暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)探討

區(qū)建球

【摘 要】暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問題在現(xiàn)代社會中越來越重要。節(jié)能技術(shù)的研究開發(fā)和運(yùn)用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)。本文分別從暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，熱能回收，可再生能源的空調(diào)系統(tǒng)以及暖通空調(diào)系統(tǒng)自控策略四個(gè)方面探討了暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的措施。

【關(guān)鍵詞】暖通空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計(jì)

引言：隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)， 自然環(huán)境正承受著巨大的壓力。節(jié)能減排已經(jīng)成為當(dāng)前世界各國共同關(guān)心的問題。在我國，節(jié)能已經(jīng)成為建筑中空調(diào)系統(tǒng)施工和設(shè)計(jì)的最基本要求，大大影響著將來空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展的方向。近年來，我國建筑行業(yè)呈飛速發(fā)展的態(tài)勢，減少建筑能耗可以大大降低能源的消耗。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)， 建筑能耗總量隨著社會的發(fā)展呈現(xiàn)出大幅上漲的趨勢，占到了整個(gè)社會耗能的30%以上，東部沿海發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)接近了40%。而空調(diào)系統(tǒng)的能耗又占據(jù)了建筑能耗的一半以上，所以在現(xiàn)代建筑中，做好暖通空調(diào)節(jié)能減排設(shè)計(jì)極其重要，對于建筑整體的節(jié)能效果來說將發(fā)揮更大的作用。

1、暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗構(gòu)成及主要特點(diǎn)

伴隨我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，環(huán)境與能源問題日益突出。我國城市化步伐的加快使人們對于生活質(zhì)量水平要求不斷提高，建筑物的能耗在能耗總體中所占比例不斷增加，在世界各國生產(chǎn)的過程中，都將節(jié)能作為重要的一個(gè)目標(biāo)。對于發(fā)展中國家，都將環(huán)境與生態(tài)保護(hù)作為單一目標(biāo)，逐漸提到議程上。現(xiàn)代的建筑中一般采用暖通空調(diào)系統(tǒng)來維持建筑內(nèi)部環(huán)境的溫度和濕度，而暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗占建筑整體能耗的比例很大。在暖通空調(diào)運(yùn)行中能量消耗主要有建筑冷熱負(fù)荷、新風(fēng)負(fù)荷以及各輸送設(shè)備所造成的能耗。影響暖通空調(diào)系統(tǒng)耗能量的因素主要有室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、室內(nèi)人員、室外氣候條件、圍護(hù)結(jié)構(gòu)特征、設(shè)備的照明狀況及新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置等。

2、暖通空調(diào)設(shè)計(jì)理念

2.1 靈活控制供暖系統(tǒng)滿足個(gè)人需求

現(xiàn)在城市都是采用的集體供暖系統(tǒng)，這樣可以節(jié)約能源達(dá)到技能減排的目的，但由于居民需求不同，也不能強(qiáng)制統(tǒng)一安排。暖通空調(diào)系統(tǒng)具有提高室內(nèi)溫度的功能，這可以實(shí)現(xiàn)居民供暖； 但由于不同人群對溫度需求不一，也能靈活調(diào)控暖通空調(diào)系統(tǒng)，整體中達(dá)到節(jié)能的目的。

2.2 工程設(shè)計(jì)整體以達(dá)到熱舒適為目的

暖通空調(diào)系統(tǒng)的總體目標(biāo)是舒適，在使用過程中節(jié)能和通風(fēng)又是必備條件。在建筑施工中要利用其它設(shè)備的熱導(dǎo)性，科學(xué)射擊室內(nèi)的氣候管路系統(tǒng)，以共同抵抗室外的氣候變化，已達(dá)到既便于施工，又實(shí)現(xiàn)節(jié)能簡約的目的。

2.3 控制室內(nèi)空氣品質(zhì)

在具體的節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，要保證系統(tǒng)的通風(fēng)量，對室內(nèi)進(jìn)排風(fēng)進(jìn)行合理的組織，在空氣的進(jìn)氣系統(tǒng)中要充分考慮影響人體健康的因素，使室內(nèi)的空氣清新，符合人類居住的環(huán)境。在具體的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)過程中，要充分體現(xiàn)這個(gè)原則，在節(jié)能的同時(shí)，改善居住環(huán)境。

3、暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1 改善建筑保溫性能

筑物結(jié)構(gòu)以及使用材料的不同，在熱量傳導(dǎo)能力方面也存在區(qū)別，暖通空調(diào)系統(tǒng)主要功能在于為建筑物提供內(nèi)外溫差，因此有效降低建筑溫度傳導(dǎo)，可以減少暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗。建筑物結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能目標(biāo)方面有著不可忽視的影響。建筑物需要有著優(yōu)異的維護(hù)結(jié)構(gòu)，可以降低傳熱系數(shù)，從而保證暖通空調(diào)系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域能夠保持一定溫度，這樣一來就減少暖通空調(diào)功率。目前政府已出臺相關(guān)的政策以及規(guī)范，在建筑行業(yè)的材料使用以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面做出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的保溫隔熱功能。

3.2 采用舒適健康的空調(diào)方式

目前，人們在冬天使用空調(diào)設(shè)備時(shí)，往往需要先講整個(gè)空間的空氣都加熱，才能給我們的人體熱舒適的感覺，這種方式所需消耗的能源是非常大的。如果我們能夠通過熱輻射來增加熱舒適程度，那么將大大改變高能耗低效率的方式，降低達(dá)到同樣舒適度所需要的空氣溫度，達(dá)到降低能源消耗的目的。

3.3 采用變頻系統(tǒng)

變頻技術(shù)在現(xiàn)代空調(diào)中的使用己成為必然趨勢，它不僅能有效改良空調(diào)系統(tǒng)的工藝不足，還能大幅降低能耗，節(jié)省運(yùn)行成本。采用變頻技術(shù)的原因有：設(shè)計(jì)者在選擇設(shè)備時(shí)，通常留有一定的設(shè)計(jì)余量（20%～25%）實(shí)際上設(shè)備也極少在全負(fù)荷工況下運(yùn)行，甚至從未全負(fù)荷運(yùn)行過；建筑物由于使用情況的變化（如出租率不高，建筑功能變化等），負(fù)荷也會發(fā)生相應(yīng)變化；建筑物的實(shí)際負(fù)荷會隨著室外氣候的變化而波動。通常空調(diào)設(shè)備只能按設(shè)計(jì)的額定功率運(yùn)行，當(dāng)負(fù)荷降低時(shí)，設(shè)備仍然按照額定功率全負(fù)荷輸出運(yùn)行，這就必然造成能量的浪費(fèi)。如果我們能夠使用變頻技術(shù)使空調(diào)設(shè)備的輸出功率隨負(fù)荷的變化而變化，那么就可起到節(jié)能的效果。

3.4 通過回收裝置完成能量循環(huán)利用

暖通空調(diào)系統(tǒng)耗能大的一個(gè)重要因素是熱量散失廢除嚴(yán)重，因此如果可以對散失的冷熱循環(huán)利用，能夠達(dá)到能源利用效率的最大化，從而發(fā)揮節(jié)能降耗效果。我國對空調(diào)系統(tǒng)的冷熱回收開始相關(guān)的研究工作，同時(shí)在技術(shù)方面有一定性的進(jìn)展。例如暖通空調(diào)系統(tǒng)的排風(fēng)環(huán)節(jié)通過設(shè)置全熱回收器來回收熱量從而實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。夏天則通過冷凝水而產(chǎn)生熱量從而供應(yīng)熱水，這些都是先了冷熱循環(huán)利用，一方面降低能耗，另一方面也提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。簡言之，暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的設(shè)計(jì)可以從多個(gè)方面入手，通過制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)并做好技術(shù)研發(fā)，可以不斷實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展進(jìn)步。

3.5 加強(qiáng)可再生能源的空調(diào)系統(tǒng)的推廣

太陽能熱利用是當(dāng)前建筑太陽能利用的主要形式，有主動式與被動式與兩種。被動式的太陽能房結(jié)構(gòu)較簡單、造價(jià)較低、無需任何能源的輔助，通過合理布置建筑物的方位，恰當(dāng)處理建筑構(gòu)件，用自然熱的交換形式來實(shí)現(xiàn)太陽能的利用。其是建筑利用太陽能發(fā)展的趨勢。主動式的太陽房結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)偏高，需要電能來作輔助。采暖降溫系統(tǒng)包括太陽能集熱器、泵、風(fēng)機(jī)、散熱器以及儲熱器。除此此外，太陽集熱板、光電板發(fā)電等技術(shù)已在建筑的節(jié)能問題上得到了廣泛應(yīng)用。在建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)還可以采用集熱墻，使用太陽能來進(jìn)行采暖。

地源熱泵是一種利用地下淺層土壤的熱資源，通過輸入少量的高位能源（如電能）將低溫位能向高溫位能轉(zhuǎn)移，以實(shí)現(xiàn)既可供熱又可制冷的高效節(jié)能中調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵利用地能一年四季溫度穩(wěn)定的特點(diǎn)，冬季把地能作為熱泵供暖的熱源，即把高于環(huán)境溫度的地能中的熱能取出來供給室內(nèi)采暖。夏季把地能作為空調(diào)的冷源，即把室內(nèi)的熱能取出來釋放到低于環(huán)境溫度的地源中。在地源熱泵系統(tǒng)中大地起到了蓄能器的作用，進(jìn)一步提高了空調(diào)系統(tǒng)全年的能源利用效率。

4、結(jié)語：

節(jié)能的問題一直是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)問題。暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能在建筑整體節(jié)能中占據(jù)重要作用。因此，提高建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的水平十分重要。做好建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能工作，不但可以獲得良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，還能夠大大降低對環(huán)境的污染。通過各種有效措施對綠色建筑內(nèi)暖通空調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為主題的綠色建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)目標(biāo)。

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