環保節能技術在暖通空調系統中的應用

【摘要】環保節能是近年來一個熱門話題，近年來，空調在家用住宅、酒店賓館、商場、辦公場所等各種建筑中被廣泛的使用，空調節能也隨之成為社會普遍關注的話題。本文在暖通空調健康性、影響因素、節能設計，尤其是可再生能源在暖通空調中的應用方面，對于如何發展暖通空調新技術提出了一些見解。

【關鍵詞】環保節能；暖通空調；可再生能源

一、前言

隨著經濟的快速發展，人們的生活水平得到了很大的提高，人們對辦公環境和居住環境的要求也日益提高。暖通空調系統能夠有效地改善人們的辦公居住環境，使其更加符合人們對環境環保舒適的要求。暖通空調系統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與居住舒適度，但同時暖通空調系統也帶來了巨大的能源消耗，并對自然生態環境造成了一定的影響。空調作為耗能大戶，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系，空調的迅速普及，使他作為建筑能耗大戶的地位日益突顯。空調系統的節能已是當務之急，意義重大而深遠，降低空調系統的能耗對于減少建筑系統的能耗、緩解當前電力緊張局勢、優化能源結構、提高能源利用效率等方面都有著非常重要的意義。

二、影響暖通空調的因素

在房屋的建筑熱工設計時，為了使房間內產生舒適的微氣候，往往需要恰當地利用房屋圍護結構的熱特性以抵抗室外氣候的變化。因此，圍護結構在熱工設計中是十分重要的，除此之外還有建筑規劃設計、太陽輻射、空氣溫濕度等多方面。

1.圍護結構對暖通空調的影響

圍護結構包括外圍護結構和內圍護結構。外圍護結構主要包括屋面、外墻和窗戶（包括陽臺門等）；內圍護結構主要包括地面、頂棚、內隔墻等。在采暖建筑中，圍護結構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，通過圍護結構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，通過圍護結構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，改善圍護結構的熱工性能對于暖通空調節能具有重要意義。

2.建筑規劃對暖通空調的影響

建筑規劃設計是建筑節能設計的重要方面，規劃節能設計應從建設選址、分區、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、建筑外部空間環境構成等方面進行研究。以優化建筑的微氣候環境，有利于節能，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。節能規劃設計就是分析構成氣候的決定因素：輻射因素、大氣環流因素和地理因素的有利、不利影響，通過建筑的規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能的微氣候環境。

三、暖通空調的節能設計

空調系統的節能設計，應根據工程具體情況對空調運行季節進行全工況、全過程的分析，尋找出一個合理的方案，使空調系統在不同的室外氣象參數或室內狀況下都能經濟合理的運行，并在運行過程中創造良好條件。

1.選擇合適的冷熱源

在系統設計中對設備進行合理選配已成為空調節能的關鍵，合理配置中央空調系統的冷熱源對節能與能源合理利用的意義非常重大。中央空調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，但其具有良好的節能和環保效果；中央空調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，節電不節能，適用于有廢熱和余熱的地方。

2.采用蓄冷系統

一般晚上定點以后，電價低廉，就可以采用冰冷空調。此種空調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

變頻節能技術是在暖通空調系統中應用的節能技術之一。由于變頻節能技術具備眾多的優點，被廣泛應用在各個領域。在暖通空調系統中應用變頻節能技術，可以使暖通空調系統的能源消耗最大程度的降低，運行模式也可以根據實際需要進行靈活地選擇，有利于節約空調的運行成本。還能夠使暖通空調系統得到優化和完善，從而在最大程度上彌補系統存在的不足。

四、可再生能源在暖通空調系統中的應用

當前，為了使空調系統向節能環保方面發展，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”、“地源泵技術”、“蓄冷技術”、“熱泵水源技術”等等。可再生能源具有資源豐富、不污染環境、清潔安全和資源可再生的優點。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系統中的應用包括：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時，在供冷期內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冷負荷的需要。通常，這種情況出現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.暖通空調的目的

安裝暖通空調的目的是對室內工作和生活環境的舒適度進行調整。其作用主要為了調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室內熱環境，主要包括：室內空氣溫度、空氣濕度、氣流速度以及人體與周圍環境（包括四壁、地面、頂棚等）之間的輻射換熱（簡稱環境熱輻射）等。在一般的舒適性空調中，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中，重要的是以滿足生產工藝為標準。

2.暖通空調對人體健康的影響

由于建筑物的密閉性普遍的增強，裝修的工序越來越繁瑣，從而致使室內污染物的大量增加并且停留時間也相應延長。據國外的一份調查報告顯示，居民平均88%的時間在室內，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的時間是13h。從這方面來說住宅的空氣質量品質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、地毯和油漆中散發的多種危險化學物質，加上新風量的明顯不足，空氣重復循環，會造成室內空氣質量品質嚴重下降，空調房間的空氣污染物指標會遠遠超過國家安全標準。

六、結束語

隨著全球變暖現象的日益加劇，空調應用日益普及，而空調作為耗能大戶，應從設計、運行等方面特別注意節能的問題，不斷提高空調系統的節能設計水平、節能運行管理水平，采用各種節能措施降低空調系統的運行能耗和費用，改善空調系統的節能效果，并且要開發可再生能源在暖通空調系統中的應用，這對于節約能源、保護環境、促進國民經濟的可持續發展都具有十分重要的意義。

參考文獻：

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