簡(jiǎn)述暖通系統(tǒng)中環(huán)保節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

劉向奎

（河北 黃驊 061100）

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)步入了高速發(fā)展的時(shí)期，但在經(jīng)濟(jì)繁榮的同時(shí)，也造成了巨大的能源消耗，近些年來(lái)，能源緊張，生態(tài)破壞等一系列問(wèn)題開(kāi)始出現(xiàn)，不僅僅影響到了居民的生活，更嚴(yán)重威脅到了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的貫徹落實(shí)造成了很大的負(fù)擔(dān)。隨著國(guó)民素質(zhì)的提高，節(jié)能環(huán)保理念日漸深入人心，暖通空調(diào)工程是我國(guó)重要的能源消耗點(diǎn)之一，在很長(zhǎng)一段時(shí)間，暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)都堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)效益至上的出發(fā)點(diǎn)，為了降低施工成本，很大程度的縮短了工程設(shè)計(jì)周期，很多環(huán)保節(jié)能相關(guān)的細(xì)節(jié)都沒(méi)有得到有效的處理，對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)的忽視，使得整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)候能源消耗量大，大大增加了整個(gè)建筑中的能量消耗，增加了我國(guó)的能源負(fù)擔(dān)。

一、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的設(shè)計(jì)首要考慮的問(wèn)題

（一）要合理的選擇熱源系統(tǒng)

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的熱源種類(lèi)主要有熱電站、熱泵、直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組、小型鍋爐、區(qū)域鍋爐房等。而從能量利用效率上來(lái)看，其中以熱電站的效率最高，其次是熱泵技術(shù)。熱泵是以大自然中蘊(yùn)藏著大量的較低溫度的低品位熱能為熱源，如以大氣、地表水、地?zé)峄蚬S排放的廢水（氣）為熱源，通過(guò)壓縮機(jī)的工作從這些熱源中吸取其中蘊(yùn)藏著的大量較低溫度的低品位熱能，并將其溫度提高后再傳給高溫?zé)嵩础岜冒礋嵩吹牟煌煞譃椋嚎諝庠矗L(fēng)冷）熱泵。目前的產(chǎn)品主要是家用熱泵空調(diào)器、商用單元式熱泵空調(diào)機(jī)組和熱泵冷熱水機(jī)組。地源熱泵（尤其是土壤型）可以節(jié)能30%左右，而直燃型溴化鋰吸收式機(jī)組供熱式的效率相當(dāng)于燃油或燃?xì)忮仩t，對(duì)于鍋爐房來(lái)說(shuō)，大型區(qū)域鍋爐房明顯優(yōu)于小型鍋爐。通過(guò)這些科學(xué)的分析，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)時(shí)，就可以根據(jù)工程建筑自身的情況，選擇合理的可行的熱源系統(tǒng)，因?yàn)椴煌赜虿煌ㄖこ痰男枰蜅l件不一樣，所以從設(shè)計(jì)階段開(kāi)始就必須注意對(duì)熱源的選用。

（二）在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到減少熱媒介輸送過(guò)程中能耗的主要措施

1.在材料的選用上，可以選用保溫效果好的新型保溫材料對(duì)管道進(jìn)行保溫節(jié)能。2.在能量輸送系統(tǒng)管理的設(shè)計(jì)上，可以選用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)供暖系統(tǒng)進(jìn)行全面的水利平衡調(diào)試，采用以平衡閥及其專(zhuān)用智能儀表為核心的管網(wǎng)水力平衡技術(shù)，以便有效實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)流量的合理分配和控制，提高輸送能量的效率，以達(dá)到節(jié)能的效果。3.在設(shè)計(jì)時(shí)考慮實(shí)用性強(qiáng)的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，以保證在實(shí)際施工和使用中實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。可以選用效率高、部分負(fù)荷特性好和大溫差、低流速，輸送效率高的載能介質(zhì)的動(dòng)力設(shè)備，這樣可以有效減少輸送過(guò)程的能耗，節(jié)約能源。

（三）在設(shè)計(jì)上合理選擇采暖、通風(fēng)與空調(diào)相結(jié)合的節(jié)能系統(tǒng)，采用科學(xué)的空調(diào)方式有效的降低負(fù)荷

根據(jù)具體工程建筑的需要，依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意朝向、周邊區(qū)與內(nèi)區(qū)、使用功能的差異等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行選擇和劃分，同時(shí)要考慮分開(kāi)設(shè)置或分環(huán)設(shè)置以便于控制、調(diào)節(jié)及管理。比如在采暖中散熱器宜明裝在外墻窗臺(tái)下，散熱器表面涂料及安裝形式、南北向房間系統(tǒng)宜采用分環(huán)設(shè)置等措施。在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，采用不同朝向、內(nèi)外區(qū)系統(tǒng)應(yīng)分開(kāi)設(shè)置或分環(huán)設(shè)置，或采用多分區(qū)新風(fēng)機(jī)、多分區(qū)空調(diào)機(jī)系統(tǒng)，對(duì)內(nèi)外區(qū)分別輸送不同參數(shù)的風(fēng)，風(fēng)量也可分別調(diào)節(jié)與控制，從而避免不同區(qū)域出現(xiàn)過(guò)冷或過(guò)熱的能量浪費(fèi)現(xiàn)象。

二、暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

從21 世紀(jì)開(kāi)始，國(guó)內(nèi)的建筑業(yè)得到了迅速的發(fā)展，居民的生活水平也得到了提高，從而使得能源的消耗也會(huì)逐漸增加，其中最大的能源消耗是空調(diào)系統(tǒng)，而大多數(shù)能源是有限的。目前，暖通系統(tǒng)能耗已經(jīng)達(dá)到總能耗社會(huì)的55%，使社會(huì)的能源消耗不斷上升，嚴(yán)重消耗最終會(huì)導(dǎo)致能源的短缺，盡管暖通使用的能耗是不可避免的，但是可以尋找一些方法抑制能源的消耗，使得能源消耗得到改善，因此，暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)是必要的。

（一）整體性原則

整體性原則是暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)原則。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要認(rèn)識(shí)到節(jié)能設(shè)計(jì)在這個(gè)建筑節(jié)能中的重要作用，要從整體出發(fā)，全局考慮問(wèn)題。要不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)思路、比較設(shè)計(jì)方案，選擇出一個(gè)最佳的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，既能滿足國(guó)家節(jié)能減排的要求，又能滿足經(jīng)濟(jì)性要求。堅(jiān)持整體性原則，需要設(shè)計(jì)人員具有專(zhuān)業(yè)的技能和水平，且有統(tǒng)籌全局的意識(shí)。

（二）動(dòng)態(tài)性原則

暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作，涉及國(guó)家節(jié)能減排政策標(biāo)準(zhǔn)的變化、區(qū)域自然環(huán)境的變化等多方面因素。為了減少各種變化因素的影響，在暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)中應(yīng)堅(jiān)持動(dòng)態(tài)性原則，不僅要滿足節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)，還要綜合分析可能變化的各種影響因素，不斷優(yōu)化和完善設(shè)計(jì)方案，使其能夠適應(yīng)不斷變化發(fā)展的實(shí)際情況。

（三）節(jié)能的原則

暖通空調(diào)在節(jié)能設(shè)計(jì)的時(shí)候要把節(jié)能的原則作為暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)節(jié)能的設(shè)計(jì)分析排放更少的污染物，凈化空氣的質(zhì)量，讓人們生活的外部環(huán)境變得更好。另外，還要滿足人們對(duì)溫度空氣濕度、風(fēng)速、勞動(dòng)強(qiáng)度輻射等各種舒適指標(biāo)的因素結(jié)合起來(lái)，通過(guò)了解人們最適宜的溫度進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，風(fēng)速也要符合大眾的需求，減少輻射，甚至能夠吸收其他電子產(chǎn)品排出來(lái)的輻射，讓人們能夠生活在更健康的室內(nèi)環(huán)境中。

三、暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)

（一）冷凝器熱回收技術(shù)

壓縮機(jī)制冷的冷水機(jī)組熱回收技術(shù)是在國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛的技術(shù)，廣泛用于在制冷的同時(shí)需供暖或衛(wèi)生熱水的酒店、桑拿、工廠等場(chǎng)合。它是在空調(diào)冷凝器前串聯(lián)或并聯(lián)一個(gè)熱交換器，根據(jù)負(fù)荷需求讓熱交換器吸收高溫制冷劑的一部分或全部冷卻余熱后加熱供暖熱水或衛(wèi)生熱水，如未完全冷卻的制冷劑由另一個(gè)常規(guī)冷凝器冷卻。此種熱回收冷水機(jī)組增加的機(jī)組成本不高，相比制冷和熱水分兩套系統(tǒng)的形式反而節(jié)約了初投資費(fèi)用，且制冷的同時(shí)免費(fèi)制取熱水，是一種值得我們推廣的技術(shù)。生產(chǎn)廠家也需要在冷、熱水系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，控制集成化方面逐步積累經(jīng)驗(yàn)，提升熱回收工程的設(shè)計(jì)、安裝、使用的便利性。自然風(fēng)的供冷是可再生能源在暖通空調(diào)應(yīng)用中的重要組成部分。當(dāng)室外空氣的焓值和溫度低于室內(nèi)時(shí)，在供冷期內(nèi)就可以利用室外風(fēng)所帶有的自然冷量來(lái)全部或部分滿足室內(nèi)冷負(fù)荷的需要。通常，這種情況出現(xiàn)在供冷期的過(guò)渡季和夜間，可采用的方法為新風(fēng)直接供冷和夜間通風(fēng)蓄冷。由于利用了自然風(fēng)提供建筑所需要的冷量，與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)相比，在運(yùn)行中不用電或少用電，既節(jié)約能源，又減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)也改善了室內(nèi)空氣品質(zhì)。

（二）可再生能源技術(shù)

不同的地區(qū)、不同的城市以及城市中不同區(qū)域之間均存在著不同的用電負(fù)荷峰谷情況。在用電高峰時(shí)期供電系統(tǒng)的壓力明顯增大，常常會(huì)出現(xiàn)供電不足的情況；但是在用電低谷時(shí)期供電系統(tǒng)的供電能力沒(méi)有完全發(fā)揮出來(lái)，供電過(guò)剩的情況非常明顯。因此，為了起到非常好的“削峰平谷”的作用，可以將蓄冷技術(shù)應(yīng)用在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，不僅能夠節(jié)約暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行成本，還能夠有效緩解用電高峰時(shí)期的電網(wǎng)壓力，獲得良好的社會(huì)效益。具體而言，蓄冷技術(shù)主要就是利用用電低谷時(shí)期的電價(jià)優(yōu)勢(shì)和電能優(yōu)勢(shì)，啟動(dòng)冰蓄冷系統(tǒng)將水冷凍成冰，借此來(lái)儲(chǔ)存這種低溫能量；而在用電高峰時(shí)期，在將蓄冷系統(tǒng)中蘊(yùn)藏的低溫能量釋放出來(lái)，用來(lái)進(jìn)行降溫。

太陽(yáng)能在暖通空調(diào)中的應(yīng)用主要有：被動(dòng)式和主動(dòng)式，其中主動(dòng)式主要包括：太陽(yáng)能采暖和太陽(yáng)能制冷2 個(gè)方面：首先，太陽(yáng)能采暖。主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖用電作為輔助能源，驅(qū)動(dòng)用太陽(yáng)能加熱的水在管道中循環(huán)流動(dòng)向房間供熱。隨著太陽(yáng)能集熱器的研制開(kāi)發(fā)，具有工作溫度高、承受壓力大、耐冷熱沖擊和抗冰雹等優(yōu)點(diǎn)的熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器使主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)的應(yīng)用成為可能。其次，太陽(yáng)能制冷。太陽(yáng)能制冷主要包括太陽(yáng)能壓縮式制冷、太陽(yáng)能吸收式制冷和太陽(yáng)能吸附式制冷。太陽(yáng)能壓縮式制冷研究的重點(diǎn)是如何將太陽(yáng)能有效地轉(zhuǎn)換成電能，再用電能去驅(qū)動(dòng)壓縮式制冷系統(tǒng)。以太陽(yáng)能作為熱源的吸收式制冷是利用太陽(yáng)輻射熱能驅(qū)動(dòng)溴化鋰—水溶液或氨—水溶液的吸收式制冷系統(tǒng)。太陽(yáng)能吸附式制冷是將系統(tǒng)中的加熱器和冷卻器去掉，將太陽(yáng)能集熱器與吸附床合二為一，冷卻功能則利用夜間室外空氣的自然冷卻來(lái)完成。

四、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能減排的優(yōu)化設(shè)計(jì)創(chuàng)新措施

（一）選擇科學(xué)的設(shè)計(jì)參數(shù)

為了實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)節(jié)能降耗的目標(biāo)，需要從節(jié)能的角度對(duì)建筑物室內(nèi)的溫度和濕度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，因?yàn)榕照{(diào)系統(tǒng)的能耗大小除與建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能、室外氣象參數(shù)、室內(nèi)發(fā)熱散濕量有很大的關(guān)系外，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度、濕度標(biāo)準(zhǔn)也在很大程度上影響著空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷大小，這就要求設(shè)計(jì)人員要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀鬆顩r和建筑物的特點(diǎn)，結(jié)合供冷供熱的具體要求對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的確定。

（二）選擇合適的空調(diào)方式

隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，變頻空調(diào)近年來(lái)得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用，可以說(shuō)變頻空調(diào)是空調(diào)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)，在暖通空調(diào)的節(jié)能降耗方面將起到非常重要的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在冷負(fù)荷相當(dāng)?shù)那闆r下，使用變頻空調(diào)器消耗的功率僅為定頻空調(diào)器的66%，因此在中央空調(diào)等大型暖通空調(diào)系統(tǒng)中，我們應(yīng)當(dāng)大力推廣變頻技術(shù)，尤其是在大型公共區(qū)域，其節(jié)能降耗的效果是十分明顯的。

（三）加大新能源、新技術(shù)的應(yīng)用力度

為了起到良好的節(jié)能降耗的效果，暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)加大對(duì)地?zé)崮堋⑻?yáng)能、等清潔可再生能源的應(yīng)用研究，積極采用水源熱泵系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)、地?zé)釤岜孟到y(tǒng)等節(jié)能新技術(shù)，減少暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗量和污染物的排放量。

（四）改善建筑物的保溫性能

對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過(guò)改善建筑物的保溫性能，降低室內(nèi)冷熱的損失量，對(duì)空調(diào)運(yùn)行負(fù)荷大小的控制是非常有幫助的。因此，在國(guó)家出臺(tái)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能做出了明確的規(guī)定，這需要引起設(shè)計(jì)人員的高度重視。

（五）對(duì)空調(diào)的新風(fēng)量進(jìn)行控制

空調(diào)的新風(fēng)量是影響空調(diào)節(jié)能降耗的一個(gè)關(guān)鍵因素，尤其是在新風(fēng)量過(guò)大的情況下，必然會(huì)增加空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，導(dǎo)致耗電量的增加。因此，根據(jù)空調(diào)環(huán)境做好送風(fēng)溫度和新風(fēng)比例的調(diào)整對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能降耗是非常有幫助的，例如在過(guò)渡季節(jié)，室內(nèi)一般不需供冷或供熱，空調(diào)系統(tǒng)可全部采用新風(fēng)，這將有效降低空調(diào)系統(tǒng)的耗電量。

結(jié)束語(yǔ)：總之，暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能在整個(gè)建筑節(jié)能中占有很重要的位置，應(yīng)該引起設(shè)計(jì)人員足夠的重視。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)從設(shè)計(jì)的高角度出發(fā)全面考慮，嚴(yán)格遵守節(jié)能規(guī)范，將節(jié)能的思想貫穿于建筑領(lǐng)域的各個(gè)方面。節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)及可再生能源的循環(huán)利用，應(yīng)當(dāng)?shù)玫秸扔嘘P(guān)部門(mén)的支持并大力推廣。