【摘要】環(huán)保節(jié)能是近年來一個熱門話題,近年來,空調(diào)在家用住宅、酒店賓館、商場、辦公場所等各種建筑中被廣泛的使用,空調(diào)節(jié)能也隨之成為社會普遍關(guān)注的話題。本文在暖通空調(diào)健康性、影響因素、節(jié)能設(shè)計,尤其是可再生能源在暖通空調(diào)中的應用方面,對于如何發(fā)展暖通空調(diào)新技術(shù)提出了一些見解。
【關(guān)鍵詞】環(huán)保節(jié)能;暖通空調(diào);可再生能源
一、前言
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們的生活水平得到了很大的提高,人們對辦公環(huán)境和居住環(huán)境的要求也日益提高。暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠有效地改善人們的辦公居住環(huán)境,使其更加符合人們對環(huán)境環(huán)保舒適的要求。暖通空調(diào)系統(tǒng)的應用在很大程度上改善了人們的生活條件,提高了居民的生活品質(zhì)與居住舒適度,但同時暖通空調(diào)系統(tǒng)也帶來了巨大的能源消耗,并對自然生態(tài)環(huán)境造成了一定的影響??照{(diào)作為耗能大戶,與能源緊張局勢特別是當前電力緊張局勢的形成有著密切關(guān)系,空調(diào)的迅速普及,使他作為建筑能耗大戶的地位日益突顯。空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能已是當務之急,意義重大而深遠,降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗對于減少建筑系統(tǒng)的能耗、緩解當前電力緊張局勢、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率等方面都有著非常重要的意義。
二、影響暖通空調(diào)的因素
在房屋的建筑熱工設(shè)計時,為了使房間內(nèi)產(chǎn)生舒適的微氣候,往往需要恰當?shù)乩梅课輫o結(jié)構(gòu)的熱特性以抵抗室外氣候的變化。因此,圍護結(jié)構(gòu)在熱工設(shè)計中是十分重要的,除此之外還有建筑規(guī)劃設(shè)計、太陽輻射、空氣溫濕度等多方面。
1.圍護結(jié)構(gòu)對暖通空調(diào)的影響
圍護結(jié)構(gòu)包括外圍護結(jié)構(gòu)和內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)。外圍護結(jié)構(gòu)主要包括屋面、外墻和窗戶(包括陽臺門等);內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)主要包括地面、頂棚、內(nèi)隔墻等。在采暖建筑中,圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失占總的熱損失的比例是較大的,以4個單元6層的磚墻、混凝土樓板的典型多層建筑為例:在北京地區(qū),通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占全部熱損失的77%,通過門窗縫隙的空氣滲透熱損失約占23%,在沈陽地區(qū),通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占全部熱損失的65%,通過門窗縫隙的空氣滲透熱損失約占27%。由此可見,改善圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能對于暖通空調(diào)節(jié)能具有重要意義。
2.建筑規(guī)劃對暖通空調(diào)的影響
建筑規(guī)劃設(shè)計是建筑節(jié)能設(shè)計的重要方面,規(guī)劃節(jié)能設(shè)計應從建設(shè)選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、冬季季風主導方向、太陽輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面進行研究。以優(yōu)化建筑的微氣候環(huán)境,有利于節(jié)能,充分重視和利用太陽能冬季主導風向、地形和地貌,利用自然因素。節(jié)能規(guī)劃設(shè)計就是分析構(gòu)成氣候的決定因素:輻射因素、大氣環(huán)流因素和地理因素的有利、不利影響,通過建筑的規(guī)劃布局對上述因素進行充分利用、改造,形成良好的居住條件和有利于節(jié)能的微氣候環(huán)境。
三、暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計
空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計,應根據(jù)工程具體情況對空調(diào)運行季節(jié)進行全工況、全過程的分析,尋找出一個合理的方案,使空調(diào)系統(tǒng)在不同的室外氣象參數(shù)或室內(nèi)狀況下都能經(jīng)濟合理的運行,并在運行過程中創(chuàng)造良好條件。
1.選擇合適的冷熱源
在系統(tǒng)設(shè)計中對設(shè)備進行合理選配已成為空調(diào)節(jié)能的關(guān)鍵,合理配置中央空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源對節(jié)能與能源合理利用的意義非常重大。中央空調(diào)常見的冷熱源配置方式有水冷冷水機組十鍋爐、熱泵型機組和溴化鋰吸收式機組。第一種冷熱源在設(shè)計工況下的能效比較高,一般為3.7~5;第二種冷熱源即熱泵型機組,夏季制冷,冬季制熱。在設(shè)計工況下,其能效比較水冷機組要低,僅達到3左右,但其具有良好的節(jié)能和環(huán)保效果;中央空調(diào)的另一種冷熱源為溴化鋰吸收式機組,這類機組的能效比(制冷量/消耗的熱量)比較低,節(jié)電不節(jié)能,適用于有廢熱和余熱的地方。
2.采用蓄冷系統(tǒng)
一般晚上定點以后,電價低廉,就可以采用冰冷空調(diào)。此種空調(diào)正是在夜間電價低廉時,開啟一部分制冷機組進行制冰,并儲存總能量。在白天電價較貴的用電高峰期,再進行融冰用以提供低溫水,釋放出所儲存的能量,用以應對大量的用電需求,這樣的方式能夠有效降低用電成本。
3.采用變頻系統(tǒng)
變頻節(jié)能技術(shù)是在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應用的節(jié)能技術(shù)之一。由于變頻節(jié)能技術(shù)具備眾多的優(yōu)點,被廣泛應用在各個領(lǐng)域。在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應用變頻節(jié)能技術(shù),可以使暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗最大程度的降低,運行模式也可以根據(jù)實際需要進行靈活地選擇,有利于節(jié)約空調(diào)的運行成本。還能夠使暖通空調(diào)系統(tǒng)得到優(yōu)化和完善,從而在最大程度上彌補系統(tǒng)存在的不足。
四、可再生能源在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應用
當前,為了使空調(diào)系統(tǒng)向節(jié)能環(huán)保方面發(fā)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:“太陽能技術(shù)”、“地源泵技術(shù)”、“蓄冷技術(shù)”、“熱泵水源技術(shù)”等等??稍偕茉淳哂匈Y源豐富、不污染環(huán)境、清潔安全和資源可再生的優(yōu)點。因此,在能源狀況日益緊張的今天,大力推廣可再生能源的應用具有十分重大的意義。
可再生能源在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應用包括:太陽能的應用、自然通風的應用、地下水的應用、地熱(冷)的應用、海洋能的應用等。太陽能在暖通空調(diào)中的應用主要有:被動式和主動式,其中主動式主要包括:太陽能采暖和太陽能制冷2個方面。自然風的供冷是可再生能源在暖通空調(diào)應用中的重要組成部分。當室外空氣的焓值和溫度低于室內(nèi)時,在供冷期內(nèi)就可以利用室外風所帶有的自然冷量來全部或部分滿足室內(nèi)冷負荷的需要。通常,這種情況出現(xiàn)在供冷期的過渡季和夜間,可采用的方法為新風直接供冷和夜間通風蓄冷。
1.暖通空調(diào)的目的
安裝暖通空調(diào)的目的是對室內(nèi)工作和生活環(huán)境的舒適度進行調(diào)整。其作用主要為了調(diào)整空氣的溫度與濕度、氣流速度和潔凈度等。為人們提供舒適的生活和生產(chǎn)室內(nèi)熱環(huán)境,主要包括:室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、氣流速度以及人體與周圍環(huán)境(包括四壁、地面、頂棚等)之間的輻射換熱(簡稱環(huán)境熱輻射)等。在一般的舒適性空調(diào)中,以能夠使人體保持熱平衡而滿足人們的舒適感覺為目的;在恒溫恒濕或有潔凈要求的工藝性空調(diào)中,重要的是以滿足生產(chǎn)工藝為標準。
2.暖通空調(diào)對人體健康的影響
由于建筑物的密閉性普遍的增強,裝修的工序越來越繁瑣,從而致使室內(nèi)污染物的大量增加并且停留時間也相應延長。據(jù)國外的一份調(diào)查報告顯示,居民平均88%的時間在室內(nèi),7%的時間花費在交通上,5%的時間是在室外。就是說幾乎每天在室內(nèi)的時間是13h。從這方面來說住宅的空氣質(zhì)量品質(zhì)對人體的健康更加具有積極的意義。然而,由于建筑物的密閉性逐漸增加,建筑物裝飾越來越多樣化,從而導致室內(nèi)污染物的滯留和增加,例如:煙霧、病毒及從家具、地毯和油漆中散發(fā)的多種危險化學物質(zhì),加上新風量的明顯不足,空氣重復循環(huán),會造成室內(nèi)空氣質(zhì)量品質(zhì)嚴重下降,空調(diào)房間的空氣污染物指標會遠遠超過國家安全標準。
六、結(jié)束語
隨著全球變暖現(xiàn)象的日益加劇,空調(diào)應用日益普及,而空調(diào)作為耗能大戶,應從設(shè)計、運行等方面特別注意節(jié)能的問題,不斷提高空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計水平、節(jié)能運行管理水平,采用各種節(jié)能措施降低空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗和費用,改善空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果,并且要開發(fā)可再生能源在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應用,這對于節(jié)約能源、保護環(huán)境、促進國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。
參考文獻:
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