淺談暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的有效對(duì)策
摘 要：暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能就是在減少能源浪費(fèi)的同時(shí)，有效合理地利用能源，提高能源的利用率，并盡可能的開(kāi)發(fā)和利用可再生能源及新能源。本文主要談?wù)勁ǹ照{(diào)系統(tǒng)節(jié)能的一些有效對(duì)策。
關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)，節(jié)能 ，對(duì)策
前言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和生活水平的提高，暖通空調(diào)的應(yīng)用已得到普及。然而如何才能有效的控制暖通空調(diào)能源損耗，就成為我國(guó)目前亟待解決的問(wèn)題。我國(guó)實(shí)際上暖通空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗一般占整個(gè)建筑耗電量的50%以上，而且絕大多數(shù)空調(diào)處在低效下運(yùn)行，能源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。
一、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)存在的一些問(wèn)題
1.供暖方面
1)樓梯間散熱器立支管應(yīng)單獨(dú)設(shè)置
設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定。樓梯間或其他有凍結(jié)危險(xiǎn)的場(chǎng)所，其散熱器應(yīng)由獨(dú)立的立支管供熱，且不得裝設(shè)調(diào)節(jié)閥。然而，有的工程將樓梯間散熱器與相鄰房間散熱器共用一根立管，采用雙側(cè)連接，—側(cè)連接樓梯間散熱器，另一側(cè)連接鄰室房間散熱器。這就導(dǎo)致樓梯間一旦供暖發(fā)生故障，可能影響鄰室的供暖效果，甚至凍裂散熱器。
2)平衡閥的設(shè)置與口徑選擇存在問(wèn)題
空調(diào)冷凍水系統(tǒng)宜設(shè)置平衡閥，一般應(yīng)設(shè)在回水管上而有的工程新風(fēng)機(jī)組冷凍水供回水管上均設(shè)置了口徑與管徑相同的平衡閥。筆者認(rèn)為。供水管上不必設(shè)置平衡閥.僅在回水管上設(shè)置即可，平衡閥口徑應(yīng)通過(guò)校核計(jì)算確定。
2.空調(diào)設(shè)計(jì)方面
1)制冷機(jī)裝機(jī)容量偏大。目前在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，部分設(shè)計(jì)人員采用負(fù)荷指標(biāo)估算，致使制冷機(jī)裝機(jī)容量普遍偏大，造成初投資的很大浪費(fèi)，同時(shí)影響部分負(fù)荷下的冷機(jī)效率。
2)保溫材料選用不當(dāng)保溫材料的選擇應(yīng)考慮到使用壽命及使用場(chǎng)合，市場(chǎng)上的保溫材料品種很多但由于費(fèi)用與便于施工等原因，很多工程采用鋁箔玻璃棉保溫
鋁箔玻璃棉制品作為風(fēng)管的保溫材料效果還可以，因?yàn)轱L(fēng)管的表面溫度高。不易結(jié)露，但在施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)材料的容量及鋁箔膠帶的質(zhì)量加強(qiáng)控制，以保證材料的使用壽命和絕熱效果由于玻璃棉的吸水性太強(qiáng)，不適宜用于冷凍水管特別是立管的保溫。
3.新技術(shù)的推廣問(wèn)題
新技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，為節(jié)能提供了一個(gè)新的方向。例如地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、太陽(yáng)能制冷供熱系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)可再生能源的有效利用，并且可以帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，是值得大力推廣的。但是同任何新技術(shù)一樣，這些新技術(shù)在造價(jià)上往往偏高，而使用的地域條件有一定的限制，并且從技術(shù)上講還存在著許多需要改進(jìn)提高的地方。因此，對(duì)于新的節(jié)能技術(shù)，我們應(yīng)當(dāng)因地制宜，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積極推廣。
二、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)
1.排風(fēng)余熱回收技術(shù)
夏季，空調(diào)的排風(fēng)溫度低于室外新風(fēng)溫度，室內(nèi)含濕量也低于室外新風(fēng)含濕量。利用熱回收裝置對(duì)排風(fēng)和新風(fēng)進(jìn)行熱交換，可以降低新風(fēng)溫度和濕度。冬季，排風(fēng)溫度高于室外新風(fēng)溫度，排風(fēng)含濕量高于室外新風(fēng)含濕量，熱回收裝置可以預(yù)熱和加濕新風(fēng)。具體做法：在排風(fēng)出口安裝熱交換器，排風(fēng)和新風(fēng)分別通過(guò)各自的通道進(jìn)行間接接觸換熱;利用排風(fēng)余熱來(lái)預(yù)熱新風(fēng)(或者利用余冷來(lái)預(yù)冷新風(fēng))，從而達(dá)到回收排風(fēng)余熱的目的。目前可以采用的熱回收設(shè)備分為顯熱回收型和全熱回收型兩種。
2.建筑熱電冷三聯(lián)供技術(shù)
當(dāng)天然氣為城市中主要的一次能源時(shí)，與簡(jiǎn)單的直接燃燒相比，先由燃?xì)獍l(fā)電，再用發(fā)電后的余熱供熱和制冷，可獲得更高的能量利用率。這種方式通過(guò)大型建筑自行發(fā)電，解決用電負(fù)荷，提高了用電的.可靠性，減少了長(zhǎng)途輸電損失。
同時(shí)以余熱的方式解決了供熱和空調(diào)的能源問(wèn)題。對(duì)于全年存在穩(wěn)定的電負(fù)荷和穩(wěn)定的熱負(fù)荷或冷負(fù)荷的建筑，這種方式具有較高的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)性。
3.熱泵技術(shù)
通過(guò)壓縮機(jī)的工作從這些熱源中吸取其中蘊(yùn)藏著的大量較低溫度的低品位熱能。并將其溫度提高后再傳給高溫?zé)嵩础?/p>
熱泵技術(shù)有三大優(yōu)勢(shì)：1)它能長(zhǎng)期大規(guī)模地利用江河湖海、城市污水、工業(yè)污水、土壤或空氣中的低溫?zé)崮埽梢园焉a(chǎn)和生活中棄之不用的低溫?zé)崮芾闷饋?lái);2)它是目前最節(jié)省一次能源(即煤、石油、天然氣等)的供熱系統(tǒng).用少量不可再生的能源將大量的低溫?zé)崃刻嵘秊楦邷責(zé)崃浚?)它在一定條件下可以逆向使用，既可供熱也可用以制冷.即一套設(shè)備兼作熱源和冷源。熱泵技術(shù)由于能有效地降低一次能源消耗，因而可以減少CO2氣體和其它燃燒產(chǎn)生的污染物的排
放.是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能新技術(shù)。理論和大量的應(yīng)用實(shí)踐都說(shuō)明。熱泵技術(shù)具有很好的節(jié)能效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。
三、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的有效對(duì)策
1.空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的節(jié)能措施
由于空調(diào)水系統(tǒng)的輸配用電占空調(diào)能耗比重較大,水系統(tǒng)設(shè)計(jì)節(jié)能應(yīng)注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題:①應(yīng)對(duì)每個(gè)水環(huán)路進(jìn)行水力平衡計(jì)算,對(duì)壓差相差懸殊的回路采取有效措施,如采用同程系統(tǒng)、采用平衡閥等措施進(jìn)行控制;②避免大流量、小溫差的現(xiàn)象,設(shè)計(jì)中供、回水溫差一般取5℃,但經(jīng)實(shí)測(cè),夏季冷凍水回水溫差較好的為3.5℃,較差的只有1.5～2℃,造成實(shí)際水流比設(shè)計(jì)水量大1.5倍以上,使水泵電耗大大增加,故設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)認(rèn)真校對(duì)和計(jì)算空調(diào)水系統(tǒng)相關(guān)系數(shù),切實(shí)落實(shí)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求值。
根據(jù)計(jì)算的負(fù)荷大小選擇與設(shè)計(jì)容量相同的機(jī)組,不要選用容量過(guò)大的主機(jī)。容量過(guò)大的主機(jī)不能全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),既增加設(shè)備的投資,又浪費(fèi)運(yùn)轉(zhuǎn)能耗。選擇水泵應(yīng)按設(shè)計(jì)值查找水泵的特性曲線(xiàn)選定水泵型號(hào),而不能按銘牌數(shù)據(jù)確定。
優(yōu)化空調(diào)機(jī)組和末端設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)中注意選用重量輕,噪聲少,單位風(fēng)機(jī)功率供冷(熱)量大的機(jī)組。空調(diào)機(jī)組應(yīng)該選用風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓匹配合理,漏風(fēng)量少,空氣輸送系數(shù)大的機(jī)組。
根據(jù)容量大小盡量選擇能效比高的機(jī)組。如螺桿式、離心式冷水機(jī)組等,此類(lèi)制冷機(jī)組的能效比一般都在4.5～5.8之間。應(yīng)用變頻技術(shù)。隨著自控技術(shù)的發(fā)展,各種類(lèi)型的冷水機(jī)組及水泵都有較完善的自動(dòng)控制調(diào)節(jié)裝置,能隨負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行狀況,保持高效率運(yùn)行。針對(duì)空調(diào)控制系統(tǒng)的特點(diǎn),再加上電力電子技術(shù)及微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,變頻器的應(yīng)用日益廣泛,因此在空調(diào)控制系統(tǒng)中采用變頻技術(shù)也是不可避免的。這就給我們提供了一種既能達(dá)到控制要求又能節(jié)約能源的方法。
2.空調(diào)系統(tǒng)施工方面的節(jié)能措施
加強(qiáng)保溫的嚴(yán)密性及完整性。空調(diào)系統(tǒng)輸送介質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)外溫差較大,如保溫效果差,則會(huì)導(dǎo)致失溫嚴(yán)重。保溫材質(zhì)的傳熱系統(tǒng)大小及保溫層是否受損壞會(huì)
對(duì)系統(tǒng)的能源損耗影響較大。空調(diào)設(shè)備和管道的保溫質(zhì)量,對(duì)于節(jié)省能量消耗、降低運(yùn)行費(fèi)用也是相當(dāng)重要的。如果保溫效果不好或在維修后保溫層修復(fù)不好,不但過(guò)多地消耗了冷量,也會(huì)由于所供冷水溫度的過(guò)大溫升致空調(diào)系統(tǒng)在對(duì)空氣的處理過(guò)程中因無(wú)法保證其機(jī)器露點(diǎn)而使空調(diào)房間相對(duì)濕度超標(biāo)。
減少系統(tǒng)的阻力損失和杜絕管網(wǎng)堵塞。施工過(guò)程注意做好管網(wǎng)的綜合布局,減少管網(wǎng)的局部阻力及沿程阻力。在管網(wǎng)安裝時(shí)注意防止雜物進(jìn)入管網(wǎng)以防堵塞,在系統(tǒng)沖洗時(shí)做到符合施工驗(yàn)收規(guī)范要求。
3.調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理方面的節(jié)能措施
一個(gè)高效的運(yùn)行管理制度對(duì)建筑節(jié)能將起著關(guān)鍵的作用,如果管理不善,將會(huì)造成能源較大地浪費(fèi)。空調(diào)運(yùn)行管理的節(jié)能措施有: 第一,實(shí)行空調(diào)操作人員持證上崗制度。目前社會(huì)上進(jìn)行空調(diào)運(yùn)行管理的人員存在空調(diào)專(zhuān)業(yè)知識(shí)不強(qiáng)的現(xiàn)象,對(duì)各項(xiàng)調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實(shí)施造成不少的影響。因此加強(qiáng)對(duì)空調(diào)操作人員的培訓(xùn),提高管理人員素質(zhì),實(shí)行空調(diào)操作人員持證上崗。 第二,不連續(xù)工作的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng),盡可能的縮短預(yù)冷的時(shí)間,并且在預(yù)冷時(shí)采用循環(huán)風(fēng),不引入新風(fēng)。人員數(shù)量變化比較大的系統(tǒng),最熱月和最冷月的新風(fēng)量應(yīng)該根據(jù)室內(nèi)的CO2濃度檢測(cè)器,自動(dòng)控制新風(fēng)人口閥門(mén),調(diào)節(jié)新風(fēng)量。 第三,當(dāng)過(guò)渡季節(jié)中室內(nèi)有冷負(fù)荷時(shí),應(yīng)盡量采用室外新風(fēng)的自然冷卻能力,節(jié)省人工冷源的冷量。根據(jù)季節(jié)的變換,合理設(shè)置被控制房間的溫度,避免夏季室內(nèi)過(guò)冷,冬季室內(nèi)過(guò)熱的現(xiàn)象。 第四,加強(qiáng)日常和定期對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的維護(hù)。運(yùn)行管理人員應(yīng)經(jīng)常檢查自控設(shè)備和儀表,并對(duì)儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)行記錄,根據(jù)儀表數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行存在的問(wèn)題,保證系統(tǒng)正常運(yùn)作。
四、實(shí)例分析
下面是北京工業(yè)大學(xué)體育館空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)情況：
1.工程概況：北京工業(yè)大學(xué)體育館為2008年北京奧運(yùn)會(huì)羽毛球和藝術(shù)體操比賽館，坐落在北京東南四環(huán)邊北京工業(yè)大學(xué)校園內(nèi)，體育館共4層，主要用途為主體育館、熱身館及附屬辦公室、接待大廳等，主體育館觀(guān)眾席區(qū)固定座位5480個(gè)，活動(dòng)座位2028個(gè)，設(shè)全年舒適性空調(diào)系統(tǒng)。
2.室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)(見(jiàn)表1)
3.空調(diào)系統(tǒng)冷熱源
全館空調(diào)系統(tǒng)總冷負(fù)荷為4000 kW，總熱負(fù)荷為3500kW，冬、夏季冷熱源采用地源熱泵螺桿式制冷機(jī)組，裝機(jī)容量為2臺(tái)制冷量1410 kW，1臺(tái)制冷量1080kw;冬季供暖梯級(jí)利用地?zé)峋哪芰浚∠丝照{(diào)系統(tǒng)的冷卻塔，體現(xiàn)了綠色奧運(yùn)與科技奧運(yùn)的宗旨。
4.空調(diào)系統(tǒng)方式
觀(guān)眾席比賽大廳采用全空氣式空調(diào)系統(tǒng)，觀(guān)眾席區(qū)共設(shè)12個(gè)全空氣空調(diào)系
統(tǒng)，分別設(shè)置于首層、2層、3層的8個(gè)空調(diào)機(jī)房，夏季送風(fēng)溫度為20℃。回風(fēng)由百葉經(jīng)回風(fēng)管至組合式空氣處理機(jī)的混風(fēng)箱，回風(fēng)與新風(fēng)混合后，進(jìn)入空氣處理機(jī)，經(jīng)過(guò)濾、降焓除濕(冬季加濕)后，再與二次回風(fēng)混合后，經(jīng)送風(fēng)管送至固定座椅下部送風(fēng)靜壓箱，用座椅可調(diào)旋流式風(fēng)口經(jīng)階梯側(cè)面送至空調(diào)區(qū)域，5480個(gè)固定座位裝設(shè)了9 100個(gè)SD型可調(diào)旋流式風(fēng)口，每個(gè)風(fēng)口送風(fēng)量為60----70 1113/h，平均每個(gè)座位送風(fēng)量為99 m3/h，因而送風(fēng)口數(shù)量比固定座位數(shù)量多3620個(gè);樓座空調(diào)系統(tǒng)回風(fēng)口設(shè)在樓座后部側(cè)墻上，下部座位空調(diào)系統(tǒng)回風(fēng)口設(shè)在下部座位與樓座之間的側(cè)墻上。為適應(yīng)運(yùn)行的節(jié)能，樓座與下部座位空調(diào)系統(tǒng)分開(kāi)設(shè)置。過(guò)渡季通過(guò)調(diào)節(jié)新、回風(fēng)電動(dòng)多葉調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行。比賽場(chǎng)地通過(guò)座位送風(fēng)氣流的涌流來(lái)達(dá)到空調(diào)降溫的目的。座椅旋流式送風(fēng)口出口風(fēng)速≤0.2m/s，觀(guān)眾席人員活動(dòng)區(qū)域及比賽區(qū)域風(fēng)速不超過(guò)0.2 m/s，完全符合設(shè)計(jì)規(guī)范和體育工藝的要求，滿(mǎn)足了羽毛球及藝術(shù)體操比賽及人體舒適度對(duì)風(fēng)
速的要求。
空調(diào)送口風(fēng)氣流剖面圖
5.空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
空調(diào)水系統(tǒng)采用兩管制同程式系統(tǒng)，夏季供冷，冬季供暖，冬夏季冷熱源由地源熱泵螺桿制冷機(jī)組供給;供暖梯級(jí)利用地?zé)峋哪芰浚锤鶕?jù)室內(nèi)熱負(fù)荷通過(guò)板式換熱器直接供熱或由地源熱泵螺桿制冷機(jī)組供熱，節(jié)省了能源，地?zé)崴c空調(diào)系統(tǒng)冷水通過(guò)板式換熱器分隔，地?zé)崴炕毓啵嬲w現(xiàn)綠色奧運(yùn)與科技奧運(yùn)的宗旨。
6.排煙設(shè)計(jì)
根據(jù)《北京工業(yè)大學(xué)體育館消防性能化設(shè)計(jì)報(bào)告》及《北京市公安消防局消防設(shè)施設(shè)計(jì)防火審核意見(jiàn)書(shū)[京]消奧審(2005)第012號(hào)》，比賽大廳采用機(jī)械排煙系統(tǒng)，排煙口均布在比賽大廳頂部，總排煙量為250000 m3/h，機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)利用空調(diào)系統(tǒng)JKl—1～4的回風(fēng)管補(bǔ)風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)量為排煙量的50%。
結(jié)語(yǔ)
總之，暖通空調(diào)的能耗在國(guó)民經(jīng)濟(jì)總能耗中所占比重越來(lái)越大，所以開(kāi)發(fā)暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的有效措施，加快新能源的開(kāi)發(fā)，以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)控制的需要，最后達(dá)到暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的最大化，促進(jìn)我國(guó)節(jié)能減排工作的進(jìn)程。
參考文獻(xiàn)
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