关于建筑暖通空调节能设计的分析

发表时间:2020/7/23   来源:《城镇建设》2020年4月11期   作者: 顾飞 曾伟 刘兰会
[导读] 本文作者从室内参数的选取、水源热泵的应用与冰蓄冷空调技术的发展等多方面论述暖通行业在设计方面的节能方式

         摘  要:本文作者从室内参数的选取、水源热泵的应用与冰蓄冷空调技术的发展等多方面论述暖通行业在设计方面的节能方式,并大力提倡暖通设计时要考虑节能问题,以达到节约能源,减少碳排放的目的。
         关键词:建筑;暖通节能设计;分析
        
         目前,节能减排理念已经渗透到各个行业,在空调领域不仅要求在使用上的舒适性,而且对节能效果要求也越来越高,这也是持续发展必然的选择。一般在对建筑进行设计时,一贯的主题就是节能减排和环保,在建筑工程中暖通空调属于能源的消耗大户,通过对暖通空调开展节能设计,顺应了当前对空调和建筑进行设计中的主流形式,同时,还会对生态环境的保护以及打造绿色节能社会起到很大的促进作用。
1 室内参数
         人对舒适感要求标准是很大,公共建筑空调要求很高,但是对于民用空调可以有一个相对宽松的舒适区。民用建筑的特点是供人们昼夜连续使用它对室温和空气质量有较高的要求,在类似“三北”地区除设置供暖设备,还要求有适当的通风换气,城镇居民建筑以多层为主,层高一般为 2.7~3.0m,开问为 3.3~4.2m;人均占有居住面积 7~8,占有居住容积 18.2~20.8,建筑的体型系数控制在 0.35 左右。
         据中国节能纲要的要求,建筑节能应实现 65%,其中供暖节能应占到 20%以上。一般来说,夏季室内空调设计温度不高于 28℃,相对湿度≤60%;冬季室内空调设计温度不低于 15℃,相对湿度≥35%为宜。
         在夏季供冷工况下,室内计算温度每升高 1T,能耗减少 8%~10%;冬季供暖工况下,室内计算温度每降低 1℃,能耗减少 5%~10%。因此夏季提高室内设计温度和冬季降低室内设计温度对空调系统的节能是十分有意义的。
         2 采用水源热泵技术
         现在温室效应严重全球正在节能减排,水源热泵是以水为介质来提取能量实现制热和制冷的一个或一组系统。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器,收集了 47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的 500 倍还多(地下的水体是通过土壤间接地接受太阳辐射能量),而且是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接收和发散的相对的均衡。水作为热泵制热、制冷过程的介质,满足以下两个条件即可利用:一是水的温度在 7~30℃之间,二是水量要充足。水源水可以是各种工业用废水、生活用水、海水、江、河水等,甚至是各种工业余热。提取水中的热 (冷) 量比较简单易行的方式是打井,利用井泵提取地下水作为循环介质。

冬季时,以地下水为“热源”,源源不断的将 7℃以上的地下水通过热泵机组的蒸发器提出大约 4℃以上的热量,使其降至 3℃再注回地下,水在地下渗流过程中又吸收地下热量,温度又升至7℃以上,然后又被提升上来,如此不断循环,机组吸收的热量再被机组的冷凝器释放出来,用以加热供暖的水系统,使供水温度可达 55℃以上,此温度成为空调供暖(国家标准45℃) 和地板热供暖 (国家标准40℃) 的最佳温度;夏季时,利用地下水(水温低于 14℃) 做冷却水,而常规制冷设备是利用冷却塔循环冷却,水温一般都在 30~40℃,夏季的地下水只有 14~18℃,要比循环冷却水温度低于 16~22℃,从而提高了机组的工作效率,达到了节能、降耗的作用。
过渡季节,应用中央空调可以考虑将地下水抽取上来直接作为冷媒输入系统,不需要机组开机运行,可以节省大量的能源。水源热泵技术利用地表水作为空调机组的冷热源,通常水源热泵水泵消耗 1kW 的能量,用户可以得到 4kW 以上的热量或冷量而且还具有以下优点。
第一,水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术能够环保,而水源热泵利用了水作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。
         供热时省去了燃煤、燃气、燃油等,没有燃烧过程而且避免了排烟、排污等污染;供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的水耗及噪音污染,能够达到减少污染目的。
         第二,节能水源热泵使用的电能本身为一种清洁的能源,但在发电时,消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。设计良好的水源热泵机组,与空气源热泵相比,相当于减少 30%以上的电力消耗,与电供暖相比,相当于减少 70%以上的电力消耗,可以达到节能的目的。
         3 冰蓄冷技术
         我国电力供应紧张,特别是东部沿海地区缺电更为严重。目前,电力供应紧张有两个特点:一是电网负荷率低,系统峰谷差加大。二是工业用电比重相对减少,城市生活、商业用电快速增长,城市电网远不能适应,电力供应矛盾日益突出,成为制约国民经济发展的重要因素。冰蓄冷作为新世纪的重要节能手段发展方向之一,是造福人类并具有广阔的发展前景的新技术,有着良好的社会效应和经济效益,在世界能源和环保日益重要的今天,冰蓄冷将作为我国电力移峰填谷,提高电网用电负荷率,改善电力投资综合效益和减少 CO2、硫化物排放量来保护环境的重要手段。
         冰蓄冷是利用夜间低谷电力制冰并蓄存起来,在白天用电高峰时候用蓄存的冰作为冷源供给空调系统,以减轻白天电网的高峰负荷,达到为电网削峰平谷的目的。传统冰蓄冷空调以静态制冰方式运行,制冰速度低、设备庞大、换热效率差、制冷机能耗高等问题无法克服。
动态冰蓄冷则以动态的过冷水来制冰,换热效率高、制冰速度快、设备紧凑、制冷机能耗低等优点十分突出,是国际上冰蓄冷的主要发展方向。动态蓄冰是将蓄冰槽置于平板式蒸发器的下方,在夜间蓄冰开始时由泵将槽内水送至平板式蒸发器上方喷洒,当在板表面形成一定厚度的冰,白天空调正常工作时,将热气制冷剂送入平板蒸发器内,是表面上的冰融解脱落至下部槽内,落冰完成后又开始制冰过程,如此反复进行,夜间蓄冰,白天融冰,从而达到电网削峰平谷的目的。
          结束语:
         现在世界范围内的节约运动正在展开,它关乎环保、可持续发展、循环经济的大事,现在给发展中国家制定的碳排放标准特别高,近期的我国提出了要建设资源节约型、环境友好型社会,大力提倡建筑节能,并在具体制定节能工作目标下,实现建筑节能,只有我们坚定不移的坚持节能减排,才能让我们生活的环境不被破坏,给子孙后代留下一个绿色的世界。
  参考文献:
[1]王丁超.建筑暖通空调节能设计与暖通工程造价成本控制[J].中国房地产业,2019,(36).
[2]丛璟.建筑暖通空调节能优化设计方法分析[J].城市建筑,2017,(9)
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