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摘要:暖通空调的节能问题不仅关系到千家万户的冷暖,关系到人们的健康和安全,关系到工作效果和产品质量,还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染。根据暖通空调行业的研究成果,现有空调系统的能耗是惊人的,但如果采取相应的节能技术,使现有空调系统节能20%-50%,完全可靠。因此在暖通空调系统中考虑节能,意义十分重大。
关键词:暖通空调 节能
由于空调通风系统能耗占总建筑能耗的40%以上,属于能耗大户,因此,节能成为暖通空调专业设计人员首要任务。暖通空调系统的细节设计极其关键,常常能直接决定地发挥其节能效果,对细节“锱铢必较”并不过分。
一 、目前暖通空调系统在节能减排设计方面存在的问题
1.1 新技术、新能源没有得到合理的利用
采用新型空调方式、新的控制方法,不仅能显著提高热舒适性,而且可以使系统大幅度节能。另外利用可再生能源的暖通空调系统,如地源热泵空调系统、太阳能制冷、供热系统,不仅有着显著的环境和社会效益,有的还有着显著的经济效益,应大力开发推广。随着国家对节能和环保要求的不断提高,新的技术方案不断提出,每种技术方案往往都有各自的优缺点。面对各种设计方案,由于考虑问题的角度不同,由于缺乏科学的、客观的设计方案评价方法,各方面的评价结果也往往不相同,甚至大相径庭,甚至不科学的评价方法则会起到误导的作用,造成严重损失。
1.2 运行管理不到位
实际空调运行中负荷则随着多种因素而变化,最小时甚至还不到设计负荷的10%,存在能源浪费很大的现象,最主要的原因是缺乏良好的运行管理。同样一套系统,管理人员不同,系统的能耗大不相同,有的甚至相差50%以上。有些单位的空调系统,一年四季只有开机关机和冬夏季转换操作,显然系统达不到相应的节能效果。为此要求运行管理人员不仅要有强烈的责任心,上岗前还必须要进行系统的培训和考核,对没有达到要求的,应重新培训,考核合格后才能上岗。
二 、提高暖通空调节能设计的途径、方法
2.1 加强新材料、新能源的利用
首先,选用新型节能环保材料。新型超级风管是近年最新的风管管材,以容重64kg /m3、厚度25mm 的离心玻纤板为基材,内复玻璃丝布,喷胶处理,外复防潮铝箔粘结,符合《中华人民共和国建材工业行业标准》JC/T591—1995 复合玻纤板风管标准。该产品具有消声、保温、防火、防潮、漏风量小、经济适用等优点,材质轻,搬运吊装容易,现场修改方便、易施工,组装便捷,需密封的连接点少. 节省安装空间,热效高,操作安静,工作寿命长,性能价格比最优,综合造价低等优点。其次,加强可再生能源的空调系统的推广。普通空调发展很快,但耗电大、温室效应严重,可再生能源或低品位能源的空调系统,以节约能源、污染少、工作寿命长等优点引起世界学者的重视。近几年,海水源热泵与地源热泵是国家大力推广的重大节能减排的技术措施之一。地源、海水源热泵技术是可再生能源的开发和利用技术。即,从地下水、海水、河水、湖水、土壤等低品位热源中提取热量,转换成高品位清洁能源,向外提供供暖热源或空调冷源的地源热泵系统。热泵系统通常能效比可达1:3.5 ~ 1:4.5,即输入1kWh 的电能,可输出3~4kWh 的热能,其中另外3kWh 的热量来自免费的天然能源,效率远远高于其它形式的供热方式。采用此热泵技术,不燃烧任何燃料,是一种极为清洁的能量转换方式,真正做到了零污染、零排放,大幅度降低用户的能源使用费用。同时也大量取代了燃煤锅炉,解决了环保的压力。
2.2 加强新技术的应用
首先,加强变频技术的应用。变频空调由于具有节能和提供舒适内环境的显著特点,使空调尽可能达到节能。在冷负荷相当的情况下使用变频空调器消耗的功率仅为定频空调器的66%,在中央空调系统中,我们应采用变频技术,尤其是大型公共建筑节能的主要途径。
其次,利用排风热回收技术对新风进行预热(预冷)处理降低新风负荷。排风热回收的节能性分析已经在很多论文或文章中论述,此处也不再论证。对于热回收机组的设计更多的是应该根据现有建筑的布置情况灵活设计。
笔者以某超高层综合楼设计为例介绍采用热回收新风系统的设计,工程总建筑面积约138490㎡,其中地下42406㎡,地上96084㎡;建筑层数为地下五层,地上四十二层,建筑占地面积5737㎡,高度222.90m;裙房为一~六层,主楼七层 ~十四层,十六层 ~二十三层为办公,二十四层为公寓会所,二十六层~四十二层为公寓;十五层及二十五层为避难层;裙房商业采用全空气空调系统,空调机组均设置在专用机房内。
商业由于建筑条件的限制最终未能采用排风热回收形式。办公层及公寓层空调系统采用风机盘管加新风空调系统。新风机组设置在十五层及二十五层避难层。由于避难层设备间面积大,层高高,给设置热回收机组带来便利。新风管通过专用的井道送至每层室内。塔楼竖向统一设置排风井道分段集中排风,排风在避难层经过转轮热回收机组换热后排出室外。
图1 转轮式热回收机组
2.3 加强空调系统的运行和管理
首先,加强主机的节能运行。在空调系统中,主机能耗占总能耗60%以上,因此主机的节能运行是整个系统节能的重要环节。其节能控制主要包括兩个方面,一是启停最佳控制: 对大楼不同场所的空调负荷进行详细的调查分析,寻找最佳启停控制方式,将既能满足人们对空调环境的要求,又能符合节能的要求。管理人员可以针对办公室环境因素,制定多套节能运行方案。二是根据空调实际负荷调节主机台数或选择主机功率。其次,加强水泵的节能运行。由于水泵在设备选型时大都留有余量,因此泵的出水侧阀门都不会全开,有的仅能开到1 /2,这就造成了阀门的节流损失,同时由于阀门限制水量,使主机的制冷效果不理想,往往造成单机供冷不够,双机或多机时却在部分负荷下工作,造成大量的电能浪费。变频调速技术能使阀门全开,其节流效果良好。采用变频变流量系统,使输送能耗随流量的增减而增减,具有显著的节能效益。然后,减少水侧污垢、腐蚀及青苔。阴阳相水侧的水垢、腐蚀及青苔对制冷系统影响极大,这也是空调系统能耗高的重要原因。为了减少水垢、腐蚀及青苔对水系统的影响,除设备生产厂家应采取措施外,还需加水处理装置。
三、结束语
暖通空调系统的节能不仅关系到人类的健康和安全,关系到人们的工作效果和产品质量,而且还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染。随着技术的发展,越来越多的新技术将应用到空调节能中来,作为一位暖通专业工作者,我们有义务在暖通空调的节能领域里积极贡献自己的力量。使暖通空调系统具有并发挥经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的功能。
参考文献:
[1]秦宇宽. 浅谈暖通空调系统的节能方法[J]. 黑龙江科技信息,2011,(20).
[2]贺利娜. 暖通空调系统节能措施探究[J]. 中国新技术新产品,2011,(13).