暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的若干問題及措施

饒慶

摘要：隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各國的能源消耗量也在逐年增加，節(jié)能減排已然成為了全球共同關(guān)注的重點(diǎn)課題?？照{(diào)設(shè)備是我國民眾以及企業(yè)最為重要的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備之一，而我國現(xiàn)階段的暖通空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能功能還十分有限。因此，本文對我國現(xiàn)階段暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行分析，對如何解決其系統(tǒng)節(jié)能中存在的問題進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；中央系統(tǒng)；節(jié)能問題

中圖分類號：TU831 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）05—178—02

前言

目前，我國經(jīng)濟(jì)正處于快速發(fā)展階段，我國民眾的消費(fèi)能力也在隨之提升，空調(diào)已經(jīng)在我國的民眾家庭以及企業(yè)中逐漸普及。暖通空調(diào)為人們提供的便捷與舒適毋庸置疑，但暖通空調(diào)在使用中產(chǎn)生的能源消耗量也不容忽視。在國內(nèi)的絕大部分公共建筑中，都會設(shè)有暖通空調(diào)，且暖通空調(diào)的節(jié)能能力還有很大的開發(fā)空間。因此，相關(guān)技術(shù)人員開展對暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的研究工作，對我國節(jié)能工作發(fā)展有著非常重要的意義。

1優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的主要問題以及解決方法

暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則主要有以下幾點(diǎn)：第一，暖通空調(diào)必須保證其建筑內(nèi)各房間擁有獨(dú)立的溫度調(diào)節(jié)能力；第二，實(shí)現(xiàn)用戶各分室的溫度分?jǐn)偰芰?；第三，暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)盡量簡單，節(jié)約管材使用與初期建設(shè)投資成本。暖通空調(diào)系統(tǒng)，尤其是其分支下中央空調(diào)系統(tǒng)本身就是一個(gè)較為復(fù)雜的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性會對設(shè)備的實(shí)際使用效果造成直接影響。

1.1怎樣優(yōu)化建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能

如果在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)問題，會造成室內(nèi)熱量的大量流失，嚴(yán)重降低暖通空調(diào)的制冷和制熱效率。因此，在優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)的工作中，應(yīng)該將設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)放在改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)功能上。同時(shí)，在國家出臺有關(guān)與建筑保暖設(shè)計(jì)的規(guī)范中，也將建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，視為評價(jià)其整體保暖水平的重要因素。暖通空調(diào)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱能力，在很大程度上取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能。因此，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫功能進(jìn)行優(yōu)化對降低暖通空調(diào)能耗來說，是十分重要的。 1.2如何提升暖通空調(diào)系統(tǒng)的可控性

為了提升暖通空調(diào)的可控性，其設(shè)計(jì)人員經(jīng)常會按照暖通空調(diào)所提供的舒適性指標(biāo)來作為暖通空調(diào)的基本控制參數(shù)。之前的空調(diào)控制系統(tǒng)，都是通過簡單的溫度數(shù)字來向用戶提供室內(nèi)的溫度信息。而很多用戶并不能很好地理解數(shù)字下所代表的溫度情況，因此會出現(xiàn)在夏季將空調(diào)溫度調(diào)節(jié)得過低，或者在冬季將空調(diào)溫度調(diào)節(jié)得過高。而舒適感控制系統(tǒng)，會告知用戶什么樣的溫度標(biāo)準(zhǔn)是會讓人體感到最為舒適的溫度標(biāo)準(zhǔn)，增加用戶的溫度調(diào)節(jié)行為的理智性與科學(xué)性，降低過度調(diào)節(jié)溫度所帶來的能源浪費(fèi)，并且能夠?yàn)橛脩舻慕】堤峁┍Ｕ稀?/p>

2建立熱能回收系統(tǒng)，使能源得到充分利用

2.1眾所周知，造成暖通空調(diào)能源消耗量較高最重要的原因，是暖通空調(diào)會在其工作時(shí)浪費(fèi)大量余熱。在這種情況下，建立熱回收系統(tǒng)就可以為降低暖通空調(diào)節(jié)能發(fā)揮很大作用。熱回收系統(tǒng)的基本工作原理，就是通過專業(yè)的熱量交換裝置來回收建筑物內(nèi)、外的余熱（冷）或廢熱（冷），并把回收的熱（冷）量作為供熱（冷）或其他加熱設(shè)備的熱源而加以利用的系統(tǒng)。為了確保室內(nèi)的空氣衛(wèi)生，暖通空調(diào)還需要完成室內(nèi)的換氣工作，而在建筑中的各項(xiàng)空調(diào)工作負(fù)荷項(xiàng)目中，換氣工作產(chǎn)生的新風(fēng)負(fù)荷會占據(jù)其總量的百分之二十五到百分之三十。若能夠通過排風(fēng)中的熱量來對新風(fēng)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，就會比直接使用暖通空調(diào)來處理新風(fēng)所消耗的能源要少得多，進(jìn)而達(dá)到降低制熱或制冷所需要消耗的能源的目的。

現(xiàn)階段，能夠完成此項(xiàng)工作的設(shè)備有轉(zhuǎn)輪式全熱交換器、中間熱媒式換熱器、板式熱交換器、板翅式換熱器、熱管換熱裝置、熱泵和熱回收環(huán)等，此外，施工人員還能夠通過建筑本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來達(dá)到保溫效果。在這些設(shè)備當(dāng)中，除熱泵和熱回收環(huán)屬于間接熱能回收裝置以外，其余都屬于直接熱能回收裝置。在暖通空調(diào)工作過程中，熱能直接回收裝置與熱能間接回收裝置二者并不存在沖突。例如，如果能夠在溫度控制系統(tǒng)中將熱泵設(shè)備與直接熱能回收設(shè)備聯(lián)合使用，那么熱回收工作的工作效率就會比單獨(dú)使用其中一種要高得多。在實(shí)際工作中，一般情況下暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員都會選擇將轉(zhuǎn)輪式熱回收設(shè)備與熱泵進(jìn)行組合，或者將熱管熱回收設(shè)備與熱泵進(jìn)行組合。

2.2熱能回收工作的具體方法

（1）利用排風(fēng)產(chǎn)生的余熱實(shí)現(xiàn)熱能回收

將排風(fēng)中產(chǎn)生的熱能進(jìn)行回收，然后利用其溫度對新風(fēng)進(jìn)行一定的預(yù)熱或者預(yù)冷，進(jìn)而達(dá)到減少新風(fēng)負(fù)荷是最為常見的熱能回收方法之一。在這項(xiàng)技術(shù)中，對排風(fēng)余熱的回收工作還可以分為全熱回收與顯熱回收兩種，其使用的回收設(shè)備一般以熱管式換熱設(shè)備、熱媒式熱交換設(shè)備、板翅式全熱交換設(shè)備與傳統(tǒng)板式顯熱交換設(shè)備為主。

（2）通過制冷機(jī)冷凝效果完成熱回收

相比于利用排風(fēng)實(shí)現(xiàn)熱回收的節(jié)能方式，利用制冷機(jī)組的冷凝效果來完成熱回收工作的技術(shù)含量更高，其工藝流程也更為先進(jìn)，這項(xiàng)技術(shù)的短暫的發(fā)展過程中，便贏得眾多相關(guān)學(xué)者以及科研人員的注意力。這種技術(shù)所使用的換熱設(shè)備能夠與其他設(shè)備組合使用。若將這一設(shè)備與家庭中的熱水系統(tǒng)相結(jié)合，將完成壓縮的制冷劑引入板式熱交換設(shè)備中，而熱水則通過熱交換設(shè)備的另一端進(jìn)行傳遞，此時(shí)就會因?yàn)橹评鋭┰趬嚎s后溫度上升，在設(shè)計(jì)合理的情況下，設(shè)備所提供的熱源就能夠?qū)⑺訜岬侥軌驖M足用戶使用的溫度，并且能夠存放在具有保溫功能的水箱中，以供用戶隨時(shí)使用。在制冷機(jī)中的冷凝設(shè)備熱量不足，無法將水加熱到一定溫度的情況下，也能夠通過將水源熱泵安裝在系統(tǒng)中，來滿足加熱需要。這種系統(tǒng)不僅能夠避免直接將熱源排放到空氣中，對大氣造成熱污染，還能夠代替鍋爐以及相關(guān)附屬設(shè)備提供熱水的功能，避免將鍋爐燃燒時(shí)產(chǎn)生有害氣體，是一種節(jié)能效果明顯，而且又具備環(huán)保意義的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3深化可再生能源的利用

隨著空調(diào)設(shè)備普及范圍的不斷擴(kuò)張，使空調(diào)的使用消耗更多的不可再生能源，還會對生態(tài)環(huán)境造成及其惡劣的影響。因此，如何在暖通空調(diào)系統(tǒng)中深化可再生能源的使用，便成為相關(guān)領(lǐng)域最為重要的研究課題之一。在目前技術(shù)條件下，地源熱泵技術(shù)與太陽能技術(shù)是采暖系統(tǒng)中的應(yīng)用較為常見，下文將對以上兩種技術(shù)的應(yīng)用理念進(jìn)行簡單講解。

（1）太陽能是現(xiàn)階段在各領(lǐng)域應(yīng)用最為頻繁的可再生能源，在建筑節(jié)能采暖領(lǐng)域的應(yīng)用被分為主動式與被動式兩種。被動式技術(shù)的應(yīng)用方式相對簡單，且成本較低，而且不需要其他能源進(jìn)行輔助。這一技術(shù)的基本理念就是利用科學(xué)化安排的建筑位置以及建筑群結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過自然取光的方式來利用日照帶來的熱能，是最為直接的太陽能使用方式，也是目前利用太陽能進(jìn)行建筑采暖的主流方式。而主動式太陽房的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)就比較復(fù)雜，而且成本也相對較高，還需要使用電能進(jìn)行輔助。這種采暖系統(tǒng)的組成設(shè)備包括風(fēng)機(jī)、散熱器、太陽能集熱設(shè)備等。此外，目前太陽能光電板與太陽能集熱板的使用技術(shù)也比較成熟，應(yīng)用太陽能集熱墻來實(shí)現(xiàn)太陽能利用也是一種可行的方法。

（2）地源熱泵與之前的采熱技術(shù)原理有著很大不同，這項(xiàng)技術(shù)需要利用地下土壤中的熱源，并通過一些例如電能一類的高位能源來實(shí)現(xiàn)從低溫位能向高溫位能轉(zhuǎn)化，進(jìn)而在建筑中建立一個(gè)能夠提供足量熱源以及供冷需求的中央系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)的最大優(yōu)勢，就是其提供的熱量較為穩(wěn)定，在冬季也不會降低其實(shí)際供暖效果。這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)供冷以及供暖的基本原理就是，在需要供暖時(shí)，將地下熱能抽取到室內(nèi)；在需要制冷時(shí)又可以將室內(nèi)的熱源釋放到地下。不僅能夠在地源供熱系統(tǒng)中起到蓄能作用，還可以提升空調(diào)設(shè)備在一年中的使用效率。

4暖通空調(diào)自控技術(shù)

先進(jìn)的暖通空調(diào)自控技術(shù)，不僅能夠使房間內(nèi)始終保持一個(gè)恒定的溫度與濕度，節(jié)約人力資源的使用，還能夠防止暖通空調(diào)出現(xiàn)過多的能量損耗，提升能源利用率。目前電子信息技術(shù)、以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，也為暖通空調(diào)的各項(xiàng)軟件以及硬件技術(shù)提供了更多的技術(shù)支持。利用先進(jìn)的軟件系統(tǒng)來組建暖通空調(diào)的中央監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對整體暖通空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及長時(shí)間數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)工作，例如將回風(fēng)中的二氧化碳含量控制在最小范圍內(nèi)，既能夠達(dá)到相關(guān)的衛(wèi)生要求，也能夠使能源得到最大化利用。此外，在暖通空調(diào)系統(tǒng)中擁有一個(gè)精準(zhǔn)可靠的計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的情況下，這個(gè)檢測系統(tǒng)就可以根據(jù)分析室內(nèi)和室外的空氣濕度以及溫度來判斷當(dāng)前季節(jié)，并在不違背用戶意愿的前提下，將室內(nèi)空氣的溫度與濕度控制在最佳的范圍內(nèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)自動運(yùn)作。這種先進(jìn)的控制系統(tǒng)，不僅能夠使空調(diào)系統(tǒng)的工作效率得到大幅提升。而且還可以對其進(jìn)行恒溫控制編程，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)對暖通空調(diào)進(jìn)行每年每月甚至每天不同的溫度設(shè)定要求，經(jīng)過相關(guān)部門調(diào)查，這種暖通空調(diào)自動控制系統(tǒng)能夠在不影響用戶體驗(yàn)的前提下，節(jié)約百分之十的能源。同時(shí)這一技術(shù)還有很大的開發(fā)空間，其控制界面中一些便捷的軟件，也能夠?yàn)榭照{(diào)系統(tǒng)的可操控性提供保障。

5結(jié)束語

如何實(shí)現(xiàn)科技發(fā)展與自然資源開發(fā)二者之間的平衡，是近幾年來全世界各領(lǐng)域發(fā)展都頗為關(guān)注的問題。而暖通空調(diào)作為一種使用普及率較高，資源消耗量較大的電器設(shè)備，其節(jié)能系統(tǒng)的開發(fā)工作就顯得更為重要。在此，希望本文對暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)中問題的分析與解答，能夠?yàn)橄嚓P(guān)單位以及工作人員對暖通空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研究工作提供一個(gè)具有參考價(jià)值的文獻(xiàn)資料，進(jìn)而使我國此項(xiàng)工作水平得到進(jìn)一步提升。