摘 要:隨著國民經(jīng)濟的的不斷發(fā)展,人們對居住環(huán)境的要求也不斷提高。暖通工程作為建筑的重要組成部分,是保證室內舒適度的關鍵設施,但同時也是建筑耗能中的主要組成部分。而科學合理的節(jié)能技術應用是保證建筑舒適度和降低能耗的重要保證。文章介紹了建筑暖通工程的一些節(jié)能設計技術,對以后類似的工程施工具有一定的指導價值。
關鍵詞:暖通工程;節(jié)能技術;分析
1 概述
隨著“節(jié)能環(huán)?!薄翱沙掷m(xù)發(fā)展”等觀念日益深入人心,依靠燃煤提供的熱力已越來越受到限制。而作為高耗能的建筑業(yè)首當其沖,這就要求建筑在不降低人們生活質量的前提下,在節(jié)能領域中有一些作為。和發(fā)達國家相比,我國單位建筑耗能約為歐美等國的三倍。所以,加強建筑暖通工程中節(jié)能技術的應用,對以后我國建筑行業(yè)的順利發(fā)展意義重大。
2 暖通工程中的節(jié)能技術分析
從目前來看,應用到暖通空調系統(tǒng)中的節(jié)能技術主要包括以下幾種:蓄能空調技術、變頻技術、可調風量和流量技術、熱泵技術、低溫送風技術等。同時,加強建筑圍護結構的隔熱性能也是降低建筑能耗的重要途徑。下面幾類常見技術進行介紹分析。
2.1 蓄能空調技術分析
蓄能空調技術是目前建筑設計中應用較為廣泛的節(jié)能技術,該技術包括蓄冷和蓄熱兩個方面。在蓄冷技術中,主要是水蓄冷和冰蓄冷兩種手段,其原理相同,都是在介質中通過顯熱或潛熱的形式來達到儲存冷能的目的。冰蓄冷所需的介質體積比水蓄冷要小,且溫度恒定,波動較小,但運行成本較高。蓄能空調技術的主要設備組成有蓄能裝置、控制系統(tǒng)、主機、換熱器等。蓄熱技術則主要依賴于電鍋爐系統(tǒng),考慮到成本、環(huán)保等因素,蓄熱的介質一般選用自來水[1]。
2.2 熱泵技術分析
熱泵技術是近年來備受矚目的新能源,其本質原理是從自然界中(包括空氣、土壤、水等)獲得低品位熱能,之后經(jīng)過處理后轉換為能被人們利用的高品位熱能。目前,熱泵技術的主要種類有地源熱泵、水源熱泵和空氣熱泵,其運行原理是一樣的。下面介紹一下地源熱泵技術的工作過程[2]。
地源熱泵系統(tǒng)通常埋設在地下15-20m區(qū)域,這個區(qū)域溫度常年保持在20℃左右。在夏季,系統(tǒng)按冷工況運行,地下埋管將溫度較低的水(或其他介質)輸送到冷凝器中,之后經(jīng)過冷卻處理,然后通過蒸發(fā)器,將蒸發(fā)器內的熱量吸走,蒸發(fā)器中空氣溫度降低,由通風裝置將涼空氣送入室內。而冬季取暖原理和制冷原理一樣,在此不作介紹。熱泵技術的優(yōu)點主要有以下幾個:(1)系統(tǒng)運行穩(wěn)定。整個熱泵系統(tǒng)運行受外界環(huán)境影響很小,只要保養(yǎng)到位,使用壽命達到20年沒什么問題;(2)溫度舒適。對大型商城或大廳來說,溫度布局更合理,室內外溫差較小,舒適度較高;(3)節(jié)能環(huán)保。相比于傳統(tǒng)空調系統(tǒng),熱泵技術耗能可減少40%-60%,此外該系統(tǒng)沒有設置室外機器,避免產生熱島效應,達到了“零排放零污染”的目標。
2.3 可變流量技術分析
在日常住宅建筑中,變頻空調已經(jīng)得到了廣泛應用,其本質是在普通空調上安裝了變頻專用壓縮機。變頻壓縮機可根據(jù)房間溫度自動調節(jié)供冷(供熱)量,避免了空調機頻繁啟動帶來的耗能,同時保證了室內溫度維持在一定范圍內。
現(xiàn)代的大型建筑,一般采用全水或水-空氣空調系統(tǒng)方式,為房間提供適宜溫度的任務就由介質來承擔。但這也導致空調系統(tǒng)異常復雜,管路及相關設備投資也很大,運行費用也很大。據(jù)統(tǒng)計,空調系統(tǒng)在冬季供暖耗能所占據(jù)全部總耗能的25%,而在夏季供冷中耗能量占總耗能的15%。當應用可變流量技術后,節(jié)能效果很明顯??勺兞髁勘举|是通過對介質進行一級泵和二級泵變流量系統(tǒng)控制,當對能量需求較低時,可采用低級流量提供能量,這就有效避免了能量浪費的現(xiàn)象發(fā)生[3]。
2.4 低溫送風技術分析
低溫送風系統(tǒng)和普通空調系統(tǒng)比的突出特點是送風溫度低、溫差大,大大減小了輸送管道和相關設備的體積和耗能,兩者溫度對比見下表1.根據(jù)實踐可知:將冰窖水和低溫送風系統(tǒng)相結合可顯著提高制冷效果,節(jié)約總耗能。
表1 空調系統(tǒng)送風溫度對比
低溫送風系統(tǒng)的本質是將空氣送入處理機中后,得到溫度較低的空氣,之后送入到室內。低溫送風系統(tǒng)的輸風溫度較普通空調系統(tǒng)可降低5-6℃,這樣可大大提高系統(tǒng)效率,以此優(yōu)勢減少了設備所需尺寸和電能消耗,降低了工程的投資成本。低溫送風系統(tǒng)可在較短的時間內使室內溫度降低,再配合測定室內溫度的傳感器控制系統(tǒng)運行情況,將系統(tǒng)的節(jié)能性和實用性完全發(fā)揮出來[4]。
2.5 自然能源的有效利用
在暖通工程設計的同時,應充分將清潔能源的利用考慮進去,例如太陽能和自然通風。目前,太陽能系統(tǒng)在局部供暖(供水)上已經(jīng)發(fā)揮了廣泛作用。而對自然通風的利用主要在于對室內的設計中,例如門窗的留設位置、尺寸,室內擺設和裝飾等。這些設計工作需要技術人員充分結合現(xiàn)場情況,作出“因地制宜”的決定。
3 結束語
目前,關于建筑暖通工程的節(jié)能設計已經(jīng)引起廣泛關注,這也是社會發(fā)展的必然趨勢。和歐美等發(fā)達國家相比,我國建筑在耗能量方面還有不小的差距,這和我國的相關法律法規(guī)、材料技術和設計水平有很大關系。作為建筑行業(yè)的技術人員,我們應當努力借鑒別人先進的設計和技術,為我國建筑行業(yè)的發(fā)展貢獻自己的力量。
參考文獻
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[2]張莉,李堯,朱玉明.暖通空調節(jié)能技術分析[J].山西建筑,2010,36(9):29-32.
[3]李志強.建筑節(jié)能及其在建筑設計中的應用[J].科技信息,2011,52(7):16-19.
[4]黃成峰.探析建筑設計中暖通空調節(jié)能技術的應用[J].江西建材,2014,20(15):25-26.
作者簡介:呂小平(1989,9-),男,湖北洪湖人,畢業(yè)于解放軍理工大學,本科,助理工程師,研究方向:建筑暖通設計。