試論暖通空調系統中環保節能技術的應用

羅培坤

摘要：暖通空調系統的節能已經不再是新興問題，隨著現代人們的生活理念和方式的多樣化細節化，對于建筑物內的環境要求也日益增加。國家針對建筑行業這一耗能太戶相繼出臺了系列建筑節能政策和標準，建筑節能設計應主要考慮夏季空調節能。在不降低室內舒適度的基礎上進行節能。即高舒適、低能耗實踐證明建筑節能設計能有效地改善人們生活環境質量，建筑節能，利于緩解能源緊張，減少溫室氣體過度排放，有利與社會經濟的可持續發。

關鍵詞：節能；能耗；能源；環保

引言

我國幅員遼闊，地域寬廣。從北到南分為嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區和溫和地區。我國嚴寒地區、寒冷地區以及夏熱冬冷地區的部分城鎮都需要采暖，采暖燃煤對大氣造成嚴重污染。與此同時，我國大部分地區夏季炎熱，空調又日益普及，建筑空調能耗正在迅速增加。據統計，空調能耗占建筑能耗的55%左右，約占社會總能耗的20%。因此空調系統的節能不容忽視，降低空調系統的能耗對減少建筑系統總能耗的意義重大，同時對緩解用電緊張局面，優化能源結構和提高能源利用率也具有十分重要的意義。應從設計和系統運行本身充分考慮各種節能措施，以有效地達到節能環保的目的。

1暖通空調存在的意義和影響

制造暖通空調，是為了向人們提供舒適高品質的生活以及室內生活產熱環境。主要包括對空氣溫度、濕度、氣流速度以及人體本身與周圍建筑環境如墻面等之問的輻射熱交換的改善一般家用空調能夠保持人體熱平衡以滿足人體感官舒適需求，而大型企業用空調系統則提供生產作業所需的恒溫恒濕環境，滿足生產工藝要求。

同數據調查顯示，空調系統的啟用對身體健康也產生了威脅。由于近年來建筑物的密閉性大大增加，各種新的裝飾物投入使用，這一切都導致室內污染物的增加。使用空調系統的環境內，由于空調的運作原理，對室內空氣進行循環利用，新風量嚴重不足，導致使用空調系統的室內環境污染物遠超過國家安全標準。

因此，為了有效地解決空調系統帶來的健康和環境問題，研究環保技術在暖通空調系統中的應用是十分有意義的。但不管如何，暖通空調業發展都必須遵循的一定的原則，概括起來就是：節能、環保、可持續發展、保證建筑環境的衛生與安全。

2影響暖通空調的不利因素

在房屋建筑熱工設計時，為了能達到房間內有舒適的微氣候，需要恰當地利用房屋圍護結構的熱工特性以抵御室外氣候的變化。除此之外，還有規劃設計、太陽輻射、空氣溫濕度等幾個方面。

2.1圍護結構的作用

圍護結構包括外圍護結構和內圍護結構。外圍護結構包括屋面、外墻和窗戶等；內圍護結構系指室內地面、天棚、內隔墻等。在北方采暖建筑中，圍護結構的傳熱損失占總熱損失的比例很大，如北京地區，通過圍護結構的傳熱損失占全部熱損失的77%，在沈陽地區，占65%左右。由此可見，改善圍護結構的熱工性能對暖通空調節能有著很重要的作用。

2.2規劃設計的作用

建筑物的規劃設計是建筑節能設計的重要指導，規劃節能設計需要從地址選擇、功能分區、建筑和道路布局走向、建筑物朝向、體形、間距、季節性尤其冬季主導風向、太陽輻射、建筑外部空間環境等方面進行規劃布局。主要為優化建筑物微氣候環境，重點考慮利于節能，充分重視利用太陽能及冬季主導風向、地形地貌的自然優勢。節能規劃設計就要分析構成環境小氣候的決定因素，即輻射因素、大氣環境因素和地理因素的不同影響因素，通過建筑師的規劃布置，認真分析，充分論證，利用和改造不利為有利，形成良好的、利于節能的微氣候環境。

3暖通空調的節能設計

空調節能系統的設計必須根據工程具體情況，對空調運行季節進行全方位、全過程的分析，找出一個合適的方案，使空調系統在不同的室外氣候參數或室內狀況下都可以經濟、合理、正常地運行。

暖通空調的節能設計理念包括以下幾個方面：一是節能能源。二是節約資源。三是回歸自然。

3.1采用合理的冷熱源

對系統設計中的設備進行合理選型是影響空調節能的關鍵因素，合理配置中央空調系統的冷熱源對節能和能源合理利用關系重要。中央空調系統常用的冷熱源配置方式有冷水機組加鍋爐、熱泵型機組和澳化鏗吸收式機組。比如：浪化鏗機組的能效比（制冷量/消耗的熱量）比較低，省電但并不節能適用于有廢熱和余熱的地方，如熱電廠等附近。

3.2采用蓄冷系統

各地區經濟發展不平衡，但程度不同地存在著電負荷峰谷差較大的實際，在用電高峰時電力供應不足，而在低谷用電時供應過剩的浪費。在實施電力峰谷電價的地區，就可以采取低電價時段采用冰蓄冷系統將水制成冰來儲存冷量，高電價時段再將冷量釋放出去，這會對整個電力負荷的移峰補谷工作起到很好的效果，并能產生較好的經濟社會效益。

3.3采用變頻應用系統

變頻技術在現在空調系統的使用中成為一種必然性，不僅能有效地改造空調系統的某些不足，還能較大地降低能耗、節省運行費用。采取變頻技術的原因是：

（1）設計人員在進行設備選型時，通常會預留一定的富裕量，事實上設備很少會在全負荷下運行，甚至不可能出現全負荷運行的情況。

（2）建筑物由于使用環境的變化，負荷也會發生相應的變化。

（3）建筑物的實際負荷會隨著室外氣候的變化而產生波動。正常情況下，空調設備只能按設備的額定功率運行。當負荷降低時，設備仍以額定功率全負荷輸出運行。這就必然造成能量的浪費。如果使用變頻技術，使空調設備的輸出功率隨著負荷的增減而變化，就會起到明顯的節能效果。根據空調負荷狀況，改變水流量或風流量能有效地實現節能。變風量（VAV）空調系統是通過末端裝置來補償室內負荷的變動，調節室內送風量以維持室溫。變水量系統（風機盤管）是通過水量控制的方法來調控溫度的。通過對水量、風量及主機的變頻控制調節，可以實現所需空調負荷的用時匹配，使其達到節能的目的。

4再生能源在暖通空調中的應用

可再生能源具有資源豐富、無污染、清潔安全、資源取之不盡可再生的優勢，因此在能源日益短缺的今天，盡量利用再生能源是很有必要的。在建筑的暖通空調設計中要根據地理條件，設置太陽能采暖、熱水、發電及風力發電裝置，以充分利用環境提供的天然可再生能源。可再生能源在暖通空調中的應用方式有以下幾種：1）太陽能的利用；2）自然風的利用；3）地下水的利用；4）土壤能的利用；

5）風能和海洋能的利用。

結語

暖通空調系統的發展源自于建筑業，近年來飛速發展的建筑業帶給空調制造業良好的發展機遇。環保節能技術在暖通空調領域的應用正在擴大和普及，而空調的耗能又是巨大的，應從設計、運行方面考慮節能，提高空調系統的節能總體水平。在節省能源、保護環境的大環境下，要采取各種節能措施，降低空調系統的運行能耗和費用。只要通過暖通空調專業人士的不懈努力，空調系統的節能降耗終會為社會做出有益的貢獻。

參考文獻：

[1]陸亞俊.暖通空調（第二版）.中國建筑工業出版社.

[2]羅伯特·貢薩洛.建筑節能設計.中國建筑工業出版社.