置一些送排風(fēng)系統(tǒng)，通過空氣流動來降溫，遠遠達不到降溫目的，配電設(shè)備的安全存在一定隱患。

其實，如果合理的利用冷凝熱回收，以上問題就很好解決。

通過圖1可以看出，在蒸發(fā)器側(cè)，空氣通過風(fēng)機驅(qū)動在蒸發(fā)器處流動，熱空氣不斷通過蒸發(fā)器后溫度降低，室內(nèi)溫度也隨之降低，濕度較大的洗衣房內(nèi)的濕度也會隨之降低。另一方面，在冷凝器側(cè)，通過循環(huán)水泵，水在不斷的流經(jīng)冷凝器后溫度也隨之升高，從而制出低溫?zé)崴?，即可以并入生活熱水箱，在北方冬季可以用來采暖等。這個冷凝熱回收的巧妙應(yīng)用真正實現(xiàn)了事半功倍，一石二鳥。

2 水源熱泵

水源熱泵在暖通行業(yè)并不是什么新鮮玩意，其節(jié)能優(yōu)勢也非常明顯。但制約水源熱泵大面積推廣使用的根本問題就是“熱泵雖好，但水源難找”。污廢水和室外游泳池也是一個不錯的水源。

污水有著夏冷冬熱的特點，利用好污水源熱泵就可實現(xiàn)冬季供暖(或制熱水)，夏季制冷的功能。使用污水源熱泵一個重要的問題就是系統(tǒng)的過濾除污，這點解決不好的話將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的壽命和效果。北京的奧運項目和一些住宅項目在污水源熱泵使用方面已經(jīng)取得了很大成功。

3 水景冷卻塔

所謂“水景冷卻塔”其實是作者本人提出的一個概念性東西。

在很多工程中，考慮到冷卻塔的噪聲、空間以及美觀要求，冷卻塔的安裝位置一般比較難解決。

基于上述情況，我們可以假想一個系統(tǒng)。一般星級酒店內(nèi)都有噴泉、水幕墻等人工水景，如果能將水景的水用作冷水機組冷卻水，冷卻水泵兼作水景水泵，通過水景水在室外的流動自然冷卻，這樣既節(jié)省了冷卻塔，又可以省去一套水泵，在初投資、運行費用上都可以大大降低，真是一舉多得。當(dāng)然這個方案只是停留在概念上，由于這個冷卻過程是個自然冷卻的過程，冷卻效果受天氣影響很大，如何保證穩(wěn)定的冷卻效果是需要重點解決的問題。

4 熱回收新風(fēng)機組

對于夏季室外溫度較高的城市，空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)負荷非常大，所以使用帶熱回收功能的新風(fēng)機組和組合式空調(diào)機組就非常有必要。使用了熱回收機組后，不但新風(fēng)冷負荷大大降低，并且由于有了熱回收排風(fēng)系統(tǒng)，加大了空氣流動，增強了空氣品質(zhì)。該設(shè)備比普通的新風(fēng)機組體積要大，并且為雙風(fēng)機，應(yīng)該多注意安裝空間和配電控制問題。

5 自然通風(fēng)

毫無疑問自然通風(fēng)是最健康的通風(fēng)方式。在海南三亞某酒店，大堂區(qū)為高大空間，并朝向大海，該酒店一年四季都利用海風(fēng)對大堂自然通風(fēng)，大堂區(qū)沒有安裝中央空調(diào)，只是在大堂頂上安裝了多組無動力吊扇，在海風(fēng)的驅(qū)動下，吊扇不斷轉(zhuǎn)動，增強了大堂區(qū)的空氣流動，同時也起到了大堂裝飾效果，降溫通風(fēng)效果和裝飾效果都非常好。這種利用海風(fēng)的通風(fēng)方式，既健康環(huán)保，又節(jié)省運行費用，可以大力推廣。

6 結(jié)語

雖然在現(xiàn)階段，新能源還不能完全代替常規(guī)能源，一些新技術(shù)也只是對傳統(tǒng)技術(shù)的重要補充，但隨著新能源、暖通新技術(shù)的不斷開發(fā)利用，暖通行業(yè)對節(jié)能減排工作的貢獻也會越來越大。

[1] 方建生.關(guān)于暖通空調(diào)設(shè)計中幾個問題的分析[J].山西建筑，2009，35(2):190-191.