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[摘 要]随着我国国民经济的飞速发展、工业现代化步伐的加快,空调技术已经在各行业中得到了广泛应用,通过推广暖通空调节能新技术,不仅可以有效地降低能耗,改善环境,而且可以有效保护自然资源,有着自然和社会的双重意义,是社会发展的必然趋势。
[关键词]暖通空调 新技术 特点
中图分类号:TU831.3+5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)25-0216-01
一、暖通空调节能的思路
暖通空调节能设计的真正目标是以节能为原则,用热舒适指标指导系统中的节能设计,寻找温度、湿度、平均辐射温度、风速和劳动强度这六种影响热舒适指标因素的合适比例,达到人们热舒适指标与节能降耗的稳定协调。尽管在寒冷的冬季,影响人体舒适的主要因素是温度变化,但生活环境中的声、光、色同样可以影响舒适指数,在建筑中采用暖色调提高人们的心理温度,调低实际室内温度,避免能源消耗。同时通过选取合理的暖通设计参数,从温度和湿度方面来确保室内舒适的标准时,节能是负荷大小的重点因素。
二、影响暖通空调节能的不利因素
1、围护结构的影响。围护结构包括外围护结构和内围护结构。外围护结构包括屋面、外墙和窗户等;内围护结构系指室内地面、天棚、内隔墙等。在空调能耗中,20%~50%能耗是为了满足由于围护结构传热所带来的能耗。围护结构的保温性能和窗户与墙壁所占面积,都决定了围护结构综合传热系数,决定通过围护结构空调负荷的高低。改善和提高围护结构的热工性能,降低热负荷是我国考虑建筑节能的主线。
2、暖通空调系统设计管理方面的影响。暖通空调系统的设计是空调节能的基础,对空调系统的节能效果有着重要的影响。然而,在实际工作中有些设计人员并未给予足够的重视,一些设计问题并没有得到细致有效的处理,使得按设计施工完成的系统不仅投资大,运行能耗也相当惊人,大大超过了国家标准。
三、暖通空调的节能设计
设计、计算的合理性。就目前而言,暖通空调设计是基于典型设计工况进行的,所得到的所有与能源有关的参数都是指的设计状态下的参数,这些参数对于空调系统能源的意义在于对能源负荷的影响。如果以电能来评价,这些参数尤其对城市供电负荷的影响起到了较大的作用,夏季许多城市电力紧张在一定程度上也是因为空调需求所做的“贡献”。
四、暖通空调的节能技术
1.热源系统的优化选择
在暖通空调系统的节能设计过程中,应根据工程建筑的实际情况,合理选择热源系统。一般情况下,我国市场常见的热源种类主要为:热泵、热电站、区域锅炉房、小型锅炉、直燃型溴化锂吸收式热水机组等。
2.推广使用变频技术
在现代化暖通空调系统中,变频技术的应用具有较强的必然性。通过变频技术,既可弥补空调系统的工艺问题,也可减少能源消耗,降低运行成本。一般情况下,空调系统仅按照事先设计的额定功率运行,在负荷较低的情况下,如果设备仍以额定功率实行全负荷运行,那么必然产生能源浪费。通过在暖通空调系统中应用变频技术,就可实现空调设备的输出功率随着负荷的变化情况而有所调节,发挥节能减排效果。
3.降低热媒介的能耗
在暖通空调系统中,节能工程设计应该注重各个环节的能源消耗。以具体设计及实际运行状况为出发点,形成整体性的空调节能体系。其中热媒介质传输系统作为暖通空调的重要组成部分,其热能输送方式、材料选择等,均对节能问题产生影响。
4.合理确定空调方式
随着人们生活水平的提高,新型节能、舒适、健康的空调运行方式逐渐被推崇。对于暖通空调系统来说,其应用的舒适程度主要取决于风速、湿度、空气湿度、环境平均辐射温度以及人们对环境的感觉等综合因素。
5.冷热能回收的优化
当前,有关暖通空调系统的冷热能回收问题正在进一步研究,以推动空调系统的冷热能回收效率,在保障能源利用效率的前提下,实现节能目标。通过对排风余热的回收,可更好地应用排风能量,对新风进行预冷或者预热,减少负荷量,实现空调系统节能;排风余热的回收可以分为全热回收及显热回收两大部分,回收设备一般为板翘式全热交换器、转轮式全热交换器、板式显热交换器。
五、空调水系统变频变流量技术
中央空调的冷负荷随环境温度和使用面积的变化而变化,定流量水系统的水系的水泵电机基本是满负荷运行,形成大流量小温差的现象,针对这种效率低,能耗大的情况,采用空调水系统变频器控制冷冻水泵电机运行,使冷冻水的流量与冷负荷成正比例的变化,收到良好的节能效果,经济效益显著。选用变频器时主要考虑到电机功率相匹配的容量,同时也要考虑可靠性高,操作简便,价格适宜等因素。
六、蓄冷蓄热、低温送风和大温差技术
空调蓄冷,利用分时电价的不同,贮存电网低谷时段的“便宜的能源”,在需要冷量的峰值时段,将贮存的冷量释放出来以满足空调负荷的要求。以蓄冷介质区分,有水蓄冷、冰蓄冷和共晶盐蓄冷三种方式。
1、冰蓄冷的优势2、冰浆技术应用优势
3、冰蓄冷空调,在夜间电网低谷时间,制冷主机制冷并由蓄冷设备将冷量储存起来,待白天电网高峰用电时间,再将冷量释放出来满足高峰空调负荷的需要或生产工艺用冷的需求。
3.1由压缩机、冷凝器、储液器、干燥过滤器、电子膨胀阀和冰蓄冷罐组成的制冷蓄冰系统。这样制冷系统的大部分耗电发生在夜间用电低峰期,而在白天用电高峰期只有辅助设备在运行,从而实现用电负荷的“移峰填谷”。
七、区域冷热电联供和分布式能源技术
区域供冷系统可视为大规模的中央空调系统,其用户可以包括公寓、写字楼、酒店、商场、机关、医院以及住宅。区域供冷系统适合应用在冷负荷密度高以及年冷负荷系数大的地方,如工业建筑群,人口稠密的城市商业区等。
1、区域供冷系统由中心制冷站、冷冻水输配管网、冷用户三部分组成。中心制冷站通过各种方式生产冷冻水。其设备包括制冷机以及附属设备、蓄冷设备、热交换设备以及控制装置。冷冻水输配管网将中心制冷站生产的冷冻水输送至各用户。冷用户是需要制冷空调的建筑物,装有末端的冷热交换设备。
2、区域供冷系统具有能源利用效率高、环保、经济等优势。蓄冷技术+区域供冷还能对电网调峰。分布式冷热电联供系统实现了能源的梯级利用,具有节能、环保与可靠性高的优点。区域供冷与分布式冷热电联供系统结合后,不仅能发挥各自的优势,进一步提高能源利用效率,并且还能使分布式冷热电联供系统得到新的发展,其规模大大拓宽。
八、地源热泵技术
地源热泵空调是以水为载体,通过地源热泵机组系统,冬季将地温热能(地下水或土壤热能)传递转移到需要供暖的建筑物内部,夏季又可以将建筑物内热量,通过热泵机组系统,传递转移到地球浅部地层中去,它是充分利用了地下水或地下土壤常年温度保持恒定的一种空调设备。
结语:通过上述分析可以看出,暖通空调的节能设计和新技术推广上在整个建筑节能设计中占有重要地位,只有对暖通空调系统目前存在的问题给予重视,才能充分发挥它的经济性、节能性、安全性和舒适性。建筑节能尤其是暖通空调方面的节能,潜力还是很大的,可以通过多种途径对系统进行节能,每一个暖通专业工作者,都有义务在暖通空调的节能领域里贡献出自己的一份力量。
参考文献
[1] 路永华.暖通空调系统节能探讨U[J].应用能源技术,2005(5).
[2] 赵洪文,刘炳芬.对暖通空调系统节能问题的探讨[J].四川建材,2006,27(2).
[3] 张筱虹.空调节能研究与探索[J].中国高新技术企业,2011,31(2):46-49.
作者简介
王连庆:热能工程专业 主要负责锅炉运行维护工作。
[关键词]暖通空调 新技术 特点
中图分类号:TU831.3+5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)25-0216-01
一、暖通空调节能的思路
暖通空调节能设计的真正目标是以节能为原则,用热舒适指标指导系统中的节能设计,寻找温度、湿度、平均辐射温度、风速和劳动强度这六种影响热舒适指标因素的合适比例,达到人们热舒适指标与节能降耗的稳定协调。尽管在寒冷的冬季,影响人体舒适的主要因素是温度变化,但生活环境中的声、光、色同样可以影响舒适指数,在建筑中采用暖色调提高人们的心理温度,调低实际室内温度,避免能源消耗。同时通过选取合理的暖通设计参数,从温度和湿度方面来确保室内舒适的标准时,节能是负荷大小的重点因素。
二、影响暖通空调节能的不利因素
1、围护结构的影响。围护结构包括外围护结构和内围护结构。外围护结构包括屋面、外墙和窗户等;内围护结构系指室内地面、天棚、内隔墙等。在空调能耗中,20%~50%能耗是为了满足由于围护结构传热所带来的能耗。围护结构的保温性能和窗户与墙壁所占面积,都决定了围护结构综合传热系数,决定通过围护结构空调负荷的高低。改善和提高围护结构的热工性能,降低热负荷是我国考虑建筑节能的主线。
2、暖通空调系统设计管理方面的影响。暖通空调系统的设计是空调节能的基础,对空调系统的节能效果有着重要的影响。然而,在实际工作中有些设计人员并未给予足够的重视,一些设计问题并没有得到细致有效的处理,使得按设计施工完成的系统不仅投资大,运行能耗也相当惊人,大大超过了国家标准。
三、暖通空调的节能设计
设计、计算的合理性。就目前而言,暖通空调设计是基于典型设计工况进行的,所得到的所有与能源有关的参数都是指的设计状态下的参数,这些参数对于空调系统能源的意义在于对能源负荷的影响。如果以电能来评价,这些参数尤其对城市供电负荷的影响起到了较大的作用,夏季许多城市电力紧张在一定程度上也是因为空调需求所做的“贡献”。
四、暖通空调的节能技术
1.热源系统的优化选择
在暖通空调系统的节能设计过程中,应根据工程建筑的实际情况,合理选择热源系统。一般情况下,我国市场常见的热源种类主要为:热泵、热电站、区域锅炉房、小型锅炉、直燃型溴化锂吸收式热水机组等。
2.推广使用变频技术
在现代化暖通空调系统中,变频技术的应用具有较强的必然性。通过变频技术,既可弥补空调系统的工艺问题,也可减少能源消耗,降低运行成本。一般情况下,空调系统仅按照事先设计的额定功率运行,在负荷较低的情况下,如果设备仍以额定功率实行全负荷运行,那么必然产生能源浪费。通过在暖通空调系统中应用变频技术,就可实现空调设备的输出功率随着负荷的变化情况而有所调节,发挥节能减排效果。
3.降低热媒介的能耗
在暖通空调系统中,节能工程设计应该注重各个环节的能源消耗。以具体设计及实际运行状况为出发点,形成整体性的空调节能体系。其中热媒介质传输系统作为暖通空调的重要组成部分,其热能输送方式、材料选择等,均对节能问题产生影响。
4.合理确定空调方式
随着人们生活水平的提高,新型节能、舒适、健康的空调运行方式逐渐被推崇。对于暖通空调系统来说,其应用的舒适程度主要取决于风速、湿度、空气湿度、环境平均辐射温度以及人们对环境的感觉等综合因素。
5.冷热能回收的优化
当前,有关暖通空调系统的冷热能回收问题正在进一步研究,以推动空调系统的冷热能回收效率,在保障能源利用效率的前提下,实现节能目标。通过对排风余热的回收,可更好地应用排风能量,对新风进行预冷或者预热,减少负荷量,实现空调系统节能;排风余热的回收可以分为全热回收及显热回收两大部分,回收设备一般为板翘式全热交换器、转轮式全热交换器、板式显热交换器。
五、空调水系统变频变流量技术
中央空调的冷负荷随环境温度和使用面积的变化而变化,定流量水系统的水系的水泵电机基本是满负荷运行,形成大流量小温差的现象,针对这种效率低,能耗大的情况,采用空调水系统变频器控制冷冻水泵电机运行,使冷冻水的流量与冷负荷成正比例的变化,收到良好的节能效果,经济效益显著。选用变频器时主要考虑到电机功率相匹配的容量,同时也要考虑可靠性高,操作简便,价格适宜等因素。
六、蓄冷蓄热、低温送风和大温差技术
空调蓄冷,利用分时电价的不同,贮存电网低谷时段的“便宜的能源”,在需要冷量的峰值时段,将贮存的冷量释放出来以满足空调负荷的要求。以蓄冷介质区分,有水蓄冷、冰蓄冷和共晶盐蓄冷三种方式。
1、冰蓄冷的优势2、冰浆技术应用优势
3、冰蓄冷空调,在夜间电网低谷时间,制冷主机制冷并由蓄冷设备将冷量储存起来,待白天电网高峰用电时间,再将冷量释放出来满足高峰空调负荷的需要或生产工艺用冷的需求。
3.1由压缩机、冷凝器、储液器、干燥过滤器、电子膨胀阀和冰蓄冷罐组成的制冷蓄冰系统。这样制冷系统的大部分耗电发生在夜间用电低峰期,而在白天用电高峰期只有辅助设备在运行,从而实现用电负荷的“移峰填谷”。
七、区域冷热电联供和分布式能源技术
区域供冷系统可视为大规模的中央空调系统,其用户可以包括公寓、写字楼、酒店、商场、机关、医院以及住宅。区域供冷系统适合应用在冷负荷密度高以及年冷负荷系数大的地方,如工业建筑群,人口稠密的城市商业区等。
1、区域供冷系统由中心制冷站、冷冻水输配管网、冷用户三部分组成。中心制冷站通过各种方式生产冷冻水。其设备包括制冷机以及附属设备、蓄冷设备、热交换设备以及控制装置。冷冻水输配管网将中心制冷站生产的冷冻水输送至各用户。冷用户是需要制冷空调的建筑物,装有末端的冷热交换设备。
2、区域供冷系统具有能源利用效率高、环保、经济等优势。蓄冷技术+区域供冷还能对电网调峰。分布式冷热电联供系统实现了能源的梯级利用,具有节能、环保与可靠性高的优点。区域供冷与分布式冷热电联供系统结合后,不仅能发挥各自的优势,进一步提高能源利用效率,并且还能使分布式冷热电联供系统得到新的发展,其规模大大拓宽。
八、地源热泵技术
地源热泵空调是以水为载体,通过地源热泵机组系统,冬季将地温热能(地下水或土壤热能)传递转移到需要供暖的建筑物内部,夏季又可以将建筑物内热量,通过热泵机组系统,传递转移到地球浅部地层中去,它是充分利用了地下水或地下土壤常年温度保持恒定的一种空调设备。
结语:通过上述分析可以看出,暖通空调的节能设计和新技术推广上在整个建筑节能设计中占有重要地位,只有对暖通空调系统目前存在的问题给予重视,才能充分发挥它的经济性、节能性、安全性和舒适性。建筑节能尤其是暖通空调方面的节能,潜力还是很大的,可以通过多种途径对系统进行节能,每一个暖通专业工作者,都有义务在暖通空调的节能领域里贡献出自己的一份力量。
参考文献
[1] 路永华.暖通空调系统节能探讨U[J].应用能源技术,2005(5).
[2] 赵洪文,刘炳芬.对暖通空调系统节能问题的探讨[J].四川建材,2006,27(2).
[3] 张筱虹.空调节能研究与探索[J].中国高新技术企业,2011,31(2):46-49.
作者简介
王连庆:热能工程专业 主要负责锅炉运行维护工作。