劉 璐 王 巖
(1.中國建筑西北設計研究院有限公司,陜西 西安 710000;2.西安經發置業有限公司,陜西 西安 710000)
當前國家的城市化進程越來越快,但大部分的發展都建立在破壞不可再生資源的基礎之上,近些年我國的生態環境失衡也日益明顯,霧霾、酸雨、臭氧層空洞等等問題接踵而至,隨著環保理念越來越深入人心,面對日益惡化的環境,暖通工程在設計時也不斷推出最新的節能減排方案,使節能減排技術得到了長足的發展。雖然這些設計方案概念超前,但設計師的水平參差不齊,暖通設計中的節能技術對環境影響和國家發展方面的重要性認識不足,很多細節的措施都沒有落地實施,也就沒有在建筑工程中得到很好的應用。
通常我們所講的建筑能耗指的是在采暖、通風、空調、照明、電器喝熱水供應方面所消耗的能源,而為了能夠保證人體的舒適度,精確控制建筑物內最佳的溫濕度,暖通空調能源耗損占據建筑總能耗的30% -50%,并且逐年呈現不斷上升的趨勢。暖通空調系統的能耗主要包含:建筑物冷熱負荷引起的能耗、新風負荷引起的能耗以及輸送設備的能耗。通常具備以下幾個方面的特征:首先,暖通空調系統的設計選擇不合理,未能充分利用當地特有的能源種類,盲目跟風耗費大量的財力物力選擇新能源;其次,室內空氣溫、濕度會受到季節性的嚴重影響,為保證穩定的室內空氣溫、濕度,設計人員往往會根據經驗放大設備參數,而實際運行時出現“大馬拉小車”的現象,浪費資源;第三,不同的建筑根據不同的氣候分區、地理位置、朝向、體型系數等等要進行必要的修正,如果僅依據固定的氣象參數來設計選型,會存在部分區域過冷或過熱而另一部分無法滿足要求的現象,影響系統設備的正常運行;最后,材料的選擇、施工方法不當及后期用戶運行、使用不科學也會造成資源的使用效率較低。
隨著科技的進步,技術的更新,暖通空調節能技術在建筑工程中的應用特別廣泛,充分利用熱回收技術是目前解決暖通空調系統節能的主要方式之一。空調系統最普遍的做法就是設置新風系統來稀釋室內的有害物質,以保證空氣的品質,同時為了保證室內的風量平衡,又會設計相應的排風系統。對于人員密集場所如商場、會議室、影劇院、學校等,新風量需求較大,空調系統的新風負荷也隨之增大,空調機組經過熱、濕處理將室外空氣處理到滿足室內要求的狀態點送入室內,而未經充分利用排風系統又直接將其排出室外,造成了極大的能源浪費,而將排風收集起來進行回收,利用其對室外新風進行預冷或預熱,減小新風負荷后再排出室外,這樣就起到了很好的節能減排的效果。
熱回收系統利用的另一個有效方向就是鍋爐的煙氣冷凝熱回收系統。前些年國家沒有提出節能減排的概念時,鍋爐房實際的煙氣排放溫度都較高,可高達170℃,甚至200℃以上,很多的燃料都沒有充分燃燒可能就被煙囪直接吸入排出室外了,能源的利用率不高。隨著國家治污減霾、節能減排政策的實施,以及鍋爐生產技術的提高,燃氣鍋爐的熱效率已經達到90%以上,這時候如果通過改變鍋爐本體結構來提高熱效率就有些得不償失了,但通過采用鍋爐煙氣冷凝熱能回收技術,即可在不影響鍋爐本體熱效率的前提下,輕松提高鍋爐熱效率3% ~8%,這就成為一種投入最低、受益最大的節能方式。
氣候補償器一般用于供熱系統的熱力站中,或者采用鍋爐直接供暖的供暖系統中,是局部調節的有力手段,巧妙利用氣候補償器也是供熱節能中很有效的手段之一。當室外氣候發生變化時,布置在建筑室外的溫度傳感器將室外溫度信息傳遞給氣候補償器,氣候補償器根據其中固有的不同情況下的調節關系曲線,輸出調節信號到三通閥,改變供回水混合比例,使其輸出符合調節的曲線水溫。氣候補償節能控制系統依據室外環境溫度變化,以及實際檢測供/回水溫度與用戶設定溫度的偏差,通過PI/PID方式輸出DC0-10V信號控制閥門的開度,即通過調節一次側冷/熱媒流量達到控制出水/送風溫度的目的,自動調整一次側供水流量,間接控制二次側供水溫度,通過量調節控制,達到質調節的目的,最大化的節約能源,克服室外環境溫度變化造成的室內溫度波動,達到節能、舒適之目的。氣候補償節能控制系統具有高自動化、高效率、高應用性的特點,根據系統不同,節能率在5~10%之間。
綜上所述,暖通空調節能設計無論從哪方面來說都具有重大意義,不僅可以帶來可觀的經濟收益,最重要的是節約了地球資源,保護了環境,為我們賴以生存的地球貢獻了一些力量。為了能夠讓我們生活的環境更加綠色,一定要堅持走可持續發展的道路,不斷在實踐中創新技術,推動暖通空調節能設計的進一步發展。