暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計淺談

1、暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計淺談         摘要：我國正處于城鎮(zhèn)化和工業(yè)化快速發(fā)展時期，每年大約有20億時的建筑總量，接近全球年建筑總量的一半，建筑能耗巨大。建筑節(jié)能的職責(zé)義不容辭。以介紹暖通節(jié)能技術(shù)研究所為例，說明公共建筑能耗的組成。建筑使用能耗中，暖通空調(diào)所用能耗占了40%以上。標(biāo)準(zhǔn)中提出節(jié)能50%的目標(biāo)，其中由北到南，圍護(hù)結(jié)構(gòu)分擔(dān)節(jié)能率約25%13%；照明設(shè)備分擔(dān)節(jié)能率約7%18%；空調(diào)采暖系統(tǒng)節(jié)能率約20%16%。暖通空調(diào)專業(yè)的節(jié)能意義重大，但任務(wù)艱巨。 關(guān)鍵詞：建筑 暖通 空調(diào) 節(jié)能設(shè)計 Abstract

2、: China is in the period of rapid urbanization and industrialization, every year about 2 billion total building, close to half of total global in construction, building huge energy consumption. The responsibilities of the energy conservation of the building it is his duty. With the introduction of h

3、vac energy saving technology research institute for example, and the composition of the energy consumption. Building use in energy consumption, hvac used energy consumption accounts for more than 40%. The standard "put forward the goal of 50% of energy saving, including from north to south, pal

4、isade structure energy saving rate share about 25% 13%; Lighting equipment share energy saving rate of about 7% 18%; Air conditioning system of heating of the energy saving rate of about 20% 16%. Hvac professional energy saving is significant, but a difficult task. Keywords: building hvac energy sav

5、ing design 中圖分類號：TK01 8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號： 前言 隨著人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大。在發(fā)達(dá)國家中,建筑能耗占社會總能耗的40%左右，而我國盡管社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高，但是建筑能耗已占總能耗的近30%,且還有上升的趨勢。因此，不論在西方發(fā)達(dá)國家還是我國，建筑能耗狀況都是牽動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展全局的大問題。而在建筑能耗里，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗又占到建筑能耗的30%-50%，隨著暖通空調(diào)的廣泛應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進(jìn)一步增大。再加上暖通空調(diào)系統(tǒng)往往以高品質(zhì)的電能為能源,而我國的電力在某些地區(qū)又相對緊張、匱乏，這勢必會引起能源供求矛盾進(jìn)一步激

6、化。因此,對暖通專業(yè)提出更高的節(jié)能要求是必然的，也是大勢所趨。 1 暖通空調(diào)系統(tǒng)自身設(shè)計方面 通常，我們可以通過精心的設(shè)計來使暖通空調(diào)系統(tǒng)高效經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。暖通空調(diào)系統(tǒng)尤其是中央空調(diào)系統(tǒng)復(fù)雜度較高，所以系統(tǒng)自身設(shè)計的優(yōu)劣將對其使用性能產(chǎn)生重要影響。所以，要想實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能，在設(shè)計方面采取如下措施:第一，堅(jiān)持空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計原則:供暖系統(tǒng)要保證除樓梯間以外的各個房間室內(nèi)溫度處于可單獨(dú)調(diào)控狀態(tài)，要保證便于實(shí)現(xiàn)分戶或分室分?jǐn)偀崃康墓δ?，要保證管路系統(tǒng)簡單、管材消耗量少、節(jié)省初投資;第二，改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能。由于暖通空調(diào)系統(tǒng)中圍護(hù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的熱損失在整個空調(diào)系統(tǒng)能耗中占有很大比重，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定通過圍護(hù)

7、結(jié)構(gòu)消耗的能耗所占空調(diào)負(fù)荷的大小，所以改善維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能對暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能意義重大;第三，改善系統(tǒng)的控制方法?？照{(diào)系統(tǒng)可以以舒適性評價指標(biāo)(體感指標(biāo))作為調(diào)控參數(shù)，不僅可以去除傳統(tǒng)控制方法的弊病，還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能。有關(guān)研究表明，采用此種控制方法之后能夠使人體舒適的前提下實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能約30%。 2 可再生資源及低品位能源利用方面 推廣應(yīng)用使用可再生能源或低品位能源的空調(diào)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能。如何利用可再生能源及低品位能源實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能已經(jīng)成為該領(lǐng)域的重要課題。下面，主要介紹兩種能源: 第一，太陽能。目前，建筑中利用太陽能的主要形式是太陽能的熱利用，包括被動式和主動式。被

8、動式太陽能房太陽能建筑發(fā)展的主流，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)相對簡單、造價低、不需要任何輔助能源，通過建筑方位合理布置和建筑構(gòu)件的恰當(dāng)處理，以自然熱交換方式來利用太陽能。主動式太陽房需要用電作為輔助能源，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且造價較高。另外，太陽能集熱板、太陽能光電板發(fā)電技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)在建筑節(jié)能領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用； 第二，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵是一種利用地下淺層土壤的熱資源，通過輸入少量的高位能源(如電能)將低溫位能向高溫位能轉(zhuǎn)移，以實(shí)現(xiàn)既可供熱又可制冷的高效節(jié)能中調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵利用地能一年四季溫度穩(wěn)定的特點(diǎn)，冬季把地能作為熱泵供暖的熱源，即把高于環(huán)境溫度的地能中的熱能取出來供給室內(nèi)采暖。夏季把地能作為空調(diào)

9、的冷源，即把室內(nèi)的熱能取出來釋放到低于環(huán)境溫度的地源中。在地源熱泵系統(tǒng)中大地起到了蓄能器的作用，有效地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的節(jié)能。 3 應(yīng)采取的節(jié)能設(shè)計措施 在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天,暖通空調(diào)領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)出新技術(shù),我們可以通過多種方法實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。 3. 1從設(shè)計入手,合理選擇、設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng),使其在高效、經(jīng)濟(jì)的狀況下運(yùn)行。 設(shè)計是工程的龍頭,系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)劣直接影響其使用性能。而建筑負(fù)荷計算是設(shè)計的重要內(nèi)容之一,當(dāng)前普遍存在一個現(xiàn)象就是設(shè)計工期短,許多設(shè)計人員為了節(jié)省時間,錯誤地利用設(shè)計手冊中供方案設(shè)計或初步設(shè)計時估算冷、熱負(fù)荷用的單位建筑面積冷、熱負(fù)荷指標(biāo),直接作為施工圖設(shè)計階段確定冷熱負(fù)

10、荷的依據(jù),往往使得總負(fù)荷偏大,從而導(dǎo)致空調(diào)采暖設(shè)備偏大,初投資增高,運(yùn)行費(fèi)用增加,能量消耗增加。 3.2采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)及采暖方式 影響人體熱舒適性的環(huán)境參數(shù)眾多,不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果,但對于不同熱濕參數(shù)組合的環(huán)境其空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。 3.3結(jié)合實(shí)際情況,合理選擇空調(diào)冷熱源,力求實(shí)現(xiàn)冷熱源的多元化 隨著暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,對不可再生能源的消耗也大幅度上升,同時對生態(tài)環(huán)境的破環(huán)也日趨加劇。如何合理的選擇冷熱源,已經(jīng)引起了各方的廣泛關(guān)注。 3.4加強(qiáng)冷熱回收利用的研究運(yùn)用工作,實(shí)現(xiàn)能源利用的最大化 提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用率也是實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的途徑之一

11、。熱回收主要是通過系統(tǒng)中安裝的能量回收裝置,用排風(fēng)中的能量來處理新風(fēng),就可以減少處理新風(fēng)所需的能量,降低機(jī)組負(fù)荷,達(dá)到節(jié)能的目的。在選擇熱回收裝置時,應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件、經(jīng)濟(jì)狀況、工程的實(shí)際情況、排風(fēng)中有害氣體的情況等多種因素綜合考慮,以確定選用合適的熱回收裝置,從而達(dá)到花較少的投資,回收較多的熱(冷)量的目的。          3.5著力開發(fā)可再生能源，積極推廣新能源 由于空調(diào)系統(tǒng)中所使用的高品位、不可再生能源所引起的資源環(huán)境問題也日益突出，必須開發(fā)一些合理有效的可再生能源以緩解目前的緊張局面。地?zé)?冷)能和

12、太陽能等可再生資源應(yīng)用于空調(diào)制冷，具有一定的優(yōu)勢,而且清潔無污染。地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量，包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作為冬季熱源和夏季冷源,是既可供暖又可制冷的新型中央空調(diào)系統(tǒng)。 4某研究所人工氣候室工程 4.1工程概況 某研究所人工氣候室工程，建筑四層，總建筑面積6150余平方米。以人工氣候室為主，部分為昆蟲標(biāo)本館。人工氣候室的溫度控制范圍在1238，控制精度為土1，濕度控制范圍在50%90%，控制精度為士5%，為恒溫恒濕工藝空調(diào)，并要求各人工氣候室可獨(dú)立控制溫濕度。昆蟲標(biāo)本館為舒適性空調(diào)。 4.2暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計 針對人工氣候室及昆蟲標(biāo)本館單體內(nèi)不同功能場所的不

13、同使用要求，不同的負(fù)荷特點(diǎn)，設(shè)計分別采用不同的冷熱源和空調(diào)系統(tǒng)：人工氣候室及昆蟲標(biāo)本館單體內(nèi)舒適性空調(diào)部分采用風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組。各人工光照培養(yǎng)室或氣候室均為全年冷負(fù)荷，設(shè)計采用熱回收型冷水機(jī)組。冷水機(jī)組水系統(tǒng)與熱泵水系統(tǒng)之間設(shè)連通管。 4.3暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計主要內(nèi)容 采用筒并聯(lián)熱回收冷水機(jī)組，將冷凝熱回收利用： （1）恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的再加熱，實(shí)現(xiàn)了能源的二次利用，改變了恒溫恒濕空調(diào)領(lǐng)域采用電加熱或其它能源進(jìn)行再加熱的歷史，極大地降低了恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的總能耗，節(jié)能顯著。 （2）部分房間設(shè)置地板采暖，相應(yīng)減少了供熱能耗，充分節(jié)能。人工光照氣候室的主要冷負(fù)荷是照明負(fù)荷，在運(yùn)行中，照明負(fù)荷變化很大，設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)，采用變頻控制，調(diào)節(jié)送風(fēng)量，節(jié)省風(fēng)機(jī)運(yùn)行電耗。冷水機(jī)組水系統(tǒng)設(shè)置了與熱泵冷熱水系統(tǒng)的連通管，在部分冷負(fù)荷時，可避免啟動熱泵機(jī)組，節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)行能耗。 4.4運(yùn)行效果 工程投入運(yùn)行以來，空調(diào)系統(tǒng)在各個季節(jié)使用效果良好。根據(jù)目前的規(guī)模，改造前全年運(yùn)行費(fèi)用將達(dá)600多萬元；現(xiàn)在350萬元。 5 結(jié)語 節(jié)能技術(shù)的開發(fā)及可再生能源的循環(huán)利用，應(yīng)當(dāng)?shù)玫秸扔嘘P(guān)部門的支持，并大力推廣。并且設(shè)計、施工、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)、