暖通設計中綠色節能技術的應用分析

戴榮樞

摘要：在暖通設計中運用綠色建筑技術，是現代社會建筑業發展的大勢所趨，綠色建筑技術實現了建筑與環境的平衡發展，暖通設計保證了建筑的實用性和舒適度。將二者進行有機結合能有效促進現代建筑朝綠色環保、節能舒適的方面發展，對實現建筑可持續發展起到了促進作用。

關鍵詞：暖通設計;綠色節能技術

引言：隨著經濟水平不斷提高，人們對居住環境以及工作環境的要求也越來越高，在上述建筑中，為了滿足人們的實際需求，暖通空調系統是必不可少的，但暖通空調系統的弊端在于需要消耗大量的能源，同時排放出大量的廢氣，影響了建筑周圍的環境，對生態系統造成了一定程度的污染。有效解決暖通設備對環境的影響，是目前暖通設計工作中面臨的主要難題，將綠色建筑技術合理運用到暖通設計中是實現暖通設計改良的有效途徑。

1、太陽能節能技術

太陽能取之不盡，用之不竭，既不受地域限制，又綠色環保無污染，被認為是人類可持續發展的首選資源。太陽能供暖系統由集熱器和循環控制系統組成，其中集熱器包括換熱水箱及其他加熱設備，循環控制系統包括溫度控制器、生活熱水體系和地板采暖三部分，其工作原理如下，首先利用特定的設備直接采集源源不斷的太陽光，將其轉化為熱能，然后在熱導循環系統的處理下將熱量傳至換熱中心，轉換成熱水后再進入地板采暖系統，最后通過電子儀器來控制、調節室內溫度。出現陰天、雨雪天氣不利于直接獲取太陽能時，控制系統會自動轉到燃氣鍋爐設備對其輔助加熱，使人們在冬天也能享受溫暖，同時在其他季節還可以利用太陽能集熱設備提供大量熱水，大大的方便了人們生活。 據統計太陽能供暖系統的成本回收大概需要五年，而其使用壽命一般在二十年以上，即我們可以免費利用十五年，這期間節約的資源和創造的經濟效益難以計量。太陽能節能技術在暖通空調系統上的利用實施，大大降低了生產成本，節約了大量的資源，而且大幅度的減少了環境污染，是實現綠色建筑暖通空調的有效途徑。

2、地源熱泵應用

地源熱泵技術在解決供熱、制冷方面具有較高的經濟和節能優勢，相對空氣熱源泵來說，優點更顯著，因為地源熱泵系統只影響土壤溫度，并不會造成地面下沉和地下水位下降、水質，是目前較為成熟的、對環境影響較小的取熱、散熱方式。事實上，位于地下 30-100 米的豎直埋管換熱器是地下土壤溫度變化的本質所在。在冬季，地泵會通過熱交換器將地下的熱量提取到地上實現供熱，同時降低了地埋管周圍的土壤溫度，在夏季，地泵則把地上熱量傳送到地下，提高了地埋管周圍溫度，顯而易見，溫度的或高或低會在一定程度上影響地埋管換熱器的性能，但如果冬季吸收的熱量和夏季排除的熱量平衡，那么它的性能就不會受到影響，也不會影響地源熱泵的運作效果，因此在夏熱冬冷和冬夏熱量相當的地區適用。但在寒冷區域冬季吸熱大于夏季排熱，在炎熱區域夏季排熱大于冬季吸熱，都會造成冷熱負荷失衡，影響地埋熱管換熱器性能，造成熱泵耗能高，效率低。

3、冰蓄冷系統優化

冰蓄冷系統的優化不僅可以減少用電量，有著良好的經濟效益，還能降低能耗，實現低溫送風，實現節能。一方面是在用電低谷的夜間將冷量蓄積在水中，在用電高峰期的白天釋放冷量用于供冷，降低了電費支出。另一方面是同等條件下冰的蓄冷量遠高于水的蓄冷量，所以蓄冷池的容積相對較小，熱損失較小，一定程度上節約了耗能。當冷水溫度在 1-4℃左右時，可采用低溫送風，減小風機動力和風量，自然起到節能效果，雖然冰蓄冷系統中的冷凍機的制冷效率降低，但是整個系統的 COP 值增大，尤其是在夜間室外溫度較低的時候，COP 值較高，此外制冷劑基本處于滿負荷工作，工作效率和設備利用率也較高，即冰蓄冷系統的優化具有良好的節能效果。

4、 新設備、新技術的有效運用

一是變流量調節。空調負荷處于時刻變化中，根據相關資料表明，空調設備的制冷系統滿負荷的狀態下大約的運行時間僅為 20%～30%，而其余時間基本上都是在部分負荷的情況下運行的。變流量技術主要是通過利用變頻風機、壓縮機、主機、變頻水泵等設備對冷熱媒具體流量適當調節以對空調負荷的變化有效適應，從而降低能耗，實現節能。常規流量調節技術中的變風量空調系統能夠以空調區二氧化碳的濃度、溫度參數對送風量自動改變，使風力一直處于 30～100%的變化范圍。這種系統主要適用于人員流動大且集中的場所。變制冷劑流量空調系統是利用變頻技術將壓縮機的頻率及轉數進行改變，并對制冷劑流量直接調節，一般于分體空調中應用。此類系統的空調末端為蒸發器，既有效避免了由于二次換熱而出現的熱損失，又可以直接節省水泵，所以相對于水系統而言能效等級更高。變水量空調系統是設置一個電動的二通閥在末端盤管，根據室溫對經過盤管的部分水流量進行調節，從而分配環路阻力以及流量發生變化，形成壓力變化，同時調節水泵運行臺數與轉數，實現輸送流量的調節，降低水泵能耗。

二是蓄能技術、能量轉移與回收技術。蓄能技術主要利用蓄能設備，在電力處于低谷階段開啟機組蓄能，用電的高峰期停止機組蓄能，利用設備所釋放出的冷熱量制冷供暖，實現“削峰填谷”，對電力供應給予平衡。就單個空調而言，這種技術并不節能，然而在電網運行的低谷時期，可以有效提高利用率，減輕高峰期時產生的用電壓力，同時對電廠中鍋爐的發電效率有一定的提高作用。大型建筑常會出現同一區域供熱與制冷分開的情況，如果為只是滿足這一需求而在兩個區域分別設置不同空調的話，勢必會增加成本與能耗。能量轉移技術能夠有效解決這一問題，以供冷地區空調末端當做一個蒸發器進行熱量吸收，利用水環熱泵給予循環輸送，吸收的熱量可以在供熱區域進行放熱。這種能量轉移可以避免冷量或者熱量于室外排出，減少浪費。能量回收主要分為冷卻水與空氣的回收，一般常用的有轉輪式、熱管式或者翅片式等設備形式，設備效率一般在 60%左右。熱回收冷卻水是將一個轉換器串聯到制冷機設備的冷凝器上，用于生活熱水的制取，提高利用率。

結語

在暖通設計的過程中，越來越多的新型綠色節能技術不斷產生，想要深化對于這些技術的有效使用，不僅需要加強人們對于節能的意識，也需要有更為合理的暖通設計作為輔助。此外，良好的施工過程是保障這些好的設計理念能夠得以表達的基礎。

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