建筑暖通空調節能減排優化技術的應用

劉保磊 劉新政

摘 要：節能減排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，節能、環保、綠色等概念的影響及我國能源結構的調整，對暖通工程項目施工的挑戰越來越嚴峻，因此，在暖通工程施工中要注重節能減排優化技術。經過詳細分析，應從設計、運行等方面考慮節能，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。

關鍵詞：暖通空調；節能減排；技術應用

近年來，我國建筑業發展迅猛，建筑能耗也隨之不斷增加，建筑能耗已經占到社會總能耗的29%以上，有些地區甚至已經接近42%。而在建筑能耗里，用于暖通空調的能耗又占建筑總能耗的30% ～50%，而且還在逐年上升，這勢必造成能源供求矛盾的進一步激化。對這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時也帶來一系列嚴重的環境問題，二氧化碳、硫化物、煙塵、氮氧化物等的排放量增加和酸雨現象頻繁發生，對自然生態環境和社會的可持續發展造成了極大的影響。如果能夠采用節能技術，將現有暖通系統節能20% ～50%是完全有可能的。因此，研究暖通節能技術意義重大。

一、暖通空調的概況

安裝暖通空調是為室內提供舒適的工作和生活環境。主要包括控制空氣溫度、濕度、氣流速度和潔凈度等。在正常的舒適性空調中以能夠使人體保持熱平衡而滿足舒適感為目標，在恒溫恒濕或有清潔要求的工藝性空調室內，主要以滿足生產工藝為標準。

由于建筑物的密閉性逐漸增加，裝修檔次也越來越高，從而室內污染物的滯留量增加及延長停留時間。從家具、墻面、地毯油性漆中散發出的多種致病化學物質，加上通風換氣量的明顯不足空氣在室內循環造成室內空氣品質嚴重不合格，嚴重影響人們的身體健康。如何才能有效地解決空調房間存在的空氣品質問題，已引起人們的廣泛關注。通過通換氣向室內提供大量新鮮空氣，是改善空氣質量的有效措施。同時意味著增加新風負荷。利用增加新風量和排風進行熱交換可以解決這一問題，減少運行耗能。

二、建筑暖通空調節能減排優化技術的應用

1、蓄冷技術

蓄冷技術是人類在面對能源危機時優化資源配置、保護生態環境的一項技術革新，能產生良好的社會效應和經濟效益。其工作原理并不復雜：利用夜間電力低谷時段制冷，將冷量以冰或水的形式儲存在蓄冷設備中：在電力高峰時段，將儲存的冷量釋放出來供給空調使用，達到電網的移峰填谷、節省運行電費、節能環保的目的。冰蓄冷和區域供冷除了節能環保外，更有利于社會資源的優化利用。首先，我國現在主要以火力發電為主，發電機的可調配性不強，所以很難隨意控制或改變它的發電量。使用冰蓄冷技術，就可以讓電廠的發電機組夜間在高效率區運行，這樣就降低了它的單位煤耗。從這一點來說，冰蓄冷夜間用電提高了電廠發電機的效率。其次，冰蓄冷和區域供冷技術避開用電高峰后，其對電力資源占有率也隨之降低。這就相當于把社會資源放大了，在同等的電力資源條件下我們可以供給更多的項目。反推回來，這還可以緩解國家對電力建設投入緊張的局面。

2、熱泵技術

熱泵按熱源的不同可分為：（1）空氣源（風冷）熱泵。目前的產品主要是家用熱泵空調器，商用單元式熱泵空調機組和熱泵冷熱水機組。空氣源熱泵在使用上最大的問題是，冬季供熱運行時，室外氣溫較低的時候，室外換熱器翅片表面會結霜（需要采取除霜措施）。（2）地下水水源熱泵。即從地下抽水，經過熱泵提取其熱量，然后再回灌到地下，這種技術在國內外都已廣泛應用。但受到地下水文地質條件的限制，并非處處適用。研究更有效的取水和回灌方式，將使這技術的應用范圍進一步擴大。（3）土壤源熱泵。即在地下土壤中埋管，通入循環工質，使之成為循環工質與土壤間的換熱器。在冬季，通過這一換熱器從地下取熱，成為熱泵的熱源；在夏季，從地下取冷，成為熱泵的冷源。這樣以來，就實現了冬存夏用和夏存冬用。目前，這種技術的主要問題是初投資過高。提高換熱管的換熱能力，降低初投資是這項技術廣泛推廣的關鍵。與水源熱泵相比，由于沒有水文地質條件的限制，土壤源熱泵被認為有更好的應用前景。（4）污水源熱泵。直接從城市污水中提取熱量，是污水綜合利用的組成部分。據測算，城市污水全部充當熱源，可解決城市供暖用熱的近20%。

熱泵技術有三大優勢：（1）它能長期大規模地利用江河湖海、城市污水、工業污水、土壤或空氣中的低溫熱能，可以把我們生產和生活中棄之不用的低溫熱能利用起來。（2）它是目前世界上最節省一次能源（即煤、石油、天然氣等）的供熱系統。它能用少量不可再生的能源將大量的低溫熱量提升為高溫熱量。（3）它在一定條件下可以逆向使用。既可供熱，也可用以制冷，即一套設備兼作熱源和冷源。另外，由于能夠有效地降低一次能源消耗，因而可以減少c02氣體和其它燃燒產生的污染物的排放，是一種可持續發展的建筑節能新技術。理論和大量的應用實踐都說明，熱泵技術具有很好的節能效益，經濟效益和社會效益，具有廣闊的應用前景。

3、太陽能暖通節能技術

太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發和利用，且勿須開采和運輸。開發利用太陽能不會污染環境，它是最清潔的能源之一，在環境污染越來越嚴重的今天，這一點是極其寶貴的。到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億噸標煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。據目前太陽產生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。太陽能供暖利用太陽能轉化為熱能，通過集熱設備采集太陽光的熱量，再通過熱導循環系統將熱量導入至換熱中心，然后將熱水導入地板采暖系統，通過電子控制儀器控制室內水溫。在陰雨雪天氣系統自動切換至燃氣鍋爐輔助加熱讓冬天的太陽能供暖得以完美的實現。春夏秋季可以利用太陽能集熱裝置生產大量的免費熱水。太陽能供暖工程的壽命可達20年以上，一般5年內就可收回成本，長達15年以上的免費享用盡顯它的經濟節能本色。

系統組成：太陽能集熱器；換熱水箱；燃氣鍋爐（或者其他加熱設備）；循環控制中心；溫度控制器；地板采暖系統；生活熱水系統。

4、排風余熱回收技術

夏季，空調建筑的排風溫度低于室外新風溫度，室內含濕量也低于室外新風含濕量。利用熱回收裝置對排風和新風進行熱交換，可以降低新風溫度和濕度。冬季，排風溫度高于室外新風溫度，排風含濕量高于室外新風含濕量，熱回收裝置可以預熱和加濕新風。具體做法為：在排風出口安裝熱交換器，排風和新風分別通過各自的通道進行間接接觸換熱，利用排風余熱來預熱新風（或者利用余冷來預冷新風），從而達到回收排風余熱的目的。目前可以采用的熱回收設備分為顯熱回收型和全熱回收型兩種。這種產品不但能夠用于中央空調系統，而且能夠用于供暖建筑和使用家用空調器的建筑。不但節能，而且改善了室內空氣質量。

5、建筑熱電冷三聯供技術

當天然氣為城市中主要的一次能源時，與簡單的直接燃燒相比，先由燃氣發電，再用發電后的余熱供熱和制冷，可獲得更高的能量利用率。這種方式通過大型建筑自行發電，解決用電負荷，提高了用電的可靠性，減少了長途輸電損失。同時以余熱的方式解決了供熱和空調的能源問題。對于全年存在穩定的電負荷和穩定的熱負荷或冷負荷的建筑，這種方式具有較高的節能效果和經濟性。

三、結束語

綜上所述，隨著人們環保理念的增強，必須在暖通空調中加大節能減排技術的研發、推廣，從整體上優化暖通空調系統，只有這樣才能節約資源，才能提高暖通空調制造水平，進而實現經濟、自然、社會三者效益的統一，為構建和諧社會做貢獻。

參考文獻

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