绿色建筑中暖通空调节能控制方法研究

发表时间:2021/3/25   来源:《建筑实践》2020年12月第35期   作者:孙光宇
[导读] 随着人们越来越认识到环境保护和可持续发展的重要性
        孙光宇  
        哈尔滨鹏程建筑设计鉴定有限公司  黑龙江 哈尔滨 150000
        摘要:随着人们越来越认识到环境保护和可持续发展的重要性,对于能源消耗的重视程度有了很大的提高。在建筑行业中体现在智能化、节能化的应用越来越广泛。新型暖通空调节能技术能够提高暖通空调的利用效率。在建筑行业中体现在智能化、节能化的应用越来越广泛。在建筑工程建设的过程中暖通空调是重要的组成部分,在传统的应用中,其能耗量占到了建筑总能耗的30% 左右,在炎热的夏季甚至更高。因此相关工作人员应注重智能建筑暖通空调的调节方法探析与系统优化研究,降低其能耗。
        关键词:绿色建筑;暖通空调;节能;控制方法
中图分类号: TU 83   文献标识码:A
1暖通空调能耗现状
        我国暖通空调能耗约占建筑总能耗的 55%。特别是在炎热的夏季,用户的制冷需求直线上升,空调负荷投入大,如果不能在空调负荷的控制中有效应用节能技术,会加大电能以及煤炭等能源的消耗,加重环境污染问题。对当前的暖通空调节能技术的研究现状进行总结发现,我国暖通空调节能技术应用前景广阔、市场良好,应用节能技术可以降低 20%~35%暖通空调能源消耗,在保证人们需求的基础上缓解我国的能源危机,实现节能减排的目标。
2暖通空调高能耗的原因分析
2.1  高效运行目标没能够在运行系统中关键部分得以实现
        在建筑中,暖通空调系统的实际能耗量是比较高的,因此为做好节能减排工作就须确保其高效地运行。在暖通空调系统的实际运行过程中会涉及水泵、风机及冷机等设备,这些关键设备会因为某些因素的影响而导致偏离关键节点问题的出现,导致运行轨道不合理,降低了运行的效率,这就在很大程度上造成了资源的不必要浪费。
2.2  运行切换开关智能化有待提高
        为提高暖通空调的运行效率,就应合理地将智能化切换开关配置应用在其中。开关须具有自动化、智能化、高灵敏度的特点才能更好地发挥出作用。例如,智能开关切换器的应用能够通过对室内温度变化的感应与检测自动进行切换,对室内的温度进行调节,这样就能有效地降低对于能源的消耗量,避免不必要的浪费。但是,一些自动切换开关装置无论是在智能化方面还是在灵敏度方面,与人们的实际需求还存在一定差距,并不能达到预期的效果,自动切换控制管理水平有待提高。
2.3  建筑结构设计合理性不够
        建筑物的结构设计也会影响暖通空调能源的消耗量。如通风设计、采光设计、墙体保温设计以及窗户的朝向等,都是设计人员不应忽视的因素,且在对建筑材料进行选择的过程中也应注重首选绿色、环保的建筑材料。在智能建筑中玻璃幕墙是比较常用的设计,个别设计人员在实际设计的过程中,只考虑到了美观性,而忽视了节能减排及能源平衡,这就在很大程度上增加了整个运行系统当中能源的流失量以及造成内外区域中冷热不均的问题,加大空调系统的能源消耗。
3 暖通空调系统节能方法措施
3.1加大热回收装置设计与应用
        空调机组运行中,长时间的设备运用会产生大量废热,这些冗余热量的流失本质上是一种能源浪费现象[3]。为实现空调余热的有效回收,可采用热回收装置进行余热处理。从热回收装置应用过程来看,其能借助不同载热及状态的流体,实现湿热或是总热的有效传递。经此转化,空调机组冷热源的消耗极大减少,其在空调节能控制的基础上,满足了室内温湿度调控需要。目前,在空调节能中,可采用热泵系统、蓄冷和蓄热系统、换热器等单元进行热回收装置设计。当热回收系统采用冷凝热回收设计方式时,应注重热水系统和制冷机组的相互结合,这样在收集一定的余热后,可借助这些余热对生活用水加热,最终实现冗余热量高效利用,节省了热水电能消耗的节省。


3.2合理利用可再生资源能
        绿色化可持续发展理念下,要进一步提升建筑空调节能设计质量,还应善于发现并利用新资源和能源。现阶段,在暖通空调设计中使用可再生能源已经成为一种全新化的发展趋势。其中太阳能、地热能等在暖通空调设计中的应用较为广泛。就太阳能而言,设计人员能在太阳能集热板、光电板等设备的设计下,实现太阳能的有效收集,最后在光电转化设备的支撑下,将其转化为电能,继而为空调等设备的使用功能提供一定的动力支撑。此外,集热墙是一种较为新颖的布置形式,设计人员会在考虑建筑形式的基础上,结合本地区环境差异,在建筑工程的合适位置布置集热墙。在建筑工程中,集热墙能起到调节室内温度的作用,使得空调作用的时间缩短,有效地起到了空调节能的效果。地热能是建筑新能源应用的重要形式,其对于建筑空调系统地设计与应用也有一定影响。具体而言,建设地下热泵系统,可实现地热资源的有效转化。在设备运作中,其能将低温位的地热资源转换为高温位的地热资源,有效地提升了暖通空调系统的制冷和制热效果,不仅调节了室内环境,而且有效地降低了空调能耗,实现可空调系统功能效益与经济效益的统一。
 3.3优化设计结构及系统
        在暖通空调的优化设计中,如果只依靠先进的设备来完成具体的设计需求而忽略其本身结构的重要性,难以充分发挥能源消耗的经济效益,无法最大程度降低其在使用过程中产生的各种污染,暖通空调的造价也难以降低。因此暖通空调的设计人员还需从优化其设计结构上出发来实现节能减排的目标。而融入节能减排理念的暖通空调系统优化,可以从系统自控技术及水系统、风系统及冷热源等方面来实现,首先是系统自控技术的应用,设计人员需要通过应用先进的、智能化的设备来使暖通空调更满足人们的需求,保证暖通空调的智能化系统能自我监控,运行更加稳定、人性化。其中风系统、水系统可以通过对实际的送风情况进行检测并调整暖通空调的系统、对其动态流量进行调节来完成,对冷热源的优化则需要通过选用正确的调节系统和装置来实现。
3.4规范智能化技术应用
        暖通空调系统在建筑工程项目中的应用不断深入,要进一步提升空调系统节能控制效果,满足室内环境控制需要,还应加大智能化技术的应用。目前,采用智能化的自控技术对暖通空调系统进行改造,不仅能实现空调运行状态的有效监测,而且能通过相应的监测数据,实现室内温度、湿度、通风情况的有效调整,有效地提升空调系统的运行效率与质量。此外,仿真模拟技术对于空调设计质量具有重大影响,在空调节能设计中,可通过方针模拟技术对空调能源消耗情况、污染气体排放情况进行有效分析,以此来调节空调运行的相关参数,提升空调系统运作性能,保证空调节能效果。
3.5变频技术
        传统压缩机定频工作,随着室外环境温度降低,室内空调负荷减小,压缩机的功率也不会随之变化,电能浪费严重。变频空调的工作原理是利用变频器来控制暖通空调压缩机的供电频率,以此控制压缩机功率,压缩机可根据负荷无级调节[1]。此外,变频空调内置的传感器能测量建筑的内部温度,并根据测量结果来调整压缩机的转速,以保证制冷调节质量、满足人们生产生活的需要。交流变频空调和直流变频空调的工作原理存在一定差异,前者工作原理的重点在于对稳定差的测定,生成特定的频率信号,从而有效控制压缩机的电压、转速以及制冷量;后者的工作原理相对简单,是通过改变加在永久磁铁上的电压实现对转子转速的控制,以此满足制冷和制冷需要。
结束语
        在对智能建筑暖通空调系统进行设计的过程中,相关工作人员应做好对于通风、制冷及供暖等方面的分析工作,要结合实际建筑的结构及用料,并通过加入一些节能设备的方式来更好地起到节能效果,同时也应注意对智能控制系统的选择及优化,这样才能有效提高其运行效率,真正起到降低能源消耗量的作用。
参考文献
[1]刘娜.暖通空调中的节能减排优化设计[J].化工设计通讯,2019,45(12):236+254.
[2]原云飞,宋宇.暖通空调制冷系统中的环保节能技术[J].建材与装饰,2019(36):226-227.
[3]罗华.暖通空调系统实时节能控制发展策略研究[J].门窗,2019(24):18.
[4]甘晓刚.暖通空调节能降耗技术探析[J].门窗,2019(23):13.
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