关于暖通空调系统节能设计的研究与思考


  摘要:暖通空调系统节能设计有着相当重要的作用,节能技术的开发和运用是暖通空调系统设计发展的必然要求和方向。因此要结合实际,节约能源,促进我国经济的可持续发展。
  关键词:暖通空调;节能设计;能耗
  前言
  近年来,我国暖通空调行业快速发展,市场竞争日益激烈,暖通空调系统的节能设计、新技术和节能材料应用已经成为发展趋势,但是我国传统的暖通空调行业在自主创新、技术研发等方面相对比较薄弱,资金和技术投入明显不足。仍然需要在暖通空调的节能设计环节上给予更多的关注。
  1暖通空调领域能耗
  1.1暖通空调能耗
  国民生产总值增长率维持在12%,而我国的能源增长率只有4%―5%,这说明了能源的发展往往滞后于经济的发展,建筑节能是建筑发展的基本趋势,暖通空调领域也已经受到这种趋势的影响,暖通空调系统中的节能针对不同地区的能源特点和空调要求发展有所不同。由于现有的暖通空调系统都是不可再生能源,所以要分析暖通空调负荷产生的原因及影响因素,并提出解决问题的方法。
  1.2暖通空调能耗的组成
  暖通空调能耗占建筑能耗的60%,建筑节能工作的重点应该是暖通空调的节能,暖通空调系统的能耗主要决定于空调冷、热负荷的确定和空调系统的主要配置,空调系统的布置是以空调负荷为依据的,所以暖通空调节能应该从这个方面着手,合理布置建筑物的形状及材料等,以达到减少空调负荷的目的。
  2建筑暖通空调设计中的关键环节控制
  2.1冷热负荷设计的控制
  对建筑暖通空调所涉及的冷热性能参数进行设计和计算,只有通过系统化的计算,才能选择合理的系统。当然,建筑暖通空调系统中冷热负荷设计的效果对建筑暖通空调系统的设计具有直接影响。冷热负荷过大的问题一直都是我国建筑暖通空调系统设计中遇到的问题,因而降低建筑暖通空调系统的冷热负荷能耗对于提高其节能性能就显得至关重要。
  2.2建筑暖通空调水系统的设计
  我国建筑暖通空调系统之所以不能达到节能环保的要求主要原因是其水使用量过大,这对空调系统的节能设计具有严重的影响。对于我国大部分的建筑暖通空调系统而言,其水系统的使用能耗都是处于能耗过大的状态。尤其是随着人们环保意识加强,人们对建筑暖通空调系统设计的节能要求也逐渐提高,但是,水系统导致的暖通空调系统能耗过大始终是总体能耗过大的主要因素之一,因而建筑暖通空调系统中过高的水消耗量将不能满足现代化人们环保理念的需要。
  2.3合理选择暖通空调系统的设计参数
  确定建筑暖通空调的设计参数首先应该考虑到建筑物的稳定,从而确定最佳参数值。由于建筑暖通空调系统的能耗大小还会影响建筑物室内的环境,因而要合理地选择建筑暖通空调系统的设计参数。因此,设计合理的系统参数对提高暖通空调的使用性能显得非常重要。
  2.4建筑暖通空调系统中风系统的节能设计
  由于不同建筑物对湿度和温度有不同的要求,因而建筑暖通空调的风系统设计应该考虑建筑物的实际需要。当然,对于面积比较大的建筑,暖通空调的风系统就应该选择全空气空调模式。一个建筑物内,不同区域的冷热负荷值也有很大的区别,因而需要根据不同区域的温度设计不同的风系统参数。建筑暖通空调系统中风系统的负荷参数是建筑暖通空调系统节能设计非常重要的因素,应该确定建筑暖通空调系统的总风量,从而提高系统的节能性能。
  2.5冷热源的节能选择
  在建筑暖通空调系统的冷热源设计时,我们一般采用集中换热设备作为冷热源。当然,建筑暖通空调冷热源的参数设计还需要综合考虑建筑物的功能性质、能源结构和建筑物的实际使用情况等因素。节能要求比较高的设计中,冷热源的选择一般需要满足以下几个方面的要求,第一,优先选择外界的发电系统作为供热系统,加强建筑暖通空调优先选择能够加强建筑暖通空调热能技术的应用。第二,热源可以选择当地工厂的余热,以提高对热能的利用效率。第三,热源可以选择低热源作为供水热源。当然,当建筑暖通空调安装所在地没有集中热源时,对于热负荷比较小的建筑物而言,可以考虑通过电力热泵机组供热。同时,我们在设计建筑暖通空调时,一定要注意建筑暖通空调的热源不能选择电热水器作为供热设备。
  2.6可再生能源的应用
  随着人们对绿色环保要求的逐渐增大,可再生能源的应用也越来越广泛。首先,自然风的应用。一般的空调系统,暖通空调将会消耗更多的电能;而自然风的应用是可再生能源在建筑暖通空调应用中的重要组成部分。由于自然风的应用,自然风能够为建筑提供其所需要的能量,这样既节约了能源也保护了环境。
  其次,太阳能的应用。太阳能在暖通空调设计中的应用主要包括太阳能采暖和太阳能制冷两个方面。随着太阳能技术的发展及其应用的不断普及,太阳能技术在暖通空调设计中也得到了广泛的应用。同时,由于太阳能技术具有工作温度高、承受压力大和耐冷热冲击等优良性能,这也给太阳能技术在暖通空调中的应用提供了基础。
  地源热泵的应用,地下水由于地层的隔热作用,其受气温影响很小。在暖通空调中,有些地下水可以直接作为冷源,更是热泵良好的低位热源。地源/水源热泵空调是以水为载体,通过地源热泵机组系统,通过热泵原理,冬季将地温热能(地下水或土壤热能)传递转移到需供暖的建筑物内部,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特点, 是环保、节能、“零”污染、“零”排放的一种空调设备。它具有如下特点:(1)节能30%~60%;(2)高效、环保;(3)冬、夏两用;(4)寿命高达二十五年;(5)降低投资风险,节省初投资。但,在利用地下水的过程中,需要注意的问题:a.要有可靠的回灌技术;b.注意地下水水质,不合格的地下水使井加速老化。