蒲文升
(山東海利豐清潔能源股份有限公司,山東 東營 257091)
民用建筑暖通空調系統主要是采用采熱、制冷等技術,有效調節室內濕度、溫度,改善室內空氣質量,該系統是現代化建筑中關鍵設計環節。根據相關的資料顯示,建筑能源消耗占國家總耗能的21.2%,這是一個能源消耗大的地區。而暖通空調系統是建筑能耗的大戶,在行業內備受關注。
暖通空調系統是最近幾年迅速發展起來的,在結構設計和性能參數方面還存在缺陷,對于節能方面更是重視的程度不夠,導致其目前的發展陷入僵局。節能的意識要從設計和施工兩方面進行解決,首先就是人才的緊缺,專業技術的人員比較少,這個行業的發展是有限的。需要大量的人力物力進行深入的研究和分析。
不管是使用什么輔助器械來改善房屋建筑的環境, 讓人們舒服才是最重要的, 暖通空調系統在對空氣的調節中, 它只能根據設定的溫度和濕度進行自動調節,不會因為溫度過低或過高而停止工作,因此能耗較高,人體可以在一定的溫度范圍內進行自我調節,超過一定的溫度范圍會感到不舒服。另外,室內溫度與室外溫度反差較大,二者之間的突然轉換會使人體的機制不適應,容易感冒。
由于民用建筑的暖通空調系統在運行時會有大量熱量產生并向空氣中釋放,這會造成嚴重的能源浪費。因此設計人員應通過熱回收技術的應用來對這部分熱量進行集中回收,然后利用流體傳導等方式來為暖通空調系統的運行提供其所需要的熱濕環境,從而實現暖通空調系統內部的能量循環利用,這樣可以使暖通空調系統的能耗得到有效地減少。另外,暖通空調系統在通風過程中的能耗也可以通過熱回收技術為空氣交換處理提供能量。在設計實踐中,設計人員可在土建工程室內出風口設置換熱器,利用暖通空調系統的余溫或余熱對室內外換氣進行預減、預熱,從而降低采暖空調設備的能耗和能耗負荷。
設計人員在對民用建筑暖通空調的冷熱水系統進行設計時,應采用溫度調節裝置來空氣其進出口的水溫,以降低冷熱水溫差所產生的能耗。設計人員還可以選擇封閉循環模式來進行空調系統的節能設計,這樣能量就可以對空調系統中的能源進行循環利用。
在現代民用建筑的暖通空調系統設計中,設計人員應對系統的管路布局不斷進行優化,既要盡量簡化管路設置,此外,還可以實現不同房間的溫濕度獨立控制,用戶可以根據自己的實際需要對暖通空調系統進行調節,既可以有效降低暖通空調系統的能耗,又可以使用戶在成本上更加合理。
現階段,能源消耗問題比較嚴重,在設計暖通空調系統時,應當合理利用可再生資源。第一,地源熱泵。地源熱泵已廣泛應用于建筑領域,人們認識到地源熱泵的價值。地源熱泵主要利用地下淺層地熱資源,通過電能等高層次的能量傳遞低溫能量。在輸送過程中,可供熱制冷,節能效果顯著。一般來說,地溫在任何時候都是穩定的。在夏季高溫季節,暖通空調系統可以利用地面能量作為冷源,通過地源熱泵將室內熱量傳遞到底部。在寒冷的冬季,可以利用地源熱泵將地面能量輸送到低溫地區。地源熱泵還可作為暖通空調系統的蓄熱器,全面提高系統的能源利用率。第二,太陽能。太陽能資源在暖通空調系統中也屬于重要的可再生能源。從太陽能使用的基本形式來看,其主要分為主動式和被動式。對于主動式太陽能系統來說,設計復雜性比較高,需要借助電力輔助能源設施,相應導致工程造價增加。值得一提的是,在暖通空調系統中,通過太陽能光電板和集熱板,也能夠提升太陽能的有效利用率。
在空調冷凍水系統的設計過程中,可采取以下措施降低能耗:一是優先采用閉式循環系統,以降低凈水率所需的能耗,減少管道和設備的腐蝕,提高空調系統的使用壽命。二是部分地區全年需供應冷水,部分地區需交替供應冷熱水。此時,可采用雙管供水系統的設計方法。如果全年冷熱交替頻繁,或需要同時供熱供冷,可采用四管供水系統設計方法。三是在滿足室內設計溫度的前提下,提高冷凍水供水溫度,相應提高冰箱蒸發溫度,降低制冷能耗。第四,加大冷凍水供回水的溫度差,以此減少循環水泵運行流量,進一步降低能源消耗。第五,如果工廠規模比較小,且不同環路負荷壓力損失比較小,可以采用冷源側和負壓側均變流量系統。
隨著人們生活水平的提高和節能環保意識的增強,對民用建筑的暖通空調系統設計提出了新的要求。設計人員必須在保證民用建筑暖通空調系統正常運行的基礎上,通過合理使用新技術、新設備、新能源,增強節能設計意識。