建筑空调节能技术在暖通空调系统的作用

建筑空调节能技术在暖通空调系统的作用

颜心茂

雷州市平安建筑工程有限公司524200

【摘要】节能对于我国现代化建设来说，具有更重大的意义。目前，全国各地电力十分紧张，但所需能量也在迅速增长。因此，在空调设计中应注意改善围护结构的热工性能和热设备的保温性能；空调系统方案要节约能源，充分回收能量，并尽可能利用天然能源，同时采取自控节能等措施。本文通过分析暖通空调系统能耗的构成及主要特点，针对当前在节能方面面临的问题，提出解决途径与方法。

【关键词】建筑空调；节能技术；暖通空调；系统

前言

为了维持建筑物内部空气环境适宜的温湿度，现代建筑中通常采用设置暖通空调系统来保证这一需求，而所消耗的能量即为暖通空调系统的能耗。暖通空调系统的能耗主要体现在系统的设计、选型、运行管理的不合理将会降低能量使用效率。其次为维持室内空气环境所需的冷热能量品位较低且有季节性。这就使在具备条件的情况下有可能利用天然能源来满足要求，如太阳能、地热能、废热、浅层土壤蓄热等。

一、建筑空调节能运行技术

1.1蓄热技术

目前我国主要使用电锅炉蓄热式系统且以水作为蓄热介质。所谓电力蓄热系统，就是以电锅炉为热源，利用低谷廉价电力，对水加热，并将其储存在蓄热水箱中，在电网高峰时段关闭电锅炉，由储存在蓄热水箱中的热水供热。其优点是不择出有害气体，无污染、无噪声，比煤锅炉、油锅炉的热效率高，又能充分利用低谷电，运行费用低。

1.2热回收技术

中央空调热回收技术，充分利用热回收技术，充分利用空调系统的废热，如冷凝热、锅炉烟气排热或发电机排气废热等，将低晶位热量有效地利用起来，结合蓄能技术，为用户免费提供采暖和生活热水，达到节约能源的目的。

1.3排风余热回收

一般的空调系统都要设计新风系统来稀释室内的有害物，以保证室内空气品质；为了保证室内的风量平衡.使新风顺利进入室内，同时还要设计排风系统。夏季，白天排风温度低于室外新风温度，室内含湿量也低于室外新风含湿量。利用热回收对排风和新风进行热交换，可以降低新风温度和湿度。冬季，拷风温度高于室外新风温度，排风含湿量高于室外新风含湿量，全热回收可以利用排风热量预热和加湿新风。具体做法为，在排风出口安装热交换器，排风和新风分别通过各自的通道进行间接接触换热；利用排风余热来预热新风（或者利用余冷宋预冷新风）从而达到回收排风余热的目的。目前可以采用的热回收设备分为显热回收型和全热回收型两种。热回收设备可大致分为转轮全热交换器、板式显热交换器、板翘式全热交换器、中间热媒式热交换器和热管式换热器等等。

1.4制冷机组的冷凝热回收

传统的空调模式只是单方面关注能够为室内创造一个舒适的环境，而忽略了能源的综合利用。空调制冷机组在制冷工况运行时，需向大气环境排放大量的冷凝热。制冷机排放的冷凝热量为其吸热与其输入功之和。即冷凝热量为制冷量的（1+l／COP）倍。一般地，压缩式制冷机的冷凝热量约为制冷量的1.15…1，30倍，吸收式约为2.5倍。大量的冷凝热直接排入大气中，不仅造成能源的浪费，而且这部分热量的散失，使得周围的环境温度升高，造成严重的环境热污染。如果，把这部分冷凝热回收，用来加热诸如宾馆、住宅的生活热水，不仅解决了环境污染问题，而且节约能源，变废为宝。

1.5变频技术

在空调器中，变频技术是通过变频器改变电源频率，从而改变压缩机的运转转速的一种技术。一般多用于家用空调器。分直流变频空调和交流变频空调器。不同类型的冷水机组都有较完善的自动控制调节装置，能随负荷变化自动调节运行状况，保持高效率运行。空调机组、末端设备和水泵等设备采用变频控制，可以使该部分设备的能耗减少30％以上。

1.6减少冷热负荷技术

冷热负荷是空调系统最基础的数据，制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵以及给房间送冷、送热的空调箱、风机盘管等规格型号的选择都是以冷热负荷为依据的。如果能减少建筑的冷热负荷，不仅可以减小制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵、空调箱、风机盘管等的型号，降低空调系统的初投资，而且这些设备型号减小后，所需的配电功率也会减少，这会造成变配电设备初投资减少以及上述空调设备日常运行耗电量减少，运行费用降低。所以减少冷热负荷是商业建筑节能量根本的措施.可以通过采取改善建筑的保温隔热性能的措施来达到减少冷热负荷的目的。改善建筑的保温隔热性能可以从以下几个方面着手：①通过对建筑围护结构（包括屋顶、外墙、外门宙等）使用保温隔热材料；②节能门窗、遮阳与通风设施等。

二、空调系统能源利用的节能技术

2.1自然冷源免费供冷技术

新风免费供冷：有些建筑的空调系统中，需要大量引入新风以满足室内空气品质的要求。根据其新风引入方式，还可以通过在过渡季节和冬季直接引入室外的温湿度相对较低的新风来带走房间内所产生的各项热湿负荷，无需使用集中制冷系统，达到免费”供冷的节能效果。在夏季时，利用夜间相对低温的新风，何以在非营运时间预先冷却室内空气，带走部分室内热量，减少旧天工作时间的室内冷负荷，实现间歇性的免费预冷。

2.2水源热泵和地源热泵技术

2.2.1水源热泵

水源热泵是一种利用地球表面或浅层水源（如地下水、河流和湖泊），或者人工再生水源（工业废水、废气等）的既可供热又町制冷的高效节能空调系统.该系统利用热泵机组实现低温位热能向高温位转移。将蓄能水体分别在冬，夏季作为供暖的热源，和空凋的冷源，即在冬季，把水体中的热量‘取”出来。提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到水体中法.同一系统可实现三大功能：冬季供暖、夏季制冷和提供日常生活用热水.地球表面或浅层水源的温度一年四季相对稳定，一般为10~25"C，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。水源热泵消耗lkW?h的电量，用户可以得到4.3-5.OkW?h的热量或5.4~6.2kW?L的冷量。与空气源热泵相比，其运行效率要高出20-60％，运行费用仅为普遁中央空调的40-60％.系统运行过程中，无燃烧，无任何固态、液态或气态污染物排放。水源热泵是目前空调系统中能效比（COP值）最高的制冷、制热方式，理论计算可达到?，实际运行为4-6。

2.2.2地源热泵

地源热泵是一种利用地下浅层土壤的热资源，通过输入少量的高位能源（如电能）将低温位能向高温位Q6转移，以实现既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵利用地能一年，四季温度稳定的特点，冬季把地能作为热泵供暖的热源，即把高于环境温度的地能中的热能取出来供给室内采暖。夏季把地能作为空调的冷源，即把室内的热能取出来释放到低于环境温度的地源中。在地源热泵系统中大地起到了蓄能器的作用，进一步提高了空调系统全年的能源利用效率，地源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比也可以减少400％以上；与电供暖相比可以减少70％以上，它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50％，比燃气锅炉的效率高’出了75％。具有显著的环保节能效益。

三、太阳能在建筑空调节能中的利用

太阳能的热利用是目前建筑中利用太阳能的主要利用形式.它包括被动式和主动式两种形式。被动式太阳能房的结构相对简单、造价低、不需要任何辅助能源，通过建筑方位合理布置和建筑构件的恰当处理，以自然热交换方式来利用太阳能。它是太阳能建筑发展的主流。主动式太阳房结构较为复杂，造价较高，需要用电作为辅助能源。采暖降温系统由太阳集热器、风机、泵、散热器及储热器等组成。此外，太阳能集热板、太阳能光电板发电技术等先进技术已经在建筑节能领域得到广泛的应用.在建筑外围护结构中还可采用太阳能集热墙，利用太阳能采暖。夏季，天气越热，空调的负荷越大，需要的制冷量就越大，而此时太阳辐射最强，提供的热能最多，太阳能空调提供的冷量也就最高。冬季，太阳能辐射减弱，但所需的制热循环水温度不高（65"C11p可），在满足制冷工况的集热面积下，同样能满足制热负荷要求。中国太阳能资源十分丰富且分布广泛，有2／3的地区年日照时数达2000h。太阳能空调利用免费的阳光，因此运行成本极低，在较短的时间内即可收回设备投资。用户可近乎奢侈地享受空调.具有运行无污染；减少社会污染整体排放的优点，太阳能空调可提供制冷、制热和卫生用热水，基本可以满足一般建筑需求是最有效、最经济、最节能、最环保的空调。

结束语

现在我国非常重要节能技术，在建筑暖通空调领域也不例外，目前，我们须在工程设计和节能技术开发及可再生能源的循环利用加倍努力，充分发挥技术人员的专业知识，积极推动各种新能源在建筑中的应用。这些能源的开发利用日益引起世界各国的重视，它将是解决世界能源危机的根本措施。因此，在建筑暖通空调领域开展节能减排工作势在必行。

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