不同氣候環境下凈化空調智能化節能設計研究

王華

摘 要：凈化空調在空氣凈化及溫濕度調節等方面比普通空調功能強大，同時耗能也大，是醫院、藥廠、實驗室等場所的必要配置。我國國土幅員遼闊，氣候條件存在很大的差異，為了滿足各組織結構的功能需要，凈化空調需要適應不同的氣候環境差異，并在智能化節能設計方面有所突破。本文從城市氣候特征出發，對凈化空調的智能化節能設計展開探討。

關鍵詞：城市氣候；凈化空調系統；智能化；節能設計

中圖分類號：TU831 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）02-0007-01

隨著現代科技的飛速發展，借助智能化手段進行節能降耗成為未來的一個發展趨勢。我國食品、制藥、化妝品等行業執行新GMP標準后，對除塵、恒濕、恒溫的要求進一步提高，大大增加了系統的運行成本。凈化空調系統作為醫院、藥廠、實驗室等場所必要配置[1]，由于其能耗巨大、使用成本較高等特征，備受社會各組織機構的關注，社會期待著借助技術革新來實現節能和降低成本支出的目的。

1 現代城市的氣候特征差異分析

我國國土幅員遼闊，在同一時間，在溫濕度等方面存在明顯的南北差異。對于同一地區，尤其是北方地區，又存在著較大的季節性差異。進一步將地理區域范圍進行縮小，即使對于同一城市來說，由于汽車尾氣、工廠廢氣等多種因素導致的溫室效應的存在，造成城市中心和城市邊緣在小氣候環境上都存在一定的差異。

城市氣候是在坐擁地理區域性氣候特征的基礎上，基于人類在城市的各種活動行為，而塑造的一種相對特殊的城市局地氣候。伴隨各種廢氣的排放，城市空氣中聚集越來越多的微塵、溫室氣體等，形成局部性的熱島效應。通常城市中心的溫度高于城市邊緣地區，在無風、晴朗的天氣條件下，可能會出現六至十攝氏度的差異。另外，城市氣候與城市的人口密度、城市規模、建筑物密度等也存在很大的關聯。影響城市氣候的因素相對復雜，由此造成各城市的氣候特征呈現出復雜性，這讓凈化空調的智能化節能需求滿足更為迫切。

2 凈化空調適應氣候差異的節能空間

冷熱源能耗和輸送動力能耗是構成凈化空調正常運行條件下的主要能耗，冷熱源能耗是空氣處理設備對空氣進行冷卻和加熱過程中所耗費的能源，輸送動力能耗是在克服阻力、輸送空氣和水的過程中風機和水泵所耗費的能源。凈化空調所耗能源受到來自外界多種因素的影響，適應城市氣候的特征差異，凈化空調進行智能化節能設計存在很多的空間。

3 凈化空調智能化氣候適應節能設計

（1）降低送風輸送動力能耗。凈化空調的送風能耗損失大小主要取決于送風量，而送風量又取決于凈化區空間大小[2]。隨著全球氣候的趨勢變化，凈化空調適應外部氣候環境及空氣參數變化的指標也在發生改變，特別是新風參數在凈化空調設計中的影響非常大，影響到凈化空調在實際運行中對外部環境變化的應對處理能力。在極端城市氣候環境條件下，比如出現夏季室外溫度超過凈化空調設計的最高標準，或者梅雨季節的到來影響外部新風的濕度，凈化空調造成難以實現對室內空氣質量進行連續、穩定、經濟、高效地控制。根據城市氣候的環境差異、風向差異、污染程度等，對凈化空調布局進行優化，在滿足操作要求和人體舒適度的同時，降低橫斷面的平均風速，從而減小凈化空調系統的能耗[3]。另外，必須能夠根據外部氣候環境的變化，及時確定凈化空調的新風量，在滿足功能需求的情況下，盡可能地采取最小的新風比。

（2）調整溫濕度的設定基數。凈化空調在運行過程中，隨著外界環境的差異變化而向設定的溫濕度數值方向變化，其中設定的數值和實際的數值之間的差距越小，所需要耗費的能量就越少[4]。為了節能方面的考慮，在凈化空調的智能化設計中，可以通過安裝遠端傳感器，加強空調對外部溫濕度的動態感應，并將空調的數值自動設定調整到最能節能的臨界，以此機動調整凈化空調的電機轉速。通常來說，在不同的區域制定不同的基數標準，在滿足外部功能需要的情況下，在進行制冷的時候盡可能將數值設定高一些，在進行供暖的情況下盡可能將數值設定低一些，通過降低空調負荷手段來實現智能節能的目的。

（3）在凈化空調中安裝熱泵。根據城市的氣候特征，可以充分利用熱泵原理，將外部環境中的地熱、氣源、水源等進行回收利用，以此減小凈化空調的負荷，實現室內空氣質量的改善[5]。加強凈化空調冷源控制，在凈化空調中設置獨立的冷源智能控制系統，對凈化空調的運行狀態進行監控，出現故障后及時進行報告。

總之，為了合理控制凈化空調系統的運行能耗，加強凈化空調系統在運行過程中對外部城市氣候環境變化規律的監測和應變是非常有必要的。通過對城市氣候特征差異進行分析，有利于掌握外部環境中的溫度、濕度、污染、風速等實際情況。據此結合現代科學技術手段，對凈化空調的設計運行進行改良。在凈化空調系統正常運行的過程中，智能化自主切換各種設備的使用頻率，避免設備的過熱或過冷，對于保持機電的使用安全和延長系統使用壽命有一定的作用。同時，在滿足室內功能需求的前提下，高效合理地實現凈化空調智能化節能的目的，最大程度地控制了凈化空調系統的運行成本。

參考文獻：

[1]王彩風.醫院潔凈手術部凈化空調系統節能管理措施探討[J].中國醫院建筑與裝備，2016（2）.

[2]劉魁星，劉書賢.氣候變化影響空調期自然通風應用潛力的研究[J].建筑節能，2015（2）.

[3]符文煥.談空調節能及其節能措施中的若干問題[J].中華民居，2014（3）.

[4]朱興杰，趙淑蘭.恒溫恒濕的凈化空調的控制分析[J].中國商界，2010（5）.

[5]果瑞.氣候的變化對空調運行的影響[J].遼寧經濟管理干部學院學報，2005（5）.