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        綠色節(jié)能技術在暖通設計中的應用

        2021-09-10 08:43:42余貞貞
        家園·建筑與設計 2021年10期
        關鍵詞:應用

        余貞貞

        摘要:近年來,隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,城鄉(xiāng)一體化建設步伐的加快,建筑工程項目不斷增多,綠色節(jié)能建筑理念是我國建筑工程行業(yè)發(fā)展中的重要理念之一,是在我國可持續(xù)發(fā)展、節(jié)約資源、保護環(huán)境背景下提出的新式建筑類型。綠色節(jié)能建筑的基本要求是降低建筑能源消耗、降低對環(huán)境的破壞,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。暖通工程作為現(xiàn)代建筑中的重要部分,也是建筑能源消耗的主體,需要采用綠色節(jié)能技術對暖通工程進行優(yōu)化。基于此,文章將對綠色節(jié)能技術在暖通設計中的應用進行探究。

        關鍵詞:綠色節(jié)能技術;暖通設計;應用

        引言

        隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及社會的進步,節(jié)能減排已經(jīng)成為當今工程領域的一個重要話題,只有在制定出更加科學合理的決定方案后才能夠實現(xiàn)能源和材料的有效節(jié)約,才能有效避免在工程實踐中出現(xiàn)大量人力和財力的消耗,才能有效提升資源的利用效率,并進一步推動資源實現(xiàn)優(yōu)化配置。暖通空調系統(tǒng)的應用也是如此,雖然我國在節(jié)能技術方面已經(jīng)取得了一定成就,但是暖通空調能耗高的現(xiàn)象仍然比較嚴重。因此針對暖通空調系統(tǒng)節(jié)能設計問題進行探討具有重要實踐意義。

        1綠色節(jié)能技術在暖通設計中的重要作用

        隨著我國社會生產(chǎn)力的不斷提高,工業(yè)生產(chǎn)以及人們的日常生活對于能源的需求總量不斷增加,我國社會能源人均占有量不足,能源問題嚴峻,在此背景下,綠色節(jié)能建筑顯得尤為重要?,F(xiàn)代科學技術的發(fā)展推動了綠色節(jié)能技術的進步,暖通系統(tǒng)作為建筑中的主要能源消耗系統(tǒng),在其運行過程中會產(chǎn)生大量的能源消耗。大部分能源的利用率較低,利用效果也存在不足,通過綠色節(jié)能技術能夠提高能源利用效率,在暖通系統(tǒng)發(fā)揮相同效果的基礎上,能源消耗大幅度降低。根據(jù)對我國一般建筑的暖通系統(tǒng)能源消耗調查顯示,暖通系統(tǒng)所產(chǎn)生的能源消耗能夠占建筑總能源消耗的30%以上,尤其是在炎熱的夏季和寒冷的冬季,暖通系統(tǒng)在制熱或制冷的過程中,能源消耗進一步提高。因此,暖通設計需要與綠色節(jié)能技術相結合,通過綠色節(jié)能技術對暖通系統(tǒng)的系統(tǒng)構成、裝置、設備以及能源消耗方式進行優(yōu)化,降低暖通系統(tǒng)的能源消耗總量?,F(xiàn)階段,我國綠色節(jié)能技術發(fā)展已經(jīng)取得了一定成效,許多新興的綠色節(jié)能技術已被應用到暖通設計中,但總體發(fā)展依然存在問題,需要進一步對綠色節(jié)能技術進行優(yōu)化,使其能夠與暖通系統(tǒng)更好地結合。

        2暖通空調系統(tǒng)特征

        2.1構建復雜

        建筑暖通空調通常情況下需要從冷熱源、冷熱量配置、室內(nèi)冷熱末端設備三個方面進行簡單設計,三個設計要素互相之間存在相互關聯(lián)性,在設計以及功能方面都存在共同之處,因此針對暖通空調結構以及設計復雜性進行充分了解對暖通空調節(jié)能設計有促進作用。

        2.2形式多元化

        目前在國內(nèi)暖風空調系統(tǒng)在形態(tài)上存在多元化特征,因此在進行暖通空調選擇的過程中通常情況下會從造價、應用效果以及能耗等幾個角度出發(fā),其中節(jié)能是最為重要的一個因素。充分認識暖通空調多樣性對暖通空調具體選擇具有實際指導意義。

        2.3設計影響因素多

        從大量工程實踐可以看出,暖通空調在設計過程中會受到多種因素影響,在我國全面提倡節(jié)能型社會建設的大環(huán)境下,在進行暖通空調系統(tǒng)節(jié)能設計的過程中需要對多方面因素進行綜合考慮,但是由于大部分影響因素都存在動態(tài)變化特征,從而導致暖通空調系統(tǒng)節(jié)能設計也會存在復雜性和不確定性,而其中能耗問題需要設計人員進行重點考慮解決。

        3綠色節(jié)能技術在暖通系統(tǒng)中的有效運用分析

        3.1變頻節(jié)能技術的運用分析

        變頻節(jié)能技術是指在建筑內(nèi)部空間的暖通系統(tǒng)負荷需求出現(xiàn)變化,如外部溫度變化、太陽輻射變化等,通過變頻節(jié)能技術對冷水機組、風機組以及水泵機組等進行調節(jié)。根據(jù)外部變化對暖通系統(tǒng)的功率進行調節(jié),使其功率與當前環(huán)境相匹配,降低能源消耗,使其在最優(yōu)的功率狀態(tài)下運行。變頻節(jié)能技術在暖通設計中的運用,一般情況下能夠節(jié)30%左右的能源消耗。以冷凍水泵中的變頻節(jié)能技術運用為例,冷凍水泵運行時冷凍水的循環(huán),廣泛存在于中央空調的制冷設備中,水泵容量的定額一般會以最高溫度和注滿率作為依據(jù),預留10%左右的空間,使冷凍水循環(huán)系統(tǒng)能夠長期處于最大水流量的工作狀態(tài),工作狀態(tài)會根據(jù)外部溫度而發(fā)生變化。中央空調的運行熱負載一般低于設計參數(shù),通常情況下冷凍水的設計溫度為5℃左右,水泵在全功率運行的狀態(tài)下會產(chǎn)生不必要的能量消耗,使水泵所輸送的能量高于當前所需要的能量。將變頻節(jié)能技術加入冷凍水泵運行系統(tǒng)中,水泵輸送能量能夠根據(jù)當前所需能量進行變頻調節(jié),避免長時間處于最大運行效率。根據(jù)所需能量對水泵的能量輸送進行調節(jié),使水泵能夠在低功率狀態(tài)下運行,降低電力能源的消耗,根據(jù)室內(nèi)實際溫度將制冷調節(jié)為當前所需的最佳溫度,為居住者創(chuàng)造良好的溫度環(huán)境,提高居住者的舒適度。

        3.2地源熱泵技術的運行分析

        地熱能源是廣泛存在地下的可再生能源,通過相應的裝置能夠完成對地熱能源的收集和使用,對暖通系統(tǒng)的設計具有重要意義。地熱能源能夠優(yōu)化暖通系統(tǒng)的能源消耗結構,降低電力能源消耗,通過地熱能源所產(chǎn)生的能量運行。地熱能源的熱量主要來自地球內(nèi)部的熔巖所產(chǎn)生的熱量,通過地熱能集成系統(tǒng),能夠將地下的地熱能源收集以供建筑所使用,可以應用在暖通系統(tǒng)設計中,用以夏季供冷和冬季供暖使用。地熱能是較為穩(wěn)定的能源,且不會造成環(huán)境污染,與傳統(tǒng)能源相比,地熱能的利用形式較為簡單,且地熱能作為可再生能源,使用成本較低,不會產(chǎn)生過量的能源消耗。地熱能源在暖通系統(tǒng)設計中的應用方式主要為在暖通系統(tǒng)中安裝地源熱泵,地源熱泵系統(tǒng)作為暖通系統(tǒng)中地熱能的主要系統(tǒng),可以分為地下水地源熱泵、地表水地源熱泵和埋管地源熱泵,不同地源熱泵系統(tǒng)需要根據(jù)暖通系統(tǒng)設計的實際建設情況以及當?shù)氐牡乩憝h(huán)境因素確定。地源熱泵系統(tǒng)由熱泵機、循環(huán)水泵、換熱管、分集水器等多個部件所組成,能夠實現(xiàn)對地熱能源的收集和存儲,為暖通系統(tǒng)提供穩(wěn)定、高效的地熱能源輸送。將地源熱泵加入暖通系統(tǒng)后,根據(jù)當?shù)氐牡責崮茉磧α?,能夠降低暖通系統(tǒng)能源總消耗,是綠色節(jié)能技術中的重要技術形式。

        3.3可再生能源在暖通設計中的運用

        (1)太陽能

        在太陽能利用方面,太陽能可以為建筑提供供暖和制冷,在暖通系統(tǒng)設計中利用主動式的太陽能進行制冷和制熱,能夠減少氟利昂的使用,減少對臭氧層造成的破壞,還能夠降低能源消耗。太陽能在暖通系統(tǒng)設計中的應用需要完整的系統(tǒng)作為支撐,太陽能系統(tǒng)主要有容積式熱交換器、太陽能水箱、太陽能集熱器、太陽能集熱循環(huán)器等器件,該系統(tǒng)中不同的設備和技術能夠將太陽能轉化為暖通系統(tǒng)所需的熱能。

        (2)風能

        在風能利用方面,可以更多地采用自然通風完成對室內(nèi)空氣的流通和溫度調節(jié)等作用,風能作為使用最廣泛的清潔能源之一,可以將風能系統(tǒng)加入暖通系統(tǒng)設計中,通過風能為暖通系統(tǒng)提供能源支持。但是風能的利用條件較為嚴苛,風能的大小取決于風速和風的強度,風的速度和強度越高,產(chǎn)生的風能越大。風能的使用存在一定的條件限制,適合在我國沿海城市、山區(qū)城市以及草原城市使用,這些地形的風能較為豐富,可以將風能加入暖通能源消耗系統(tǒng)中,減少其他能源的消耗。

        3.4室內(nèi)溫度監(jiān)控技術的運用

        在室內(nèi)空間加入溫度監(jiān)控系統(tǒng),通過溫度監(jiān)控技術實時對設備溫度進行檢測,并結合智能化技術、自動化技術,將其與暖通系統(tǒng)相連接。暖通空調能夠根據(jù)當前室內(nèi)溫度和室內(nèi)空氣質量對功率自動調節(jié),使其保持在最佳的工作狀態(tài),進行合理制熱或制冷,在保持最優(yōu)運行狀態(tài)的情況下,有效降低暖通空調能源消耗,實現(xiàn)降低能源消耗的目的,是綠色節(jié)能技術中的重要內(nèi)容。

        結束語

        綜上所述,本文詳細闡述了多種現(xiàn)代綠色節(jié)能技術在暖通系統(tǒng)設計中的應用,為我國建筑工程行業(yè)提供一定的借鑒和幫助作用,降低建筑能源總消耗,緩解我國能源緊張的問題,提高建筑運行經(jīng)濟效益。

        參考文獻:

        [1]郭福利.暖通空調系統(tǒng)節(jié)能在建筑工程設計中的問題及對策研究[J].河南科技,2019,13(07):167-202.

        [2]周小芳.研究暖通空調系統(tǒng)中節(jié)能環(huán)保技術的應用[J].低碳世界,2017(19):148-149.

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