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暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)分析
在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能和熱設(shè)備的保溫性能;空調(diào)系統(tǒng)方案要節(jié)約能源,充分回收能量,并盡可能利用天然能源,同時(shí)采取自控節(jié)能等有效途徑，在設(shè)計(jì)上合理選擇采暖、通風(fēng)與空調(diào)相結(jié)合的節(jié)能系統(tǒng),以有效降低建筑物的冷熱損失。那么，下面是小編為大家提供暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)分析，歡迎大家閱讀瀏覽。
1.概述
隨著我國城市化的飛速發(fā)展和人們生活水平的提高,建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大,在發(fā)達(dá)國家已達(dá)到 40%,我國長期以來,由于過分強(qiáng)調(diào)建筑造價(jià)、個(gè)體利益,加之沒有建筑節(jié)能方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可供依據(jù),導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)、質(zhì)量結(jié)癥問題的存在,致使能源浪費(fèi)情況嚴(yán)重。建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、電器和熱水供應(yīng)等需求方面的能耗,為了維持建筑物內(nèi)部空氣環(huán)境適宜的溫濕度,現(xiàn)代建筑中通常采用設(shè)置暖通空調(diào)系統(tǒng)來保證這一需求,而所消耗的能量即為暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗。這部分能耗中包括建筑物冷熱負(fù)荷引起的能耗、新風(fēng)負(fù)荷引起的能耗及輸送管道散熱引起的能耗。影響暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的主要因素有室外氣候條件、室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)特征、室內(nèi)人員及設(shè)備照明的狀況以及新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置等。就我國暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的有效對(duì)策談幾點(diǎn)看法。
2.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的設(shè)計(jì)思路
2.1 方案設(shè)計(jì)
現(xiàn)在非常流行的空調(diào)設(shè)計(jì)方案是: 在低能耗，高室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的前提下，風(fēng)量可調(diào)的置換式送風(fēng)系統(tǒng)、冷輻射吊頂系統(tǒng)、結(jié)合冰蓄冷的低溫送風(fēng)系統(tǒng)以及去濕空調(diào)系統(tǒng)。為了平衡高層辦公樓中設(shè)備、照明等主要熱源形成的輻射熱量采用輻射形式供冷。冷輻射吊頂應(yīng)結(jié)合置換式送風(fēng)，將新風(fēng)采用下送風(fēng)方式送入室內(nèi)，既保證室內(nèi)空氣品質(zhì)，又保證良好的室內(nèi)熱環(huán)境。而采用空調(diào)去濕方案，首先可以保證室內(nèi)空氣品質(zhì): 其次保證了綠色建筑中室內(nèi)濕度可控制在 60%以下的要求。
2.2 具備良好的通風(fēng)系統(tǒng)
綠色建筑應(yīng)該具備良好的通風(fēng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)合理的自然通風(fēng)，但某些建筑由于裝修材料含有揮發(fā)性有害物質(zhì)造成室內(nèi)空氣污染，所以新風(fēng)在室內(nèi)的流動(dòng)對(duì)健康是必不可少的。
2.3 蒸發(fā)冷卻技術(shù)
蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)是一種綠色仿生空調(diào)技術(shù)，包括間接蒸發(fā)冷卻( IEC) 和直接蒸發(fā)冷卻( DEC) 。該系統(tǒng)采用水作為制冷劑，實(shí)現(xiàn)空調(diào)運(yùn)行對(duì)環(huán)境無污染: 另外，蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的 COP值比機(jī)械制冷大得多，且它的制冷不消耗壓縮功，是一種節(jié)能環(huán)保型綠色空調(diào)技術(shù)。
2.4 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)
地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用土壤、地下水或江河湖水作為冷熱源的一種高效空調(diào)方式。土壤是一種很適宜的熱源，其溫度適宜、穩(wěn)定，蓄熱性能好且到處都有。地源熱泵全年運(yùn)行工況穩(wěn)定，不需要其他輔助熱源及冷卻設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)冬季供熱夏季供冷。地源熱泵的 COP 值可達(dá) 4. 0 以上。對(duì)于采用深井回灌方式的水源熱泵，由于地下水抽出后經(jīng)過換熱器回灌至地下，屬全封閉方式。因此不使用任何水資源，也不會(huì)污染地下水源。
3.暖通空調(diào)領(lǐng)域節(jié)能的途徑與方法
3.1 改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能,減少冷熱損失
對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定其傳熱系數(shù)的大小,亦即決定圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷、熱負(fù)荷的大小。所以在國家出臺(tái)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中,首先要求的就是提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。適當(dāng)增加墻體、屋頂?shù)谋匦阅?可以減少通過這些圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的冷、熱負(fù)荷。例如:采用新型節(jié)能墻體)))小型混凝土空心砌塊做墻體可有效減輕建筑物的負(fù)荷,其墻體傳熱系數(shù)K=0.54 W/m2,比傳統(tǒng)黏土實(shí)心磚墻節(jié)能一倍以上。根據(jù)權(quán)威部門對(duì)住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工測試結(jié)果證明,住宅內(nèi)熱量損失有40%~50%是由于門窗的冷風(fēng)滲透和外門的冷風(fēng)侵入,所以應(yīng)盡量采用密封性好、保溫節(jié)能的新型塑鋼門窗。
3.2 空調(diào)新風(fēng)量影響空調(diào)系統(tǒng)能耗
空調(diào)新風(fēng)問題是影響空調(diào)是否節(jié)能的一個(gè)重要方面,新風(fēng)量過多會(huì)增加其負(fù)荷,進(jìn)而增加電耗,處理的新風(fēng)量過少則會(huì)影響空調(diào)環(huán)境的質(zhì)量,因此針對(duì)具體的空調(diào)環(huán)境做好送風(fēng)溫度和新風(fēng)比例的調(diào)整非常有利于節(jié)能。比如,對(duì)于夏季需供冷、冬季需供熱的空調(diào)房間,室外新風(fēng)量愈大,系統(tǒng)能耗愈大,在這種情況下,室外新風(fēng)應(yīng)控制到衛(wèi)生要求的最小值。而在過渡季節(jié),空調(diào)室內(nèi)一般不需供冷或供熱,可全部采用新風(fēng),這種方法是空調(diào)系統(tǒng)最有效的節(jié)能措施之一。
3.3 空調(diào)方式影響空調(diào)系統(tǒng)能耗
選擇合適的空調(diào)方式是空調(diào)節(jié)能的一個(gè)重要方面。近幾年來,變頻空調(diào)因其具有節(jié)能和提供舒適內(nèi)環(huán)境的顯著特點(diǎn)而得到飛速發(fā)展,到目前為止,日本變頻空調(diào)器占其住房空調(diào)器市場銷售份額的80%以上。根據(jù)日本JRA404標(biāo)準(zhǔn),變頻空調(diào)器季節(jié)能效比遠(yuǎn)高于定頻空調(diào)器,在冷負(fù)荷相當(dāng)?shù)那闆r下使用變頻空調(diào)器消耗的功率僅為定頻空調(diào)器的66%,即省電34%。因此,變頻空調(diào)應(yīng)是空調(diào)發(fā)展的一個(gè)趨勢,使空調(diào)盡可能達(dá)到節(jié)能要求。在中央空調(diào)系統(tǒng)中,我們應(yīng)采用變頻技術(shù),其主要有兩種形式:用變速泵和變速風(fēng)機(jī)替代調(diào)節(jié)閥,減少系統(tǒng)內(nèi)部消耗,提高整機(jī)效率,或者采用變流量技術(shù),根據(jù)空調(diào)負(fù)荷改變水流量或風(fēng)流量,從而達(dá)到節(jié)能效果。
3.4采用新型節(jié)能方式
影響人體熱舒適性的環(huán)境參數(shù)眾多,不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果,但不同的熱濕環(huán)境參數(shù)組合，空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。例如在冬季,如果我們采用傳統(tǒng)的空調(diào)方式,把整個(gè)室內(nèi)的空氣加熱,通過空氣實(shí)現(xiàn)人體與環(huán)境的熱濕交換,就需要較高的空氣溫度,此時(shí)通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失和加熱新風(fēng)的熱損失都比較大。如果我們根據(jù)熱濕環(huán)境的研究成果,改變傳統(tǒng)的空調(diào)方式,增加輻射熱,此時(shí)所需要的空氣溫度顯著下降,一般可達(dá)到14℃,而傳統(tǒng)空調(diào)方式一般在 20℃,顯然后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。
3.5 冷熱回收利用的研究運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)能源最大限度的利用
目前許多空調(diào)系統(tǒng)冷熱回收利用研究也在蓬勃發(fā)展,如空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)的全熱回收器,夏季利用冷凝熱的衛(wèi)生熱水供應(yīng)等,都是對(duì)系統(tǒng)冷熱的回收利用,顯著提高了空調(diào)系統(tǒng)能源利用率。從節(jié)能考慮,將系統(tǒng)中需排掉的余熱移向需要熱的地方是節(jié)能的一種趨勢。全熱交換器的熱傳遞效率現(xiàn)可達(dá)到75%~80%。還有一些常用熱回收裝置,如熱管換熱器、板式換熱器、熱回收環(huán)路等。相對(duì)來說,熱泵系統(tǒng)回收方式更普遍,熱泵可以回收100e~120e以下的廢熱,可利用自然環(huán)境(如空氣和水)和低溫?zé)嵩?如地下熱水、低溫太陽熱和余熱)來節(jié)約大量供熱燃料,是一種新型的高效利用低溫能源的節(jié)能技術(shù)。如果熱泵與直接接觸式熱回收設(shè)備聯(lián)合使用,其熱回收效率比單一設(shè)備要高得多。
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