基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计研究

发表时间:2021/3/4   来源:《科学与技术》2020年10月29期   作者:熊坤
[导读] 暖通空调系统是建筑工程的重要组成部分之一,是确保建筑室内环境舒适性的关键
        熊坤
        成都双流国际机场股份有限公司机电中心  610200
        摘要:暖通空调系统是建筑工程的重要组成部分之一,是确保建筑室内环境舒适性的关键。同时,也是建筑中能耗较高的环节。在节能降耗、绿色环保的理念下,应当在暖通空调系统节能设计中,对绿色理念进行合理运用。
        关键词:绿色理念;建筑暖通;空调系统;节能设计
        引言
        随着人类社会的快速发展,环境资源问题日益突出。保护好我们的环境,守住绿水青山,成为全社会共同关心的话题。为此,将绿色理念融入到我们的生产生活中已经迫在眉睫。这对空调行业的发展提出了新挑战与新要求。只有重视对空调设计与建造技术的研究与优化,将绿色理念渗透其中,才能更好地节能降耗。为此,本文以建筑暖通空调系统设计为例,探讨绿色理念下暖通空调系统的节能设计策略。
        1?建筑暖通空调节能设计引入绿色理念的重要意义
        (1)有助于能耗的全面降低。通过对既有建筑的能耗情况进行分析后发现,暖通空调系统的能耗占比呈现出不断上升的趋势,这对于建筑节能十分不利,若是任由该情况继续发展,则极有可能引起能源耗费问题。而在建筑暖通空调系统节能设计中引入绿色理念,可以实现从材料采购、运输、安装直至运行全过程的能耗控制目标,有利于系统能耗的全面降低。
        (2)有助于减轻周边环境污染。建筑暖通空调系统在进行节能设计的过程中,通过各种节能技术措施的运用,可以使系统的总体能耗随之降低。但是,这一过程可能会对建筑周边环境造成污染和破坏。而绿色理念的引入,能够使暖通空调系统在节能降耗的同时,减少各种污染物的排放,从而达到保护自然生态环境的目的。
        (3)有助于能源的回收再利用。在建筑暖通空调系统运行时,会排放出一定的废气,并且还会产生其他废物。通过绿色理念的引入,能够对这部分废气和废物进行回收再利用,提高了能源和资源的利用效率,减少了不必要的浪费,如利用热回收装置可对余热进行回收利用等。
        2、基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计方法
        2.1对热源要合理选择
        热源属于建筑暖通空调系统设计中的一个主要部分。目前,热电站、锅炉房、热泵装置是建筑暖通空调节能系统的几种常用热源。从运行实践与相关资料发现,在这几种热源当中,地源热泵的效果明显,节能效益比较好。其中,热电联产的能源效率是当前几种热源中能源效率最大的。将新型能源应用到建筑暖通空调节能系统中,由于其能量来自地表以下,不需要消耗任何一级能源,且单位体积内可利用能量较大,不仅能提高能源的利用率,达到节能目的,也能把绿色环保理念转换成看得见摸得着的现实。能明显减少硫化物及粉尘颗粒物等环境污染物的排放量,从而明显改善环境质量。另外,设计人员要综合考虑建筑的具体状况,合理选取热源,并制定节能环保标准,在此基础上进行建筑暖通空调节能系统的设计工作。
        2.2尝试运用清洁与可再生能源
        能源是系统正常运行的前提与保障,对暖通空调系统来说也是一样的。因此,在设计建筑节能型暖通空调系统过程中首要考虑的问题就是能源。工作人员在设计过程中要尽量选择可再生与清洁能源,运用新型能源去达到空调节能系统的绿色理念,减少碳排放量。目前,可考虑的清洁能源技术主要有太阳能、地源热泵技术、冰蓄冷系统优化技术。太阳能是一种绿色、环保能源,供暖系统由集热器、换热水箱等部分组成,可提供热水。地源热泵技术能解决制冷与供热方面的问题,节能效果显著,既能对大气污染物排放产生控制效果,也能明显改善环境质量。冰蓄冷系统优化技术是利用冰的蓄冷量比水高,热损失相对少的原理,达到低温度送风,节约电能的目的。为此,可在暖通空调设计中结合实际合理选择上述能源作为系统的供应能源。


        2.3注意减少能量传输过程中的损耗
        建筑暖通空调系统的正常运行必然伴有一些持续稳定能源的消耗。在能源运输过程中不可避免存在部分能源损耗问题。为此,要尽量采取有效措施减少能源传输中的损耗量,保证将损耗量减少到最小。在设计建筑暖通空调系统的时候也需重视这一问题,将节能设计提前到运输环节。首先,在设计过程中应选取保温性能好的材料,以减少运输过程中的能源损耗。此外,可借助计算机技术,实时计算室内空气调节参数,并对运行工况进行调节,从而提高能源利用效率。其次,要选择输送性能强大的系统作为输送系统动力源,同时,增强输送能力,通过极强的输送性能来减少能量的输送损失。尽可能节省管路材料,以减少循环所产生的能量损失,在运行建筑暖通空调系统的时候,工作人员要重视对供水与回水的温差控制,保证空调的冷冻水比例符合相关标准,从而确保空调系统正常稳定运行。
        3.工程应用实例
        3.1冷热负荷的计算
        在建筑暖通空调系统设计中,冷热源及其容量、水泵的配置情况、介质输送管道的尺寸等关键技术指标,全都与冷热负荷相关。基于这一前提,在运用绿色理念对本工程中的暖通空调系统进行节能设计时,必须确保冷热负荷的计算准确无误,从而为系统能耗的降低提供保障。在计算冷热负荷时,可从专业的角度出发,对计算方式进行优选。同时,设计人员可结合以往的工程经验,对相关的设计指标进行获取,并运用冷负荷系数法或是谐波反应法计算冷热负荷。
        3.2温度取值
        建筑暖通空调系统节能设计中,需要对室内温度进行合理取值,通常情况下,是按工程所在地的气候条件、地理因素,并综合考虑使用者的需求,确定出一个最佳的温度范围。由于夏季室外温度较高,暖通空调系统需要通过制冷的方式降低室内温度,当室内温度提升1℃时,系统的能耗大约会增加10%左右。而冬季时,因室外温度较低,所以系统需要制热,满足使用者对室内温度的要求,在这一过程中,室内温度每降低1℃,系统制热的能耗会增大8%。为了达到节能的目的,设计人员必须结合各方面资料,对室内的温度值进行合理确定,从而确保系统的运行能耗最低,这样既可以节省能源,还能减少排放,符合节能减排、绿色环保的要求。
        3.3优化水系统
        冷热水系统是建筑暖通空调系统设计的关键环节,为达到预期中的节能目标,应当在冷热水系统的优化设计中引入绿色理念,在节能降耗的过程中体现绿色环保。同时,可在系统节能设计中,对闭环模式进行应用,从而减少系统运行时的总体能耗量。
        3.4新风系统设计
        对于冬季或过渡季存在供冷需求的建筑,可对新风加以充分利用,以此来达到降温的目的。由于新风系统在空调总能耗中所占的比例较大,故此,应当对新风进行热回收设计,这样可以降低能耗。在热回收装置的选择上,推荐使用转轮式热回收机,该装置的原理是转轮在旋转时,让排风与新风以相逆的方向从蓄热器流过各自转换能量。该装置不但能够对显热进行有效回收,而且还能回收部分潜热,通过对转轮转速的控制,可以适应不同的室内外空气参数,回收效率较高,可达70%~90%左右,装置本身的电能消耗比较小,符合节能设计要求。
        结语
        综上所述,建筑暖通空调系统设计是一项较为复杂的工作,为进一步降低系统能耗,设计人员可在具体工程中,对绿色理念进行合理运用,以此来实现整个系统设计过程的优化,通过各种有效的方法和措施,达到系统节能的目标。同时,绿色理念的应用,还能使暖通空调系统的废气和废物排放量显著减少,有利于自然生态环境的保护。
        参考文献
        [1]李育明.建筑暖通空调工程的节能减排设计研究[J].低碳世界,2018(9):104-106.
        [2]杨飞,郭金龙.刘涛.暖通空调施工中的节能技术[J].居舍,2018(9):92-93.
        [3]姜玉萍.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计的应用探究[J].河南建材,2018(9):122-124
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