暖通空调系统能源的高效利用与节能


  【摘 要】本文分析了暖通空调节能的重要性、存在的问题以及节能措施与新技术的应用,希望能够对暖通空调的设计和使用提供一些借鉴和参考。
  【关键词】暖通空调;节能;重要性;问题;措施
  一、前言
  当前,建筑能耗的浪费是巨大的。其中空调系统占据建筑能耗的65%。面对能源紧张的局面,做好暖通空调的能源利用与节能显得非常重要。
  二、暖通空调节能设计的重要性
  随着我国社会经济的不断发展,在建筑设计中应用的能源数量不断增加,产生的能源消耗数量比例也不断加大。根据一定的统计结果发现,在发达国家,建筑能耗在总能耗中已经达到40%的比例,而我国某省的建筑能耗在该省总的能源消耗中也占到了27.8%的比例。在建筑能耗中,30%—60%的建筑能耗都是暖通空调系统的消耗,并且呈现出了逐年上升的趋势。这种状况,会激化我国能源的供求矛盾,不利于我国经济与社会的可持续发展。应用节能技术,可以有效的解决这些问题,降低20%—50%的空调系统能耗。所以,在建筑设计中应该重视对暖通空调系统的节能设计,以实现绿色建筑。
  三、暖通空调系统在节能方面存在的问题
  1、设计和管理暖通空调系统。暖通空调系统的设计和管理是暖通空调的关键,但在系统设计的过程中往往得不到设计者的足够重视,导致的后果就是不仅空调在建造时要花去大量的投资费用,在使用时还达不到节能的效果,造成大量能耗,严重超出了国家的标准和要求,根据统计,一些公共建筑的空调往往会占去建筑能源总消耗的一半以上,这一问题已经引起了政府职能部门的重视,纷纷采取措施加强了对空调设计与管理的投入,但在实际操作中,还应该加入技术部门的参与力度,通过专业水平较高的审查来对那些超出空调能源消耗的设计明令禁止。
  除此之外,结合空调系统设计者自身的状况来看,一些暖通空调的专业人员水平参差不齐,部分人员专业不对口或未经过专业培训,所以导致了再暖通空调系统的设计与管理过程中出现了诸多问题,并没法进行处理和解决。
  2、运行管理问题。拥有了一套良好的系统,但运行管理工作没有开展到位,同样毫无意义,据研究显示,同样一套系统由于运行管理不到位会造成能源消耗多一半左右,比如在一些单位的空调系统中,往往只开关机和冬夏转化等简单的操作,显然会因不符合实际需求而造成能源的浪费,这里我们需要强调的是运行管理人员的专业性和责任心,可以通过培训提高专业性,还要注意人员的综合素质修养。
  3、新系统的开发应用问题。新系统的新主要体现在方式,技术和可再生能源等几个方面,不仅可以提高空调舒适度,还能最大程度上减少能源的消耗。国家也非常重视新暖通空调系统的开发与应用,并形成了产业化的发展以实现对国家经济,能源,环境等多方面的推动。一些被我们熟知的可再生资源包括太阳能,地热能,等不仅有经济效益,还有很好的环境效益和社会效益,国家大力推动新能源的使用,将有助于暖通空调新系统的发展。但不可否认的是,新技术的发展并不是一帆风顺或完美无缺,其中很多技术难点和发展中存在的问题还需引起我们重视并在实践中去不断完善。
  4、公众理解观念问题。公众对暖通空调的理解观念主要集中在舒适上,公众理解的舒适即夏天越冷越好,冬天越热越好,而从专业的角度上来分析,对人体好的热舒适性不应降低人们对于环境的适应能力,也不能使人体的免疫力下降,公众的认识误差也在一定程度上增大了空调系统的能耗。
  5、节能设计方案缺乏评价。国家对于节能环保的重视程度提升催生了新技术的不断涌现,各种新技术有各自在节能方面的特色,也有各自在实际运行中的优势和不足,在面对新技术时,往往缺乏科学有效的评价机制,出于不同角度的评价也是评价的结果难以达成一致,一些错误的评价甚至会起到误导的作用,不利于新技术的进一步发展和创新。
  四、暖通空调节能技术分析
  1、蓄能空调技术的应用
  蓄能空调技术是我国建筑设计中,暖通系统节能设计的一项重要技术,包括蓄冷空调技术和蓄热空调技术。常规的蓄冷技术,主要是指水蓄冷空调和冰蓄冷空调,通过对介质温度的降低或者凝固,在介质中通过显热和潜热的形式实现对冷能的储存。主要设备包括蓄冷装置、自动控制系统、冷水主机、板式换热器和泵阀等。目前,我国的蓄热技术主要是利用电锅炉蓄热系统,主要的蓄热介质是水,不会排出有害气体,产生噪声和污染,具有较高的节能效果,产生的运行费用相对较低。
  2、热泵技术
  热泵技术是一种能从自然界中的空气、水、土壤中获取低品位热能,经过电力做功输出能用的高品位热能的技术。现在我国主要利用三种热泵技术,分别是水源热泵、地源热泵,以及空气源热泵。
  3、变流量技术
  现代建筑大量采用全水,空气一水空调系统方式,室内的冷、热负荷主要由制冷机提供的冷冻水和锅炉房提供的热水来承担。因此,空调水系统相当庞大和复杂,不仅需要复杂的管路和较大的设备投资,而且水泵要消耗较大的输送能量。一般空调水系统的输配用电,在冬季供暖期间约占整个建筑动力用电的20%~25%;夏季供冷期间约占12%~24%,因此水系统节能也具有重要意义。
  实践证明,通过对水系统进行节能控制,一级泵、二级泵系统实现变流量运行可以达到显著的节能效果。
  4、变风量技术
  变风量空调系统(VAV系统),是一种可根据室内负荷变化或室内要求参数的变化,自动调节空调系统送风量,从而使室内参数达到要求的全空气空调系统。VAV系统追求以较少的能耗来满足室内空气环境的要求,现在世界各地高档写字楼大量采用了VAV系统。
  5、低温送风空调技术
  建筑设计中的低温送风暖通空调节能技术,主要是指从空气的集中处理机组中送出具有较低温度的冷风,进入空调房间。其中,低温主要是相对于常规的暖通空调系统中的送风温度。一般情况下,常规暖通空调系统中从空气处理器中散发的空气温度,大约保持在10~15℃。但是,低温送风空调中所散发出的送风温度,基本上保持在4~10℃。因为低温送风可以降低暖通空调系统中的送风温度,所以有效的减少了空调系统中的送风量。在一定程度上,减小了空气出料口设备的尺寸和产生的电量能源消耗,降低了暖通空调设备的初始投资。