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暖通设计中绿色节能技术的应用分析

2018-10-21戴荣枢

中国房地产业·中旬 2018年10期
关键词:暖通设计暖通热量

戴荣枢

摘要:在暖通设计中运用绿色建筑技术,是现代社会建筑业发展的大势所趋,绿色建筑技术实现了建筑与环境的平衡发展,暖通设计保证了建筑的实用性和舒适度。将二者进行有机结合能有效促进现代建筑朝绿色环保、节能舒适的方面发展,对实现建筑可持续发展起到了促进作用。

关键词:暖通设计;绿色节能技术

引言:随着经济水平不断提高,人们对居住环境以及工作环境的要求也越来越高,在上述建筑中,为了满足人们的实际需求,暖通空调系统是必不可少的,但暖通空调系统的弊端在于需要消耗大量的能源,同时排放出大量的废气,影响了建筑周围的环境,对生态系统造成了一定程度的污染。有效解决暖通设备对环境的影响,是目前暖通设计工作中面临的主要难题,将绿色建筑技术合理运用到暖通设计中是实现暖通设计改良的有效途径。

1、太阳能节能技术

太阳能取之不尽,用之不竭,既不受地域限制,又绿色环保无污染,被认为是人类可持续发展的首选资源。太阳能供暖系统由集热器和循环控制系统组成,其中集热器包括换热水箱及其他加热设备,循环控制系统包括温度控制器、生活热水体系和地板采暖三部分,其工作原理如下,首先利用特定的设备直接采集源源不断的太阳光,将其转化为热能,然后在热导循环系统的处理下将热量传至换热中心,转换成热水后再进入地板采暖系统,最后通过电子仪器来控制、调节室内温度。出现阴天、雨雪天气不利于直接获取太阳能时,控制系统会自动转到燃气锅炉设备对其辅助加热,使人们在冬天也能享受温暖,同时在其他季节还可以利用太阳能集热设备提供大量热水,大大的方便了人们生活。 据统计太阳能供暖系统的成本回收大概需要五年,而其使用寿命一般在二十年以上,即我们可以免费利用十五年,这期间节约的资源和创造的经济效益难以计量。太阳能节能技术在暖通空调系统上的利用实施,大大降低了生产成本,节约了大量的资源,而且大幅度的减少了环境污染,是实现绿色建筑暖通空调的有效途径。

2、地源热泵应用

地源热泵技术在解决供热、制冷方面具有较高的经济和节能优势,相对空气热源泵来说,优点更显著,因为地源热泵系统只影响土壤温度,并不会造成地面下沉和地下水位下降、水质,是目前较为成熟的、对环境影响较小的取热、散热方式。事实上,位于地下 30-100 米的竖直埋管换热器是地下土壤温度变化的本质所在。在冬季,地泵会通过热交换器将地下的热量提取到地上实现供热,同时降低了地埋管周围的土壤温度,在夏季,地泵则把地上热量传送到地下,提高了地埋管周围温度,显而易见,温度的或高或低会在一定程度上影响地埋管换热器的性能,但如果冬季吸收的热量和夏季排除的热量平衡,那么它的性能就不会受到影响,也不会影响地源热泵的运作效果,因此在夏热冬冷和冬夏热量相当的地区适用。但在寒冷区域冬季吸热大于夏季排热,在炎热区域夏季排热大于冬季吸热,都会造成冷热负荷失衡,影响地埋热管换热器性能,造成热泵耗能高,效率低。

3、冰蓄冷系统优化

冰蓄冷系统的优化不仅可以减少用电量,有着良好的经济效益,还能降低能耗,实现低温送风,实现节能。一方面是在用电低谷的夜间将冷量蓄积在水中,在用电高峰期的白天释放冷量用于供冷,降低了电费支出。另一方面是同等条件下冰的蓄冷量远高于水的蓄冷量,所以蓄冷池的容积相对较小,热损失较小,一定程度上节约了耗能。当冷水温度在 1-4℃左右时,可采用低温送风,减小风机动力和风量,自然起到节能效果,虽然冰蓄冷系统中的冷冻机的制冷效率降低,但是整个系统的 COP 值增大,尤其是在夜间室外温度较低的时候,COP 值较高,此外制冷剂基本处于满负荷工作,工作效率和设备利用率也较高,即冰蓄冷系统的优化具有良好的节能效果。

4、 新设备、新技术的有效运用

一是变流量调节。空调负荷处于时刻变化中,根据相关资料表明,空调设备的制冷系统满负荷的状态下大约的运行时间仅为 20%~30%,而其余时间基本上都是在部分负荷的情况下运行的。变流量技术主要是通过利用变频风机、压缩机、主机、变频水泵等设备对冷热媒具体流量适当调节以对空调负荷的变化有效适应,从而降低能耗,实现节能。常规流量调节技术中的变风量空调系统能够以空调区二氧化碳的浓度、温度参数对送风量自动改变,使风力一直处于 30~100%的变化范围。这种系统主要适用于人员流动大且集中的场所。变制冷剂流量空调系统是利用变频技术将压缩机的频率及转数进行改变,并对制冷剂流量直接调节,一般于分体空调中应用。此类系统的空调末端为蒸发器,既有效避免了由于二次换热而出现的热损失,又可以直接节省水泵,所以相对于水系统而言能效等级更高。变水量空调系统是设置一个电动的二通阀在末端盘管,根据室温对经过盘管的部分水流量进行调节,从而分配环路阻力以及流量发生变化,形成压力变化,同时调节水泵运行台数与转数,实现输送流量的调节,降低水泵能耗。

二是蓄能技术、能量转移与回收技术。蓄能技术主要利用蓄能设备,在电力处于低谷阶段开启机组蓄能,用电的高峰期停止机组蓄能,利用设备所释放出的冷热量制冷供暖,实现“削峰填谷”,对电力供应给予平衡。就单个空调而言,这种技术并不节能,然而在电网运行的低谷时期,可以有效提高利用率,减轻高峰期时产生的用电压力,同时对电厂中锅炉的发电效率有一定的提高作用。大型建筑常会出现同一区域供热与制冷分开的情况,如果为只是满足这一需求而在两个区域分别设置不同空调的话,势必会增加成本与能耗。能量转移技术能够有效解决这一问题,以供冷地区空调末端当做一个蒸发器进行热量吸收,利用水环热泵给予循环输送,吸收的热量可以在供热区域进行放热。这种能量转移可以避免冷量或者热量于室外排出,减少浪费。能量回收主要分为冷却水与空气的回收,一般常用的有转轮式、热管式或者翅片式等设备形式,设备效率一般在 60%左右。热回收冷却水是将一个转换器串聯到制冷机设备的冷凝器上,用于生活热水的制取,提高利用率。

结语

在暖通设计的过程中,越来越多的新型绿色节能技术不断产生,想要深化对于这些技术的有效使用,不仅需要加强人们对于节能的意识,也需要有更为合理的暖通设计作为辅助。此外,良好的施工过程是保障这些好的设计理念能够得以表达的基础。

参考文献:

[1] 黄璞洁, 许伊那. 绿色建筑技术在暖通设计中的应用[J]. 节能技术.2015(04)

[2] 陈然. 绿色建筑中暖通空调设计[J]. 科技创新导报.2015(02)

[3] 黄翔, 颜苏芊. 绿色建筑与暖通空调设计[J]. 制冷与空调.2015(05)

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