暖通空調系統節能技術的應用分析

王艷娜 姜娜

摘 要：近年來，我國的經濟發展速度和人民的生活水平迅速提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大。隨著人均建筑面積的不斷增大，暖通空調系統的廣泛應用，用于暖通空調系統的能耗將進一步增大。這勢必會使能源供求矛盾進一步激化 另一方面，現有的暖通空調系統所使用的能源基本上是不可再生高品位的能源，其中電能占了絕大比例。對這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時也帶來嚴重的環境問題，對生態環境和可持續發展帶來了很大影響。

關鍵詞：高層建筑;暖通空調系統;節能技術;應用

1 暖通空調系統節能的意義

隨著經濟的發展，我國的建筑業發展迅猛，建筑能耗不斷增加，建筑能耗已經占據社會總能耗的27%以上，有些地區已接近40%。且其總量呈逐年上升趨勢，能源總消費量的比例已從20世紀70年末的10%，上升到近年的27.48%，其中2/3為暖通空調系統所消耗。隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善。暖通空調系統得以廣泛應用，用于暖通空調系統的能耗也將進一步增大，這勢必造成能源供求矛盾的進一步激化。此外，現有的暖通空調系統所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中電能占絕大比例。能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時也帶來嚴重的環境問題，隨著二氧化碳、氮氧化物、硫化物、煙塵等的排放增加，酸雨現象頻繁發生，對生態環境和可持續發展帶來了很大影響。根據暖通空調行業的研究成果，現有空調系統的能耗是驚人的。如果采取相應的節能技術，使現有空調系統節能20%～50%完全可能。因此在暖通空調系統中考慮節能意義重大。

2 建筑空調系統設備的節能運行技術

2.1 蓄能空調技術

2.1.1 蓄冷空調技術

常規的蓄冷技術包括冰蓄冷空調和水蓄冷空調。通過降低介質溫度或凝固介質，將冷能以顯熱和潛熱的形式儲存在介質中。必要時，被儲存的冷能可以通過升高介質溫度，或熔化介質再次被利用。蓄冷系統的主要設備有冷水主機、蓄冷裝置、板式換熱器、自動控制系統以及泵閥等。系統的流程主要是針對冷水主機和蓄冷裝置的相互關系，有串連和并聯之分，串連又有主機上游和主機下游兩種方式。其設計的關鍵在于冷水主機容量的選定。

2.1.2 蓄熱技術

關于蓄熱技術，目前我國主要使用電鍋爐蓄熱式系統且以水作為蓄熱介質。所謂電力蓄熱系統，就是以電鍋爐為熱源，利用低谷廉價電力，對水加熱，并將其儲存在蓄熱水箱中，在電網高峰時段關閉電鍋爐，由儲存在蓄熱水箱中的熱水供熱，其優點是不排出有害氣體，無污染，無噪聲，比煤鍋爐、油鍋爐的熱效率高，又能充分利用低谷電，運行費用低。

2.2 熱回收技術

2.2.1 排風余熱回收

一般的空調系統都要設計新風系統來稀釋室內的有害物，以保證室內空氣品質;為了保證室內的風量平衡，使新風順利進入室內，同時還要設計排風系統。對于人員集中的建筑如商場、辦公樓的會議室等，新風量較大，使得空調系統中的新風負荷也隨之增大，同時排風將空調房間內的空氣排出室外，也是一種能量的浪費。因此充分利用排風的能量，對其進行回收，從而對新風進行預冷或預熱，減小新風負荷是暖通空調節能的重要途徑。排風余熱回收可分為顯熱回收和全熱回收，熱回收設備可大致分為轉輪全熱交換器、板式顯熱交換器、板翹式全熱交換器、中間熱媒式熱交換器和熱管式換熱器等等。

2.2.2 制冷機組的冷凝熱回收

制冷機組冷凝熱回收的換熱設備目前逐漸引起人們的重視。這一類的熱回收設備可以與不同的系統結合起來使用。如果與生活用熱水系統相結合，使壓縮之后的制冷劑首先進入板式熱交換器，生活用熱水通過熱交換器的另一側，由于被壓縮后的制冷劑溫度較高，只要設計合理，它能夠提供的熱量完全可以將熱水加熱到洗澡用的溫度，可以儲存在保溫水箱中，滿足人們的需要。當制冷機組的冷凝器所產生的熱量不能夠將熱水加熱到需要的溫度時，亦可在系統中添加水源熱泵作為輔助熱源以滿足用戶需要。在夏季制冷供熱水時，因為冷凝器側回收冷凝熱的同時，蒸發器側仍在供冷，因此可以說。這種供熱水方案運行費用幾乎為零，具有明顯的經濟。

2.3 變頻技術

不同類型的冷水機組都有較完善的自動控制調節裝置，能隨負荷變化自動調節運行狀況，保持高效率運行?？照{機組、末端設備和水泵等設備采用變頻控制，可以使該部分設備的能耗減少30%以上。

2.4 減少冷熱負荷技術

冷熱負荷是空調系統最基礎的數據，制冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環泵以及給房間送冷、送熱的空調箱、風機盤管等規格型號的選擇都是以冷熱負荷為依據的。如果能減少建筑的冷熱負荷，不僅可以減小制冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環泵、空調箱、風機盤管等的型號，降低空調系統的初投資，而且這些設備型號減小后，所需的配電功率也會減少，這會造成變配電設備初投資減少以及上述空調設備日常運行耗電量減少，運行費用降低。所以減少冷熱負荷是商業建筑節能最根本的措施。減少冷熱負荷有以下一些具體措施：

改善建筑的保溫隔熱性能。房間內冷熱量的損失通過房間的墻體、門窗等傳遞出去的。改善建筑的保溫隔熱性能可以直接有效地減少建筑物的冷熱負荷。改善建筑的保溫隔熱性能可以從以下幾個方面著手，確定合適的窗墻面積比例，不要盲目追求大窗戶、全玻璃幕墻。合理設計窗戶遮陽。充分利用保溫隔熱性能好的玻璃窗。

3 自然冷源免費供冷技術

在夏季以外的過渡季節或冬季、在有些建筑物中仍存在冷負荷;如大中型建筑物中的辦公樓、商場，因照明、室內大功率設備散熱以及室內人員的散熱（濕）產生的熱量可抵消圍護物的熱耗，所以有些建筑的內區需要長年供冷，才能滿足空調要求。因此，可以在原有常規空調水系統基礎上增設部分管路和設備、當室外空氣濕球溫度低到某個值以下時，關閉冷水機組，以流經冷卻塔的循環冷卻水直接或間接向空調系統供冷，提供建筑空調所需要的冷負荷。較常用的方式是在冷卻塔供冷時，使用板式換熱器實現冷卻水和冷凍水系統的換熱，這樣可以避免較“臟”的冷卻水直接進入末端設備，保證了冷凍水系統的清潔和正常運行。在空調系統中，冷水機組的能耗占有極高的比例。用冷卻塔供冷技術可少開或不開冷水機組，可減少冷凍機運行時間，大大減少了供冷費用，其節能效果是顯著的;還防止了當冷凍機長期在遠離設備設計工況的情況下工作時，因冷卻水溫度過低無法啟動的情況。冷卻塔供冷技術在我國北方較寒冷地區應用較多。

4 結語

綜上所述，暖通空調的節能設計在建筑節能中發揮著不可或缺的作用。因此，我們必須加強節能技術在暖通空調系統中的應用，從而實現暖通空調系統的節能以及環保，同時還可以獲得極大的經濟效益，促進社會經濟的穩定發展。

參考文獻

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