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暖通空調系統節能設計分析
在暖通空調設計中應注意改善圍護結構的熱工性能和熱設備的保溫性能;空調系統方案要節約能源,充分回收能量,并盡可能利用天然能源,同時(shí)采取自控節能等有效途徑，在設計上合理選擇采暖、通風(fēng)與空調相結合的節能系統,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系統節能設計分析，歡迎大家閱讀瀏覽。
1.概述
隨著(zhù)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(lái)越大,在發(fā)達國家已達到 40%,我國長(cháng)期以來(lái),由于過(guò)分強調建筑造價(jià)、個(gè)體利益,加之沒(méi)有建筑節能方面的標準規范可供依據,導致重復建設、質(zhì)量結癥問(wèn)題的存在,致使能源浪費情況嚴重。建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通風(fēng)、空調、照明、電器和熱水供應等需求方面的能耗,為了維持建筑物內部空氣環(huán)境適宜的溫濕度,現代建筑中通常采用設置暖通空調系統來(lái)保證這一需求,而所消耗的能量即為暖通空調系統的能耗。這部分能耗中包括建筑物冷熱負荷引起的能耗、新風(fēng)負荷引起的能耗及輸送管道散熱引起的能耗。影響暖通空調系統能耗的主要因素有室外氣候條件、室內設計標準、圍護結構特征、室內人員及設備照明的狀況以及新風(fēng)系統的設置等。就我國暖通空調系統節能的有效對策談幾點(diǎn)看法。
2.暖通空調系統節能的設計思路
2.1 方案設計
現在非常流行的空調設計方案是: 在低能耗，高室內環(huán)境品質(zhì)的前提下，風(fēng)量可調的置換式送風(fēng)系統、冷輻射吊頂系統、結合冰蓄冷的低溫送風(fēng)系統以及去濕空調系統。為了平衡高層辦公樓中設備、照明等主要熱源形成的輻射熱量采用輻射形式供冷。冷輻射吊頂應結合置換式送風(fēng)，將新風(fēng)采用下送風(fēng)方式送入室內，既保證室內空氣品質(zhì)，又保證良好的室內熱環(huán)境。而采用空調去濕方案，首先可以保證室內空氣品質(zhì): 其次保證了綠色建筑中室內濕度可控制在 60%以下的要求。
2.2 具備良好的通風(fēng)系統
綠色建筑應該具備良好的通風(fēng)系統，實(shí)現合理的自然通風(fēng)，但某些建筑由于裝修材料含有揮發(fā)性有害物質(zhì)造成室內空氣污染，所以新風(fēng)在室內的流動(dòng)對健康是必不可少的。
2.3 蒸發(fā)冷卻技術(shù)
蒸發(fā)冷卻空調技術(shù)是一種綠色仿生空調技術(shù)，包括間接蒸發(fā)冷卻( IEC) 和直接蒸發(fā)冷卻( DEC) 。該系統采用水作為制冷劑，實(shí)現空調運行對環(huán)境無(wú)污染: 另外，蒸發(fā)冷卻系統的 COP值比機械制冷大得多，且它的制冷不消耗壓縮功，是一種節能環(huán)保型綠色空調技術(shù)。
2.4 地源熱泵空調系統
地源熱泵空調系統是利用土壤、地下水或江河湖水作為冷熱源的一種高效空調方式。土壤是一種很適宜的熱源，其溫度適宜、穩定，蓄熱性能好且到處都有。地源熱泵全年運行工況穩定，不需要其他輔助熱源及冷卻設備即可實(shí)現冬季供熱夏季供冷。地源熱泵的 COP 值可達 4. 0 以上。對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(guò)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.暖通空調領(lǐng)域節能的途徑與方法
3.1 改善建筑圍護結構的保溫性能,減少冷熱損失
對于暖通空調系統而言,圍護結構的保溫性能決定其傳熱系數的大小,亦即決定圍護結構冷、熱負荷的大小。所以在國家出臺的建筑節能設計規范和標準中,首先要求的就是提高圍護結構的保溫隔熱性能。適當增加墻體、屋頂的保溫性能,可以減少通過(guò)這些圍護結構產(chǎn)生的冷、熱負荷。例如:采用新型節能墻體)))小型混凝土空心砌塊做墻體可有效減輕建筑物的負荷,其墻體傳熱系數K=0.54 W/m2,比傳統黏土實(shí)心磚墻節能一倍以上。根據權威部門(mén)對住宅圍護結構的熱工測試結果證明,住宅內熱量損失有40%~50%是由于門(mén)窗的冷風(fēng)滲透和外門(mén)的冷風(fēng)侵入,所以應盡量采用密封性好、保溫節能的新型塑鋼門(mén)窗。
3.2 空調新風(fēng)量影響空調系統能耗
空調新風(fēng)問(wèn)題是影響空調是否節能的一個(gè)重要方面,新風(fēng)量過(guò)多會(huì )增加其負荷,進(jìn)而增加電耗,處理的新風(fēng)量過(guò)少則會(huì )影響空調環(huán)境的質(zhì)量,因此針對具體的空調環(huán)境做好送風(fēng)溫度和新風(fēng)比例的調整非常有利于節能。比如,對于夏季需供冷、冬季需供熱的空調房間,室外新風(fēng)量愈大,系統能耗愈大,在這種情況下,室外新風(fēng)應控制到衛生要求的最小值。而在過(guò)渡季節,空調室內一般不需供冷或供熱,可全部采用新風(fēng),這種方法是空調系統最有效的節能措施之一。
3.3 空調方式影響空調系統能耗
選擇合適的空調方式是空調節能的一個(gè)重要方面。近幾年來(lái),變頻空調因其具有節能和提供舒適內環(huán)境的顯著(zhù)特點(diǎn)而得到飛速發(fā)展,到目前為止,日本變頻空調器占其住房空調器市場(chǎng)銷(xiāo)售份額的80%以上。根據日本JRA404標準,變頻空調器季節能效比遠高于定頻空調器,在冷負荷相當的情況下使用變頻空調器消耗的功率僅為定頻空調器的66%,即省電34%。因此,變頻空調應是空調發(fā)展的一個(gè)趨勢,使空調盡可能達到節能要求。在中央空調系統中,我們應采用變頻技術(shù),其主要有兩種形式:用變速泵和變速風(fēng)機替代調節閥,減少系統內部消耗,提高整機效率,或者采用變流量技術(shù),根據空調負荷改變水流量或風(fēng)流量,從而達到節能效果。
3.4采用新型節能方式
影響人體熱舒適性的環(huán)境參數眾多,不同的環(huán)境參數組合可以得到相同的熱舒適性效果,但不同的熱濕環(huán)境參數組合，空調系統的能耗是不相同的。例如在冬季,如果我們采用傳統的空調方式,把整個(gè)室內的空氣加熱,通過(guò)空氣實(shí)現人體與環(huán)境的熱濕交換,就需要較高的空氣溫度,此時(shí)通過(guò)維護結構的熱損失和加熱新風(fēng)的熱損失都比較大。如果我們根據熱濕環(huán)境的研究成果,改變傳統的空調方式,增加輻射熱,此時(shí)所需要的空氣溫度顯著(zhù)下降,一般可達到14℃,而傳統空調方式一般在 20℃,顯然后者比前者具有顯著(zhù)的節能效果。
3.5 冷熱回收利用的研究運用,實(shí)現能源最大限度的利用
目前許多空調系統冷熱回收利用研究也在蓬勃發(fā)展,如空調系統排風(fēng)的全熱回收器,夏季利用冷凝熱的衛生熱水供應等,都是對系統冷熱的回收利用,顯著(zhù)提高了空調系統能源利用率。從節能考慮,將系統中需排掉的余熱移向需要熱的地方是節能的一種趨勢。全熱交換器的熱傳遞效率現可達到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。相對來(lái)說(shuō),熱泵系統回收方式更普遍,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)和低溫熱源(如地下熱水、低溫太陽(yáng)熱和余熱)來(lái)節約大量供熱燃料,是一種新型的高效利用低溫能源的節能技術(shù)。如果熱泵與直接接觸式熱回收設備聯(lián)合使用,其熱回收效率比單一設備要高得多。
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