張永新
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暖通空調系統消耗的能源主要由供熱、制冷負荷的確定以及空調系統的正確合理配置、空調系統正確的布置和空氣調節設備的選擇以及空氣調節負荷為依據的。暖通空調節能的關鍵是空調外界負荷和內部負荷同時決定。暖通空調的負荷確定是建立在克服室外環境影響的基礎上,以減輕室外對室內的熱作用。并且充分利用室外環境中的有利因素,使之對改善室內熱環境起到積極的作用。
暖通空調工作原理就是制冷劑在制冷機組的蒸發器中與冷凍水進行熱量的交換而汽化,從而使冷凍水的溫度降低,然后,被汽化的制冷劑在壓縮機作用下,變成高溫高壓氣體,流經制冷機組的冷凝器時被來自冷卻塔的冷卻水冷卻,又從氣體變成了低溫低壓的液體,同時被降溫的冷凍水經冷凍水水泵送到空氣處理單元的熱交換器中,與混風進行冷熱交換形成冷風源,通過送風管道送入被調房間。如此循環,在夏季,房間的熱量就被冷卻水所帶走,在流經冷卻塔時釋放到空氣中。本文主要研究控制暖通空調系統的空氣處理部分,主要涉及供水系統和空氣處理單元。
從某種程度上講,暖通空調系統的設計方案對系統的節能降耗有著直接的影響。但是實際工程項目中,受設計周期的影響,使得工程師沒有機會進行詳細的設計、比較得出最佳耗能方案,從而導致暖通空調系統存在投入大能耗高的弊端。因為系統的設計通常是以最大負載留有一定余量的原則進行設計,但是在實際運行過程中,其負載程度要遠遠低于額定負載。相關數據統計,一年中一半的時間其實際負載只有一半,這個過程中的浪費是非常驚人的。而對于供熱系統而言,如果原系統方案存在問題,則會導致后續的運行、調節出現很多不足,比如水力嚴重失調、不容易進行溫度控制及熱計量,而空調供暖系統的水力失調則是造成用戶環境冷熱不均以及能量消耗增加的重要原因。一些與泵站距離較遠的用戶因為進、出水的壓差相對較大,供水量不足,其運行方式存在小溫差、大流量的問題,對用戶的采暖及能耗均會產生不良影響。
在傳統的觀念中,多數人都會認為暖通專業技術的施工是建筑工程中的次要工程,因此暖通空調系統的施工人員無論是專業技能還是經驗素質均相對欠缺。由于沒有專業的理論知識做基礎,因此無法解決實際施工中所遇到的技術性問題,從而為系統后續的運行管理埋下隱患,提升了系統的能耗。一些施工單位的管理者也會存在這種認識,認為暖通空調系統只要在設計、施工等方面符合標準即可,而系統的運行管理往往被忽略,因此維護人員的技術水平比較低,很多人不具備系統管理的專業知識,不了解如果按照環境參數進行系統調節以降低系統能耗,因此造成系統能耗過高。
如今正確地計算負荷對整個系統的設計十分重要,負荷算大了會導致投資運行費用增大,耗能增大,算小了則不能滿足功能要求,負荷直接決定空調系統設備和容量的大小。目前我國普遍在負荷計算上結果偏大,通過采取合理降低室內給定值標準與適當的減少新風量的方法,可以消除不必要的損耗,節約能源。
外網及熱源必須采取相應的控制手段,是由于供暖用戶在室內多采取溫控措施及室外氣溫的變化,使系統熱負荷的動態的變數,例如熱水網路采取相應的質量流量調節或質量調節方式及氣候補償方式等。目前,許多地方采用根據室外溫度自動調供水溫度的方法。
其選擇時應在滿足規范要求的前提下,選擇系統形式。充分分析人工環境控制場所的特點,注意朝向、周邊區與內區、使用功能的差異,分開設置或分環設置以便于控制、調節及管理,避免不同區域出現過冷或過熱的能量浪費現象,使其與系統能夠相互配合達到最佳效果,從而達到既經濟又節約的目的。[本文轉自:lunwen.1kejian.com]
當前以地熱作為熱泵裝置的熱源或熱匯來對建筑進行采暖或制冷的技術被成為地源熱泵技術。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(如電能),既可實現低溫熱源向高溫熱源的轉移。在冬季和夏季,分別將地熱能作為高溫熱源和低溫熱源,在冬季將地熱“取”出來用于采暖或熱水供應,在夏季將室內的熱量提取后釋放到地層中去。目前在自然界和工業生產中,存在大量的低溫位熱源,儲藏于空氣、土壤、水,以及工業廢氣、廢水中,利用熱泵可以回收這些低溫位熱源,產生高溫位熱量來供應生產和生活之用。
現如今選用保溫性能好的新型保溫材料對管道進行處理有利于節能。對供暖系統進行全面的水力平衡調試,改善供暖質量主要利用計算機。采用以平衡閥及其專用智能儀表為核心的管網水力平衡技術,實現管網流量的合理分配,提高輸送能量的效率。在滿足空調精度、人體舒適度和工藝要求的前提下,通過提高供回水溫差、選用低流速、輸送效率高的載能介質和效率高、部分負荷特性好的動力設備,可以減少輸送過程的能耗,從而提高輸送效率。
對供熱采暖系統的各種設備、閥門等運行狀態進行在線的智能化監測、控制和管理主要采用計算機控制。全面監測、記錄各運行參數協調各系統間的運行,提高管理水平,增強系統的安全性和可靠性并可使整個生產過程實現信息化管理,節省運行能耗,使供熱采暖系統的運行、管理水平走向現代化。
總之,暖通空調系統能夠創造一個適于人們生活、工作的良好室內環境。建筑暖通空調系統各個方面要求的不斷提高,相關設計人員要做好暖通空調系統設計方案的細節處理和整體優化工作,以高質量的設計方案來保證建筑暖通空調系統的功能、質量和效益。暖通空調節能勢在必行,以達到合理有效地使用能源,促進能源、經濟與環境的協調可持續性發展。