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暖通空调系统节能的若干问题及措施

2016-05-14饶庆

建筑建材装饰 2016年5期
关键词:暖通空调

饶庆

摘要:随着世界经济的快速发展,各国的能源消耗量也在逐年增加,节能减排已然成为了全球共同关注的重点课题。空调设备是我国民众以及企业最为重要的温度调节设备之一,而我国现阶段的暖通空调系统中的节能功能还十分有限。因此,本文对我国现阶段暖通空调系统进行分析,对如何解决其系统节能中存在的问题进行讨论。

关键词:暖通空调;中央系统;节能问题

中图分类号:TU831 文献标识码:A 文章编号:1674—3024(2016)05—178—02

前言

目前,我国经济正处于快速发展阶段,我国民众的消费能力也在随之提升,空调已经在我国的民众家庭以及企业中逐渐普及。暖通空调为人们提供的便捷与舒适毋庸置疑,但暖通空调在使用中产生的能源消耗量也不容忽视。在国内的绝大部分公共建筑中,都会设有暖通空调,且暖通空调的节能能力还有很大的开发空间。因此,相关技术人员开展对暖通空调节能系统的研究工作,对我国节能工作发展有着非常重要的意义。

1优化暖通空调系统设计中的主要问题以及解决方法

暖通空调系统的设计原则主要有以下几点:第一,暖通空调必须保证其建筑内各房间拥有独立的温度调节能力;第二,实现用户各分室的温度分摊能力;第三,暖通空调系统应当尽量简单,节约管材使用与初期建设投资成本。暖通空调系统,尤其是其分支下中央空调系统本身就是一个较为复杂的温度调节系统,其系统设计的科学性会对设备的实际使用效果造成直接影响。

1.1怎样优化建筑围护结构的保温性能

如果在建筑围护结构上出现问题,会造成室内热量的大量流失,严重降低暖通空调的制冷和制热效率。因此,在优化暖通空调系统的工作中,应该将设计工作重点放在改善建筑围护结构功能上。同时,在国家出台有关与建筑保暖设计的规范中,也将建筑的围护结构,视为评价其整体保暖水平的重要因素。暖通空调围护结构的传热能力,在很大程度上取决于围护结构的保温性能。因此,对围护结构的保温功能进行优化对降低暖通空调能耗来说,是十分重要的。 1.2如何提升暖通空调系统的可控性

为了提升暖通空调的可控性,其设计人员经常会按照暖通空调所提供的舒适性指标来作为暖通空调的基本控制参数。之前的空调控制系统,都是通过简单的温度数字来向用户提供室内的温度信息。而很多用户并不能很好地理解数字下所代表的温度情况,因此会出现在夏季将空调温度调节得过低,或者在冬季将空调温度调节得过高。而舒适感控制系统,会告知用户什么样的温度标准是会让人体感到最为舒适的温度标准,增加用户的温度调节行为的理智性与科学性,降低过度调节温度所带来的能源浪费,并且能够为用户的健康提供保障。

2建立热能回收系统,使能源得到充分利用

2.1众所周知,造成暖通空调能源消耗量较高最重要的原因,是暖通空调会在其工作时浪费大量余热。在这种情况下,建立热回收系统就可以为降低暖通空调节能发挥很大作用。热回收系统的基本工作原理,就是通过专业的热量交换装置来回收建筑物内、外的余热(冷)或废热(冷),并把回收的热(冷)量作为供热(冷)或其他加热设备的热源而加以利用的系统。为了确保室内的空气卫生,暖通空调还需要完成室内的换气工作,而在建筑中的各项空调工作负荷项目中,换气工作产生的新风负荷会占据其总量的百分之二十五到百分之三十。若能够通过排风中的热量来对新风温度进行调节,就会比直接使用暖通空调来处理新风所消耗的能源要少得多,进而达到降低制热或制冷所需要消耗的能源的目的。

现阶段,能够完成此项工作的设备有转轮式全热交换器、中间热媒式换热器、板式热交换器、板翅式换热器、热管换热装置、热泵和热回收环等,此外,施工人员还能够通过建筑本身的结构设计来达到保温效果。在这些设备当中,除热泵和热回收环属于间接热能回收装置以外,其余都属于直接热能回收装置。在暖通空调工作过程中,热能直接回收装置与热能间接回收装置二者并不存在冲突。例如,如果能够在温度控制系统中将热泵设备与直接热能回收设备联合使用,那么热回收工作的工作效率就会比单独使用其中一种要高得多。在实际工作中,一般情况下暖通空调系统设计人员都会选择将转轮式热回收设备与热泵进行组合,或者将热管热回收设备与热泵进行组合。

2.2热能回收工作的具体方法

(1)利用排风产生的余热实现热能回收

将排风中产生的热能进行回收,然后利用其温度对新风进行一定的预热或者预冷,进而达到减少新风负荷是最为常见的热能回收方法之一。在这项技术中,对排风余热的回收工作还可以分为全热回收与显热回收两种,其使用的回收设备一般以热管式换热设备、热媒式热交换设备、板翅式全热交换设备与传统板式显热交换设备为主。

(2)通过制冷机冷凝效果完成热回收

相比于利用排风实现热回收的节能方式,利用制冷机组的冷凝效果来完成热回收工作的技术含量更高,其工艺流程也更为先进,这项技术的短暂的发展过程中,便赢得众多相关学者以及科研人员的注意力。这种技术所使用的换热设备能够与其他设备组合使用。若将这一设备与家庭中的热水系统相结合,将完成压缩的制冷剂引入板式热交换设备中,而热水则通过热交换设备的另一端进行传递,此时就会因为制冷剂在压缩后温度上升,在设计合理的情况下,设备所提供的热源就能够将水加热到能够满足用户使用的温度,并且能够存放在具有保温功能的水箱中,以供用户随时使用。在制冷机中的冷凝设备热量不足,无法将水加热到一定温度的情况下,也能够通过将水源热泵安装在系统中,来满足加热需要。这种系统不仅能够避免直接将热源排放到空气中,对大气造成热污染,还能够代替锅炉以及相关附属设备提供热水的功能,避免将锅炉燃烧时产生有害气体,是一种节能效果明显,而且又具备环保意义的系统设计。

3深化可再生能源的利用

随着空调设备普及范围的不断扩张,使空调的使用消耗更多的不可再生能源,还会对生态环境造成及其恶劣的影响。因此,如何在暖通空调系统中深化可再生能源的使用,便成为相关领域最为重要的研究课题之一。在目前技术条件下,地源热泵技术与太阳能技术是采暖系统中的应用较为常见,下文将对以上两种技术的应用理念进行简单讲解。

(1)太阳能是现阶段在各领域应用最为频繁的可再生能源,在建筑节能采暖领域的应用被分为主动式与被动式两种。被动式技术的应用方式相对简单,且成本较低,而且不需要其他能源进行辅助。这一技术的基本理念就是利用科学化安排的建筑位置以及建筑群结构设计,通过自然取光的方式来利用日照带来的热能,是最为直接的太阳能使用方式,也是目前利用太阳能进行建筑采暖的主流方式。而主动式太阳房的机构设计就比较复杂,而且成本也相对较高,还需要使用电能进行辅助。这种采暖系统的组成设备包括风机、散热器、太阳能集热设备等。此外,目前太阳能光电板与太阳能集热板的使用技术也比较成熟,应用太阳能集热墙来实现太阳能利用也是一种可行的方法。

(2)地源热泵与之前的采热技术原理有着很大不同,这项技术需要利用地下土壤中的热源,并通过一些例如电能一类的高位能源来实现从低温位能向高温位能转化,进而在建筑中建立一个能够提供足量热源以及供冷需求的中央系统。地源热泵系统的最大优势,就是其提供的热量较为稳定,在冬季也不会降低其实际供暖效果。这一技术实现供冷以及供暖的基本原理就是,在需要供暖时,将地下热能抽取到室内;在需要制冷时又可以将室内的热源释放到地下。不仅能够在地源供热系统中起到蓄能作用,还可以提升空调设备在一年中的使用效率。

4暖通空调自控技术

先进的暖通空调自控技术,不仅能够使房间内始终保持一个恒定的温度与湿度,节约人力资源的使用,还能够防止暖通空调出现过多的能量损耗,提升能源利用率。目前电子信息技术、以及计算机网络技术的不断发展,也为暖通空调的各项软件以及硬件技术提供了更多的技术支持。利用先进的软件系统来组建暖通空调的中央监控系统,能够实现对整体暖通空调系统的实时监控,以及长时间数据分析与统计工作,例如将回风中的二氧化碳含量控制在最小范围内,既能够达到相关的卫生要求,也能够使能源得到最大化利用。此外,在暖通空调系统中拥有一个精准可靠的计算机检测系统和控制系统的情况下,这个检测系统就可以根据分析室内和室外的空气湿度以及温度来判断当前季节,并在不违背用户意愿的前提下,将室内空气的温度与湿度控制在最佳的范围内,进而实现空调系统自动运作。这种先进的控制系统,不仅能够使空调系统的工作效率得到大幅提升。而且还可以对其进行恒温控制编程,进而能够实现对暖通空调进行每年每月甚至每天不同的温度设定要求,经过相关部门调查,这种暖通空调自动控制系统能够在不影响用户体验的前提下,节约百分之十的能源。同时这一技术还有很大的开发空间,其控制界面中一些便捷的软件,也能够为空调系统的可操控性提供保障。

5结束语

如何实现科技发展与自然资源开发二者之间的平衡,是近几年来全世界各领域发展都颇为关注的问题。而暖通空调作为一种使用普及率较高,资源消耗量较大的电器设备,其节能系统的开发工作就显得更为重要。在此,希望本文对暖通空调节能系统中问题的分析与解答,能够为相关单位以及工作人员对暖通空调调节系统的研究工作提供一个具有参考价值的文献资料,进而使我国此项工作水平得到进一步提升。

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