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摘要:随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善, 空调系统的能源消耗也随之越来越高,,而很多的暖通空调设计多是注重功能而忽略节能。暖通空调系统设计的优劣直接关系到其使用性能,本文将对暖通空调系统节能设计进行简要的探讨。
关键词:冷热源;暖通空调;建筑节能
中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号:
1 暖通空调系统的设计
1.1空调系统的设计原则
一是以节能为原则,通过对温度,湿度,平均辐射温度、风速、劳动、强度这五个因素的巧妙组合,可达到舒适和节能的协调。同时还应利用房屋围护结构的热导性,避免室外气候的变化影响室内的温度,可使房间内产生舒适的微气候。管路系统要简单,管材消耗量尽可能少,以达到节省初投资的目的。二是处理好整体和局部,暖通空调系统应保证各个房间的室内温度能独立调控,实现分户或分室热量分摊的功能。
1.2 合理选择冷热源系统
热源有热电站,热泵,直燃型溴化锂吸收式冷热水机组,区域锅炉房,小型锅炉房等这几种。而热电联产的能量利用率是其中最高的,地源热泵也在优先考虑范围,其能节省30%左右能源;而直燃型溴化锂吸收式冷水机组供热式效率,相当于燃油或燃气锅炉;锅炉房来能减少SO2粉尘等污染物的排放,起到了很好的环保作用。在选择冷水或者热泵机组的单台容量和数量时,应根据全年空调负荷变化的规律来确定,以适应季节性、部分负荷的需求。当空调的冷负荷超过28kw至少要超过两台;当建筑全年均需要进行空气调节,并且房间及区域负荷的差异比较大,分别长期同时供热或者供冷,则经过技术分析其经济性合理的情况下,可以采用水环热泵空调系统。目前在国内常用以电能作动力的压缩式制冷机和以热能为动力的吸收式制冷机两种空调冷源,各种机型在不同的制冷量范围内其制冷性能系数相差很大,在选用时应对各种机组进行具体分析比较。
1.3 改善围护结构性能
暖通空调系统通过围护结构造成的热损失,在整个空调系统能耗中占据很大比例,而围护结构的保温性能直接决定了围护结构综合传热系数的大小,也即是说决定通过围护结构消耗的能耗所占空调负荷的大小。所以在空调系统节能中,应对高维护结构的保温隔热性能给予重视。提高系统控制水平,调整室内热湿环境参数,尽量降低空调系统能耗。通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度等舒适性评价指标进行调控参数,可以实现大幅度的节能。
2 暖通空调节能设计措施
2.1 改进建筑热工性能
建筑物热工性能与建筑形体系数气密性、建筑保温、建筑遮阳等有很大的联系,建筑内部一大部分的热量是通过建筑围护结构散发的,建筑采暖能耗随建筑外表面的增大而增高。其次,采暖建筑内通过空气渗透消耗热量高达到30%~40%,热量主要是通过外窗的气密性较差和导线、管道等的出入口和烟囱风道及部分结构连接缝隙等部位消耗的,所以为了降低该部分能耗,应通过提高门窗制作和安装精度、选用新型材料、加强密封等措施来减少空气渗透。
2.2 开展热能回收工作,最大限度地利用能源
2.2.1 热回收装置
空调系统耗能主要是大量余热的浪费。安装热回收装置,可以使空调系统在运行过程中,状态不同的两种流体通过某种热交换设备传递热量,使其不消耗或者少消耗冷热源的能量,从而实现能源节能的目标。为了确保室内环境的卫生,空调运行时一般会排走室内部分空气,这必然会带走部分能量。新风负荷在建筑物的空调负荷中占有很大的比例,一般是空调总负荷的25%~30%。新风量过多会增加空调负荷,从而增加电耗,而新风量过少则会影响空调环境的质量。所以应根据具体的空调环境调整好送风温度和新风比例,对夏季需供冷、冬季需供热的空调房间,由于室外新风量愈大,系统能耗就会愈大,所以室外新风应控制到卫生要求的最小值。若是在系统中设置能量回收装置,用排风中的能量来处理新风,可减少处理新风所需要的能量,这样能很好地降低机组负荷,以提高空调系统的经济性。充分利用排风的能量,对排风进行余热回收,常用的回收装置有转轮式余热交换器、板翅式换热器、热管换热器、建筑结构蓄热(冷)等。这几种是属于直接接触式热回收装置,热泵和直接接触式的热回收设备一起使用的热回收效率会比单一设备要高。
2.2.2 制冷机组的冷凝热回收
近年来,越来越受到人们的重视。制冷机组冷凝热回收的换热设备可以和不同的系统结合一起使用。若是和生活用热水系统结合使用,压缩后的制冷剂应先进入板式热交换器,而生活用热水通过热交换器的另一侧,因为被压缩后的制冷剂温度较高,所以其提供的热量可以将热水加热到洗澡用的温度,储存在保温水箱中。当制冷机组的冷凝器所产生的热量不能将热水加热到需要的温度时,也可以在系统中添加水源热泵作为辅助热源来提高温度。这样的做法既能防止冷凝热排放到大气中造成热污染,又能节省用来提供热水的锅炉等设备,起到了很好的环保节能效果。
2.3 加强可再生能源的空调系统的推广
近年来,随着空调系统的广泛应用,空调对不可再生能源的消耗也随之大幅上升,对生态环境的破坏日益严重,绿色建筑能源消耗最低消耗标准再次提出在原先的的基础上再节能10%~60%的要求。设计人员在设计的过程中,应全面仔细考虑到实际情况,因地制宜,使能源得到更好的优化利用,可以适当的选取可再生能源,能源的利用节约的原则上进行高效率的使用,而地源热泵空调系统和利用太阳能都是很好的节能措施。
2.3.1 太阳能的热利用
目前建筑中利用太阳能主要是太阳能的热利用。太阳能的热利用包括被动式和主动式两种,被动式太阳能房的结构相对比较简单、造价低、而且不需要任何辅助能源,只要通过建筑方位合理布置和建筑构件的恰当处理,就可以用自然热交换方式来利用太阳能。而主动式太阳房结构就比较复杂,造价较高,并且需要用电作为辅助能源。在建筑外围护结构中还可采用太阳能集热墙,利用太阳能采暖。
2.3.2 地源热泵
地源热泵作为一种新兴的节能技术,是通过利用地下浅层土壤的热资源,输入少量的高位能源将低温位能向高温位能转移,实现了既可供热又可在夏季制冷的高效节能。地源热泵通过充分利用地能一年四季温度稳定的特点,在冬季,把地能作为热泵供暖的熱源,通过聚焦地能中的热量对室内进行供暖;在夏季,把地能作为空调的冷源,将室内的热能取出来释放到低于环境温度的地源中去,已达到室内制冷的目的。地源地泵具有高效节能的优势,能有效的利用地下资源,在地源热泵系统中起到了蓄能器的作用,在提高空调系统全年的能源利用效率的同时,也达到了绿色环保的要求。
3 结语
暖通空调系统的节能是建筑节能的主要部分,暖通空调的节能设计对降低建筑物的能耗有着重要的作用。暖通空调系统的节能不仅关系到人们日常的生活质量,还与国家能源安全、资源消耗和环境污染等息息相关。因此,必须克服目前暖通空调系统在节能方面存在的问题,使暖通空调系统能充分发挥经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用,以促进国民经济的发展和提高人民的生活水平。
参考文献
[1]娄威.暖通空调系统的节能工程设计[J].山西建筑,2011(1)
[2] 韩国宝. 浅议暖通空调节能设计的若干问题[J]. 能源与节能. 2011(10)
[3] 胡越,李娜,史娇阳. 浅析高层建筑暖通空调的节能设计[J]. 科技信息. 2011(24)
关键词:冷热源;暖通空调;建筑节能
中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号:
1 暖通空调系统的设计
1.1空调系统的设计原则
一是以节能为原则,通过对温度,湿度,平均辐射温度、风速、劳动、强度这五个因素的巧妙组合,可达到舒适和节能的协调。同时还应利用房屋围护结构的热导性,避免室外气候的变化影响室内的温度,可使房间内产生舒适的微气候。管路系统要简单,管材消耗量尽可能少,以达到节省初投资的目的。二是处理好整体和局部,暖通空调系统应保证各个房间的室内温度能独立调控,实现分户或分室热量分摊的功能。
1.2 合理选择冷热源系统
热源有热电站,热泵,直燃型溴化锂吸收式冷热水机组,区域锅炉房,小型锅炉房等这几种。而热电联产的能量利用率是其中最高的,地源热泵也在优先考虑范围,其能节省30%左右能源;而直燃型溴化锂吸收式冷水机组供热式效率,相当于燃油或燃气锅炉;锅炉房来能减少SO2粉尘等污染物的排放,起到了很好的环保作用。在选择冷水或者热泵机组的单台容量和数量时,应根据全年空调负荷变化的规律来确定,以适应季节性、部分负荷的需求。当空调的冷负荷超过28kw至少要超过两台;当建筑全年均需要进行空气调节,并且房间及区域负荷的差异比较大,分别长期同时供热或者供冷,则经过技术分析其经济性合理的情况下,可以采用水环热泵空调系统。目前在国内常用以电能作动力的压缩式制冷机和以热能为动力的吸收式制冷机两种空调冷源,各种机型在不同的制冷量范围内其制冷性能系数相差很大,在选用时应对各种机组进行具体分析比较。
1.3 改善围护结构性能
暖通空调系统通过围护结构造成的热损失,在整个空调系统能耗中占据很大比例,而围护结构的保温性能直接决定了围护结构综合传热系数的大小,也即是说决定通过围护结构消耗的能耗所占空调负荷的大小。所以在空调系统节能中,应对高维护结构的保温隔热性能给予重视。提高系统控制水平,调整室内热湿环境参数,尽量降低空调系统能耗。通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度等舒适性评价指标进行调控参数,可以实现大幅度的节能。
2 暖通空调节能设计措施
2.1 改进建筑热工性能
建筑物热工性能与建筑形体系数气密性、建筑保温、建筑遮阳等有很大的联系,建筑内部一大部分的热量是通过建筑围护结构散发的,建筑采暖能耗随建筑外表面的增大而增高。其次,采暖建筑内通过空气渗透消耗热量高达到30%~40%,热量主要是通过外窗的气密性较差和导线、管道等的出入口和烟囱风道及部分结构连接缝隙等部位消耗的,所以为了降低该部分能耗,应通过提高门窗制作和安装精度、选用新型材料、加强密封等措施来减少空气渗透。
2.2 开展热能回收工作,最大限度地利用能源
2.2.1 热回收装置
空调系统耗能主要是大量余热的浪费。安装热回收装置,可以使空调系统在运行过程中,状态不同的两种流体通过某种热交换设备传递热量,使其不消耗或者少消耗冷热源的能量,从而实现能源节能的目标。为了确保室内环境的卫生,空调运行时一般会排走室内部分空气,这必然会带走部分能量。新风负荷在建筑物的空调负荷中占有很大的比例,一般是空调总负荷的25%~30%。新风量过多会增加空调负荷,从而增加电耗,而新风量过少则会影响空调环境的质量。所以应根据具体的空调环境调整好送风温度和新风比例,对夏季需供冷、冬季需供热的空调房间,由于室外新风量愈大,系统能耗就会愈大,所以室外新风应控制到卫生要求的最小值。若是在系统中设置能量回收装置,用排风中的能量来处理新风,可减少处理新风所需要的能量,这样能很好地降低机组负荷,以提高空调系统的经济性。充分利用排风的能量,对排风进行余热回收,常用的回收装置有转轮式余热交换器、板翅式换热器、热管换热器、建筑结构蓄热(冷)等。这几种是属于直接接触式热回收装置,热泵和直接接触式的热回收设备一起使用的热回收效率会比单一设备要高。
2.2.2 制冷机组的冷凝热回收
近年来,越来越受到人们的重视。制冷机组冷凝热回收的换热设备可以和不同的系统结合一起使用。若是和生活用热水系统结合使用,压缩后的制冷剂应先进入板式热交换器,而生活用热水通过热交换器的另一侧,因为被压缩后的制冷剂温度较高,所以其提供的热量可以将热水加热到洗澡用的温度,储存在保温水箱中。当制冷机组的冷凝器所产生的热量不能将热水加热到需要的温度时,也可以在系统中添加水源热泵作为辅助热源来提高温度。这样的做法既能防止冷凝热排放到大气中造成热污染,又能节省用来提供热水的锅炉等设备,起到了很好的环保节能效果。
2.3 加强可再生能源的空调系统的推广
近年来,随着空调系统的广泛应用,空调对不可再生能源的消耗也随之大幅上升,对生态环境的破坏日益严重,绿色建筑能源消耗最低消耗标准再次提出在原先的的基础上再节能10%~60%的要求。设计人员在设计的过程中,应全面仔细考虑到实际情况,因地制宜,使能源得到更好的优化利用,可以适当的选取可再生能源,能源的利用节约的原则上进行高效率的使用,而地源热泵空调系统和利用太阳能都是很好的节能措施。
2.3.1 太阳能的热利用
目前建筑中利用太阳能主要是太阳能的热利用。太阳能的热利用包括被动式和主动式两种,被动式太阳能房的结构相对比较简单、造价低、而且不需要任何辅助能源,只要通过建筑方位合理布置和建筑构件的恰当处理,就可以用自然热交换方式来利用太阳能。而主动式太阳房结构就比较复杂,造价较高,并且需要用电作为辅助能源。在建筑外围护结构中还可采用太阳能集热墙,利用太阳能采暖。
2.3.2 地源热泵
地源热泵作为一种新兴的节能技术,是通过利用地下浅层土壤的热资源,输入少量的高位能源将低温位能向高温位能转移,实现了既可供热又可在夏季制冷的高效节能。地源热泵通过充分利用地能一年四季温度稳定的特点,在冬季,把地能作为热泵供暖的熱源,通过聚焦地能中的热量对室内进行供暖;在夏季,把地能作为空调的冷源,将室内的热能取出来释放到低于环境温度的地源中去,已达到室内制冷的目的。地源地泵具有高效节能的优势,能有效的利用地下资源,在地源热泵系统中起到了蓄能器的作用,在提高空调系统全年的能源利用效率的同时,也达到了绿色环保的要求。
3 结语
暖通空调系统的节能是建筑节能的主要部分,暖通空调的节能设计对降低建筑物的能耗有着重要的作用。暖通空调系统的节能不仅关系到人们日常的生活质量,还与国家能源安全、资源消耗和环境污染等息息相关。因此,必须克服目前暖通空调系统在节能方面存在的问题,使暖通空调系统能充分发挥经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用,以促进国民经济的发展和提高人民的生活水平。
参考文献
[1]娄威.暖通空调系统的节能工程设计[J].山西建筑,2011(1)
[2] 韩国宝. 浅议暖通空调节能设计的若干问题[J]. 能源与节能. 2011(10)
[3] 胡越,李娜,史娇阳. 浅析高层建筑暖通空调的节能设计[J]. 科技信息. 2011(24)