暖通空调制冷系统中的环保节能技术 张藤

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:张藤
[导读] 摘要:伴随着生活品质不断提升,人们对建筑使用环境的要求越来越高,为了满足人们的个性化需求,暖通空调的运用范围越发广泛。
        中国建筑第八工程局有限公司  北京市  101300
        摘要:伴随着生活品质不断提升,人们对建筑使用环境的要求越来越高,为了满足人们的个性化需求,暖通空调的运用范围越发广泛。制冷系统是暖通空调的重要构成部分,与其他系统构造相比,属于能源消耗最大的部件,通过对制冷系统进行优化和控制,可以获得较好的节能效果,对提升系统运行效率和质量有着积极意义,这便需要相关的技术人员明确暖通空调工程的价值,明确制冷系统的工作原理,有针对性、有目的性地展开优化控制,从而降低制冷系统的能源消耗,提升暖通空调的整体效益。基于此,本文主要对暖通空调制冷系统的优化控制进行探讨,希望能够给更多同仁提供帮助。
        关键词:暖通空调;制冷系统;环保节能
        引言
        现代社会发展进程中,人们对于生活质量的要求越来越高,不仅仅要求居住环境要舒适方便,而且还要环保,这对于建筑暖通空调系统而言无疑面临着较大的挑战,高要求的提出使得本身就具备较高能源消耗的暖通空调必须要将节能减排理念融入其中,既要确保消耗的降低,又能够达到环保的目的。基于此,本文针对节能减排理念在建筑暖通空调设计中的应用进行了重点分析,希望能够促进节能减排理念应用于建筑暖通空调各个设计环节。
        1暖通空调制冷系统的工作原理
        暖通空调在实际应用过程中,主要通过热量交换达到制冷效果,制冷剂在冷凝器、压缩机、节流阀、蒸发器四个设备中循环,使制冷剂的自身状态发生变化,同时完成热量的吸收和释放。而蒸发器主要负责吸收热量,在进行大量的热量收集过程中,制冷剂的物理性质发生了较大的变化,从液体变为低温低压的气体,其中的部分气体进入压缩机,在压缩机的作用下转变为高温气体,随后进入冷凝器中,将自身热量传递给水及空气,并且转换成液体,通过这样的热量交换过程达到降温的目的。暖通空调运行的全过程不仅包括制冷剂的循环,而且包括冷冻水、冷却水及室内空气的循环。①在压缩机的作用下,制冷剂的形态发生了改变,成为液体后进入蒸发器中,与冷冻水进行热量交换,然后经过冷冻泵到达风机风口的冷却管中,通过风机的吹送实现降温处理。②制冷剂经过蒸发后,经过冷凝器转换为气体,通过冷却泵将冷却水输送到冷却塔上,经由水塔风机的喷淋达到冷却效果,最后与空气热量进行交换,完成热量释放。由此可知,进行热量转换和循环时,制冷剂发挥着重要作用,保证热量转换达到理想效果,同时使建筑内部环境的温度降低,处于最佳的温度条件。另外,制冷剂也是能源消耗的重心所在,若想降低暖通空调的资源消耗,就必须对制冷系统进行全面的分析和考虑,以降低能耗、提升运行效率为动力,采取有效的优化和控制方法,从而达到降低能耗的目的。
        2暖通空调制冷系统的优化控制策略
        2.1太阳能加热和冷却
        现在,相对便捷的太阳能采暖通风方式就是被动式太阳能房。该方法的特征是运用太阳光照射建筑物的内部或被部分封闭结构的表面吸收,之后加大室内空气的温度。太阳光线通过玻璃表面传输到厚壁的变黑的吸热面,从而提高了壁表面的温度,而且存储了热量。冬季需要室内供暖时,玻璃和墙壁间的热空气通过自然对流进入房间。室内的冷空气通过墙下的通风孔进到空气层,并被加热以造成自然循环。太阳下山后,储存在厚壁中的热量将用于继续为房间供暖。为了解决被动式太阳能房屋的缺陷,开发了具有辅助热源和蓄热器的主动式系统,又叫作主动式太阳能加热系统,用于对空气进行加热。当有阳光时,系统可以有两种运行条件:一种是不需要加热房间,而利用太阳能收集器收取的热量来加热蓄热器;二是供热室需要供暖,蓄热器还没有储存充足的热量,所以要激活辅助热源进行供暖。当没有日照时,也可以有两种运行条件:一种是通过蓄热器给房间供热;一种是在蓄热器的热量不够时从辅助热源提供热量。


        2.2在蓄冷及变频系统中的应用
        通常情况下,如果一些地区存在峰谷电价,比较适合运用冰蓄冷的技术,通过将建筑用电高峰、低谷充分利用,进而使蓄冷系统作用得到有效发挥,在建筑用电量较大的高峰阶段,蓄冷系统会运用电量把水转化为冰,以达到蓄冷目的,而到了用电量小的低谷阶段时,则又会把冰转化为水,这样不但可以使建筑系统中供电的压力得到了更好的缓解,而且使建筑整体的能源消耗大幅度降低,同时也会节省部分的运行费用。除此之外,当暖通空调运行的时候,由于环境会直接影响到系统的正常工作,为此变频系统的应用能够使暖通空调系统在正常负荷内运行,额定功率始终在标准范围之内,这样既避免了系统超负载工作情况的发生,又将节能减排目的达到。
        2.3自然通风设计
        自然通风方式是将热压、风压作为核心动力提供方式,基于自然空气循环原理,可以在无人工、系统干预的情况下取得良好的室内通风效果,持续向建筑室内空间吹入自然风、排除室内浊气。在建筑暖通空调系统中,自然通风也是最具节能环保属性的通风方式之一,自然通风方式的设计要点如下。(1)风压通风。在采取风压通风方式时,综合分析建筑结构,如建筑物朝向、各功能区域分布格局、建筑周边区域气候条件等,采取各项设计措施,减小自然风吹入建筑室内空间时所承受的空气阻力。例如,适当增加建筑门窗构件的开口面积,尽量将门窗保持在统一水平线上,安装百叶窗等具有空气加速效果的窗体。(2)热压通风。热压通风方式是根据建筑室内、室外环境温度差与压力差,起到引导空气流动、持续交换冷空气与室内浊气的作用。因此,为取得理想的自然通风效果,在建筑结构设计环节,应尽量采取竖向空腔设计方式,保证室内浊气可以通过建筑顶部向外排放,并在建筑底部持续流入室外冷空气。同时,在建筑顶部区域设置开口,起到调节通风效果、控制进风量的作用。
        2.4优化空气源热泵
        暖通空调中应用新型的、具有节能环保功能的制冷系统,首先需要注意的就是优化空气源热泵,在夏季,空气源热泵能够处理室外的空气,进而满足居民日常居住对于制冷的需求;而在冬季,空气源热泵能够加工室外的空气,从而为室内提供暖气。在使用空气源热泵时,基本都是在电能的驱动作用下进行的,因此转化外部空气时并不会给环境造成污染,这就是技术优化所带来的好处。
        2.5地下蓄水层储能
        地下含水层能量存储是通过井孔把小于含水层原始水温的凉水及大于含水层原始水温的烫水注入地下含水层。含水层当作存储冷热的蓄热方式当要用水时,使用泵进行抽吸和使用。该技术完整运用了自然界中的无穷无尽的能量和较好的地层保温功能,因此是良好的季节性储能手段。因为空调系统的季节性能源消耗,地下蓄水层中的能量存储对于节能空调具有重要的经济含义。所以,它与别的新能源的开发利用同样受到社会密切关注。
        结语
        综上所述,随着社会经济和科技的快速发展,人们对建筑使用环境的需求和要求也越来越多,多数建筑中都会配置暖通空调,为了满足社会发展需求,降低能源消耗,需要不断优化其内部构造。制冷系统作为暖通空调的重要组成部分,也是能耗较大的系统部分,对其进行优化和控制是降低暖通空调能耗的重要路径,专业技术人员应该以制冷系统的工作原理为根本出发点,引入更多先进的技术理念及方法,进一步优化暖通空调的制冷系统,最大限度地降低系统能耗,从而提升暖通空调的运行效益。
        参考文献:
        [1]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).
        [2]张东升.暖通空调系统空调制冷管道安装技术管理分析[J].住宅与房地产,2019(34).
        [3]李贵玲,李志乾.浅谈建筑节能与暖通空调的发展[J].城市建设理论研究(电子版),2015,5(26):2142.
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