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摘要:本文从现实人类的生活环境出发,强调了环境变化对人类生活带来的影响,从而提出了节能环保技术在暖通空调中应用的重要性。
关键词:系统;环保节能;暖通空调
引言
随着人民生活水平的提高,我国建筑能耗总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已高达38%,其中采暖空调能耗约占建筑能耗的55%,占全社会能耗的20%。而空调作为耗能大户,与能源紧张局势特别是当前电力紧张局势的形成有着密切关系,空调的迅速普及,使其作为建筑能耗大户的地位日益突显。
1 暖通空调目的及其影响
1.1 暖通空调的目的
暖通空调的目标是为人们提供舒适的生活和生产室内热环境,主要包括:室内空气温度、空气湿度、气流速度以及人体与周围环境(包括四壁、地面、顶棚等)之间的辐射换热(简称环境热辐射)等。在一般的舒适性空调中,以能够使人体保持热平衡而满足人们的舒适感觉为目的;在恒温恒湿或有洁净要求的工艺性空调中,一切以满足生产工艺为目标。
1.2 暖通空调对人体健康的影响
据国外的一份调查报告显示,居民平均88%的时间在室内,7%的时间花费在交通上,5%的时间是在室外。就是说几乎每天在室内的时间是13 h。从这方面来说住宅的空气质量品质对人体的健康更加具有积极的意义。然而,由于建筑物的密闭性逐渐增加,建筑物装饰越来越多样化,从而导致室内污染物的滞留和增加。
2 影响暖通空调的因素
在房屋的建筑热工设计时,为了使房间内产生舒适的微气候,往往需要恰当地利用房屋围护结构的热特性以抵抗室外气候的变化。因此,围护结构在热工设计中是十分重要的,除此之外还有建筑规划设计、太阳辐射、空气温湿度等多方面。
2.1 围护结构对暖通空调的影响
围护结构包括外围护结构和内围护结构。外围护结构主要包括屋面、外墙和窗户(包括阳台门等);内围护结构主要包括地面、顶棚、内隔墙等。在采暖建筑中,围护结构的传热热损失占总的热损失的比例是较大的,以4 个单元6 层的砖墙、混凝土楼板的典型多层建筑为例:在某地区,通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的77%(其中外墙25%,窗户24%,楼梯间隔墙11%,屋面9%,陽台门下部3%,户门3%,地面2%),通过门窗缝隙的空气渗透热损失约占23%,在沈阳地区,通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的65%(其中外墙26%,窗户26%,屋面8%,阳台门下部1%,外门1%,地面3%),通过门窗缝隙的空气渗透热损失约占27%。由此可见,改善围护结构的热工性能对于暖通空调节能具有重要意义。
2.2 建筑规划对暖通空调的影响
建筑规划设计是建筑节能设计的重要方面,规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。以优化建筑的微气候环境,有利于节能,充分重视和利用太阳能冬季主导风向、地形和地貌,利用自然因素。节能规划设计就是分析构成气候的决定因素:辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利或不利影响,通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造,形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。
3 暖通空调的节能设计
空调系统的节能设计,应根据工程具体情况对空调运行季节进行全工况、全过程的分析,寻找出一个合理的方案,使空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理的运行,并为运行过程创造良好条件。
3.1 选择合适的冷热源在系统设计中对设备进行合理选配已成为空调节能的关键,合理配置中央空调系统的冷热源对节能与能源合理利用的意义非常重大。中央空调常见的冷热源配置方式有水冷冷水机组+锅炉、热泵型机组和溴化锂吸收式机组。
3.2 采用蓄冷系统各国用电状况都不同程度的存在着电负荷峰谷差较大的情况,在用电高峰时电力供应不足,而在低峰时电力供应过剩。在实施电力峰谷电价的地区,就可利用低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量,高电价时段再将冷量释放出来,这将对整个电力负荷的移峰填谷工作起很大作用。采用冰蓄冷系统能够产生良好的经济效益和社会效益。
3.3 采用变频系统变频技术在现代空调中的使用已成为必然趋势,它不仅能有效改良空调系统的工艺不足,还能大幅降低能耗,节省运行成本。采用变频技术的原因有:(1)设计者在选择设备时,通常留有一定的设计余量(20%~25%),实际上设备也极少在全负荷工况下运行,甚至从未全负荷运行过。(2)建筑物由于使用情况的变化(如出租率不高,建筑功能变化等),负荷也会发生相应变化。(3)建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而波动。通常空调设备只能按设计的额定功率运行,当负荷降低时,设备仍然按照额定功率全负荷输出运行,这就必然造成能量的浪费。如果我们能够使用变频技术使空调设备的输出功率随负荷的变化而变化,那么就可起到明显的节能效果。
4 发展可再生能源在暖通空调系统中的应用
当前,为了使空调系统向节能环保方面发展,科技工作者做了大量科研工作,采取了更加有效地措施和方法,例如:“太阳能技术”、“地源泵技术”、“蓄冷技术”、“热泵水源技术”等等。可再生能源具有资源丰富、不污染环境、清洁安全和资源可再生的优点。因此,在能源状况日益紧张的今天,大力推广可再生能源的应用具有十分重大的意义。
4.1 可再生能源在暖通空调系统中的应用形式可再生能源在暖通空调系统中的应用包括:太阳能的应用、自然通风的应用、地下水的应用、地热(冷)的应用、海洋能的应用等。
4.1.1 太阳能的应用,太阳能在暖通空调中的应用主要有:被动式和主动式,其中主动式主要包括:太阳能采暖和太阳能制冷2个方面。
4.1.1.1 太阳能采暖主动式太阳能采暖用电作为辅助能源,驱动用太阳能加热的水在管道中循环流动向房间供热。随着太阳能集热器的研制开发,具有工作温度高、承受压力大、耐冷热冲击和抗冰雹等优点的热管式真空管太阳能集热器使主动式太阳能采暖系统的应用成为可能。
4.1.1.2 太阳能制冷太阳能制冷主要包括太阳能压缩式制冷、太阳能吸收式制冷和太阳能吸附式制冷。太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能有效地转换成电能,再用电能去驱动压缩式制冷系统。以太阳能作为热源的吸收式制冷是利用太阳辐射热能驱动溴化锂—水溶液或氨—水溶液的吸收式制冷系统。太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷却器去掉,将太阳能集热器与吸附床合二为一,冷却功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成。
5 结语
随着空调应用的日益普及,空调领域作为耗能大户应从设计、运行等方面特别注意节能的问题,不断提高空调系统的节能设计水平、节能运行管理水平,采用各种节能措施降低空调系统的运行能耗和费用,改善空调系统的节能效果,并且要大力开发可再生能源在暖通空调系统中的应用,这对于节约能源、保护环境、促进国民经济的可持续发展都具有十分重要的意义。现今的空调的耗能是十分巨大的,个人应根据自己的情况从设计、运行等方面综合考虑节能性,从而达到提高空调系统的节能总体水平。环保节能技术使用在暖通空调系统中,可以很好的保护环境节约能源,从而在许多领域有广泛的应用,正在得以扩大和普及。只要暖通空调专业的工作者和能源环保工作者共同不懈努力,空调系统的节能降耗就可以做得更好。我相信随着国家对能源环保工作的重视,有关政策法规控制措施的逐步落实,将会迎来一个新能源、新环保的世界。
参考文献:
[1]林伟. 探讨暖通空调系统的节能方法[J].科技致富向导.2011
[2]李云. 浅谈暖通空调系统的节能问题[J].山西建筑.2003
[3]樊丽军.浅析加速建筑节能实施的有效措施[J].山西建筑.2011(14)
[4]董伟伟.暖通空调系统的节能方法[J].科技致富向导.2010(11)
关键词:系统;环保节能;暖通空调
引言
随着人民生活水平的提高,我国建筑能耗总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已高达38%,其中采暖空调能耗约占建筑能耗的55%,占全社会能耗的20%。而空调作为耗能大户,与能源紧张局势特别是当前电力紧张局势的形成有着密切关系,空调的迅速普及,使其作为建筑能耗大户的地位日益突显。
1 暖通空调目的及其影响
1.1 暖通空调的目的
暖通空调的目标是为人们提供舒适的生活和生产室内热环境,主要包括:室内空气温度、空气湿度、气流速度以及人体与周围环境(包括四壁、地面、顶棚等)之间的辐射换热(简称环境热辐射)等。在一般的舒适性空调中,以能够使人体保持热平衡而满足人们的舒适感觉为目的;在恒温恒湿或有洁净要求的工艺性空调中,一切以满足生产工艺为目标。
1.2 暖通空调对人体健康的影响
据国外的一份调查报告显示,居民平均88%的时间在室内,7%的时间花费在交通上,5%的时间是在室外。就是说几乎每天在室内的时间是13 h。从这方面来说住宅的空气质量品质对人体的健康更加具有积极的意义。然而,由于建筑物的密闭性逐渐增加,建筑物装饰越来越多样化,从而导致室内污染物的滞留和增加。
2 影响暖通空调的因素
在房屋的建筑热工设计时,为了使房间内产生舒适的微气候,往往需要恰当地利用房屋围护结构的热特性以抵抗室外气候的变化。因此,围护结构在热工设计中是十分重要的,除此之外还有建筑规划设计、太阳辐射、空气温湿度等多方面。
2.1 围护结构对暖通空调的影响
围护结构包括外围护结构和内围护结构。外围护结构主要包括屋面、外墙和窗户(包括阳台门等);内围护结构主要包括地面、顶棚、内隔墙等。在采暖建筑中,围护结构的传热热损失占总的热损失的比例是较大的,以4 个单元6 层的砖墙、混凝土楼板的典型多层建筑为例:在某地区,通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的77%(其中外墙25%,窗户24%,楼梯间隔墙11%,屋面9%,陽台门下部3%,户门3%,地面2%),通过门窗缝隙的空气渗透热损失约占23%,在沈阳地区,通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的65%(其中外墙26%,窗户26%,屋面8%,阳台门下部1%,外门1%,地面3%),通过门窗缝隙的空气渗透热损失约占27%。由此可见,改善围护结构的热工性能对于暖通空调节能具有重要意义。
2.2 建筑规划对暖通空调的影响
建筑规划设计是建筑节能设计的重要方面,规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。以优化建筑的微气候环境,有利于节能,充分重视和利用太阳能冬季主导风向、地形和地貌,利用自然因素。节能规划设计就是分析构成气候的决定因素:辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利或不利影响,通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造,形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。
3 暖通空调的节能设计
空调系统的节能设计,应根据工程具体情况对空调运行季节进行全工况、全过程的分析,寻找出一个合理的方案,使空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理的运行,并为运行过程创造良好条件。
3.1 选择合适的冷热源在系统设计中对设备进行合理选配已成为空调节能的关键,合理配置中央空调系统的冷热源对节能与能源合理利用的意义非常重大。中央空调常见的冷热源配置方式有水冷冷水机组+锅炉、热泵型机组和溴化锂吸收式机组。
3.2 采用蓄冷系统各国用电状况都不同程度的存在着电负荷峰谷差较大的情况,在用电高峰时电力供应不足,而在低峰时电力供应过剩。在实施电力峰谷电价的地区,就可利用低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量,高电价时段再将冷量释放出来,这将对整个电力负荷的移峰填谷工作起很大作用。采用冰蓄冷系统能够产生良好的经济效益和社会效益。
3.3 采用变频系统变频技术在现代空调中的使用已成为必然趋势,它不仅能有效改良空调系统的工艺不足,还能大幅降低能耗,节省运行成本。采用变频技术的原因有:(1)设计者在选择设备时,通常留有一定的设计余量(20%~25%),实际上设备也极少在全负荷工况下运行,甚至从未全负荷运行过。(2)建筑物由于使用情况的变化(如出租率不高,建筑功能变化等),负荷也会发生相应变化。(3)建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而波动。通常空调设备只能按设计的额定功率运行,当负荷降低时,设备仍然按照额定功率全负荷输出运行,这就必然造成能量的浪费。如果我们能够使用变频技术使空调设备的输出功率随负荷的变化而变化,那么就可起到明显的节能效果。
4 发展可再生能源在暖通空调系统中的应用
当前,为了使空调系统向节能环保方面发展,科技工作者做了大量科研工作,采取了更加有效地措施和方法,例如:“太阳能技术”、“地源泵技术”、“蓄冷技术”、“热泵水源技术”等等。可再生能源具有资源丰富、不污染环境、清洁安全和资源可再生的优点。因此,在能源状况日益紧张的今天,大力推广可再生能源的应用具有十分重大的意义。
4.1 可再生能源在暖通空调系统中的应用形式可再生能源在暖通空调系统中的应用包括:太阳能的应用、自然通风的应用、地下水的应用、地热(冷)的应用、海洋能的应用等。
4.1.1 太阳能的应用,太阳能在暖通空调中的应用主要有:被动式和主动式,其中主动式主要包括:太阳能采暖和太阳能制冷2个方面。
4.1.1.1 太阳能采暖主动式太阳能采暖用电作为辅助能源,驱动用太阳能加热的水在管道中循环流动向房间供热。随着太阳能集热器的研制开发,具有工作温度高、承受压力大、耐冷热冲击和抗冰雹等优点的热管式真空管太阳能集热器使主动式太阳能采暖系统的应用成为可能。
4.1.1.2 太阳能制冷太阳能制冷主要包括太阳能压缩式制冷、太阳能吸收式制冷和太阳能吸附式制冷。太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能有效地转换成电能,再用电能去驱动压缩式制冷系统。以太阳能作为热源的吸收式制冷是利用太阳辐射热能驱动溴化锂—水溶液或氨—水溶液的吸收式制冷系统。太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷却器去掉,将太阳能集热器与吸附床合二为一,冷却功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成。
5 结语
随着空调应用的日益普及,空调领域作为耗能大户应从设计、运行等方面特别注意节能的问题,不断提高空调系统的节能设计水平、节能运行管理水平,采用各种节能措施降低空调系统的运行能耗和费用,改善空调系统的节能效果,并且要大力开发可再生能源在暖通空调系统中的应用,这对于节约能源、保护环境、促进国民经济的可持续发展都具有十分重要的意义。现今的空调的耗能是十分巨大的,个人应根据自己的情况从设计、运行等方面综合考虑节能性,从而达到提高空调系统的节能总体水平。环保节能技术使用在暖通空调系统中,可以很好的保护环境节约能源,从而在许多领域有广泛的应用,正在得以扩大和普及。只要暖通空调专业的工作者和能源环保工作者共同不懈努力,空调系统的节能降耗就可以做得更好。我相信随着国家对能源环保工作的重视,有关政策法规控制措施的逐步落实,将会迎来一个新能源、新环保的世界。
参考文献:
[1]林伟. 探讨暖通空调系统的节能方法[J].科技致富向导.2011
[2]李云. 浅谈暖通空调系统的节能问题[J].山西建筑.2003
[3]樊丽军.浅析加速建筑节能实施的有效措施[J].山西建筑.2011(14)
[4]董伟伟.暖通空调系统的节能方法[J].科技致富向导.2010(11)