唐培忠
(天津市熱電有限公司 天津 300161)
在現(xiàn)代化城市建設的過程中,暖通空調(diào)應用非常廣泛。但盡管暖通空調(diào)具有很多益處,同樣也因其在使用過程中極大地能源消耗而加重了建筑工程的成本,因而就需要結(jié)合暖通空調(diào)的工作原理進行采取一定技術(shù)手段進行精準節(jié)能設計。
從當前社會的能源耗損情況來看,建筑方面的能源消耗占據(jù)了很大一部分比重,而在建筑能源耗損中,暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)的使用則是其中占比最大的因素。從空調(diào)系統(tǒng)的使用來看,大部分時間空調(diào)系統(tǒng)都工作在超負荷的狀態(tài)下,從而就導致空調(diào)能耗的損失極大,雖然采取空調(diào)設備定點優(yōu)化的形式則能夠在一定程度上降低能源損耗,但卻需要在固定電價的時候成立。因而就需要靈活轉(zhuǎn)換思路,從電力需求方面入手,采取有效的措施降低暖通空調(diào)能耗。
具體來說可體現(xiàn)在以下三點:其一,通過對暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)的優(yōu)化,降低空調(diào)的能源損耗,從而降低建筑物的能耗;其二,通過暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)優(yōu)化,在一定電價和電力需求的情況下降低用戶店里開銷,降低高峰電力負荷,提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性;其三,通過暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)優(yōu)化,在充分優(yōu)化資源的情況下,更好的控制環(huán)境溫度,從而為居民提供良好舒適的居住、辦公環(huán)境。
伴隨我國經(jīng)濟的進步,建筑業(yè)的提高,人們對空間的需求也在一定程度上有所擴大,與此同時人們對建筑暖通空調(diào)的設計需求也變得更加嚴格。從空調(diào)本身的特點上來說,空調(diào)運作中會發(fā)出大量的熱,若沒有好的途徑進行散熱,就會導致熱能聚集在空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)部,達到一定峰值,就會嚴重影響暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行,為人們的生活帶來安全風險。所以說,在暖通空調(diào)的節(jié)能設計環(huán)節(jié)就需要設計人員重視起來,并針對相應的問題采取解決對策,完善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與其他設施。
具體來說,暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)的節(jié)能途徑可從以下幾方面考慮,首先,設計人員可以在建筑空間內(nèi)設置水環(huán)熱泵空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),從而使空調(diào)系統(tǒng)得到良好散熱,如此一來,既降低了成本,也為用戶帶來了實惠。其次,暖通空調(diào)系統(tǒng)一般有兩種系統(tǒng),針對閉式空調(diào)系來說,一般都具備保留熱能的能力,因而在熱能排放的過程中也可能存在一定的散熱問題;而針對開式系統(tǒng)來說,其成本較高,對室內(nèi)熱能的保留也會產(chǎn)生影響。針對這兩種情況也需要設計人員采取相應設計手段,將二者有機結(jié)合,盡可能設計出一個降低空調(diào)能耗的最佳空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能減排綠色發(fā)展的最終目標。
暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)的節(jié)能設計離不開節(jié)能減排的綠色理念,所以在選擇暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)的熱源時也需要進行合理的選擇(比如在選擇熱泵裝置或熱電站的過程中)。經(jīng)過長期以來建筑工程中暖通系統(tǒng)的能源利用效率來看,電熱聯(lián)產(chǎn)熱源以及地源熱泵熱源相對來說能源效率較高一些,因而在熱源選擇的時候就可以盡可能優(yōu)先考慮這些能源效率高的設備。選擇能源效率高的熱源,一方面可以有效的提高節(jié)能效率,節(jié)約能源;另一方面也因為其粉塵、顆粒物等大氣污染物排放相對較少的特性可以對環(huán)境起到一定的保護作用。因此,在實際設計暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制的過程中,按合理的情況選擇熱源是有效實現(xiàn)節(jié)能設計的有效途徑。
在暖通空調(diào)系統(tǒng)的設計中,變水量與變風量是較為重要的兩個變量系統(tǒng),需要設計人員著重考慮。首先,是變水量的設計。隨著變頻技術(shù)的普及,目前來說空調(diào)水系統(tǒng)中的水泵應用也已經(jīng)逐漸成熟,至于冷水機組則較局限,而且大部分都存在機組制冷量較小的空調(diào)內(nèi)部。此外,雖然變水量系統(tǒng)具備創(chuàng)新性與能源優(yōu)化的作用,但是仍受到實際發(fā)展條件的限制,因而在我國大型冷水機組變頻中只有部分空調(diào)具備這種系統(tǒng),還沒能實現(xiàn)大范圍普及。其次,是變風量系統(tǒng)的優(yōu)化。一般來說變風量系統(tǒng)指的是通過改變系統(tǒng)總風量以及送至建筑空間內(nèi)風量的辦法,滿足優(yōu)化空調(diào)輸送風量需求的系統(tǒng)。這一設計中,通過使暖通空調(diào)系統(tǒng)總風量減少來降低能耗、節(jié)約投資和運行費用的目的。
在空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設計中,設計人員需要始終秉持綠色設計的理念,從而在能源的利用、空調(diào)的可調(diào)節(jié)性以及節(jié)能產(chǎn)品和設備的選擇上進一步實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)的精準節(jié)能。首先,在結(jié)合綠色理念設計建筑暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)時,要注重能源的利用率,要盡可能選擇可以充分利用的能源進行設計,降低對不可再生能源的消耗。此外還要了解能源消耗結(jié)構(gòu),優(yōu)化現(xiàn)有能源的利用力度,從而有效調(diào)控能源,較少浪費。其次,是針對可調(diào)節(jié)暖通空調(diào)的設計。結(jié)合我國氣候情況來說,暖通空調(diào)全年的功率運行情況不能始終保持一致,需要對應環(huán)境更改運行參數(shù),以避免資源浪費。而要實現(xiàn)暖通空調(diào)的調(diào)節(jié)能力,就需要設計自動控制的空調(diào)系統(tǒng),否則動用人工調(diào)節(jié)反而會增加勞動力浪費,提高建筑運行成本。所以說設計自動化的調(diào)節(jié)系統(tǒng)是主要的設計方向之一,也是促進暖通空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。最后,關(guān)于節(jié)能設備的選擇也需要設計人員仔細甄別。在風機、散熱、水泵、機組、換熱器等設備的選擇方面,都需要選擇節(jié)能產(chǎn)品,降低能源損耗。此外,采用空氣余熱回收、低溫熱泵機組等節(jié)能手段也是進一步提高熱源利用率,優(yōu)化設備、管道保冷與保溫的合理途徑。
節(jié)能設計是暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)設計的核心問題。因而就需要設計人員在建筑暖通空調(diào)設計中,著重關(guān)注節(jié)能設計??偟膩碚f設計人員可從以下三方面入手:第一,要著重把握暖通空調(diào)節(jié)能設計的要點,在建筑中采用有效的保溫機制,從而降低暖通空調(diào)的能源損耗,保證其正常運行;第二,要融入智能設計,通過保溫測試合理設計熱源輸送閥門,實現(xiàn)節(jié)能的目的;第三,要按照冷負荷的變化情況選擇循環(huán)水泵,同時,也需要控制水泵的數(shù)量,確保循環(huán)水泵應用的科學性,進而實現(xiàn)暖通空調(diào)的節(jié)能設計目標。
綜上,可以說暖通空調(diào)是我國城市建筑中使用率極高的設備之一,更是當前建筑的核心部分,通過暖通空調(diào)可以有效的對房間內(nèi)的溫度進行調(diào)控,為人們創(chuàng)造更加舒適的生活環(huán)境。但同時,也需要認識到暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)帶來的巨大能源損耗,從而遵循能源可持續(xù)、方案最優(yōu)化的原則進行空調(diào)系統(tǒng)的設計,從而實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)的精準節(jié)能設計。