试析暖通空调系统运行能耗的影响因素

发表时间:2021/6/9   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:王丹丹1 郭鹏2
[导读] 摘要:随着我国建筑业的迅猛发展,建筑能耗不断增加,且其总量呈逐年上升趋势。
        1.三菱重工海尔(青岛)空调机有限公司  山东青岛  266228;2.青岛市外国企业服务总公司  山东青岛  266000
        摘要:随着我国建筑业的迅猛发展,建筑能耗不断增加,且其总量呈逐年上升趋势。随着人民生活质量的改善,暖通空调系统得以广泛应用,因而用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。通过有效的措施减少其在运行过程中需要的能源,不仅能够缓解电力紧张,而且对于资源保护,环境保护与经济可持续发展都有着重要意义。
        关键词:暖通;空调系统;节能;措施
        引言:
        暖通空调系统是现代建筑中非常重要的组成部分,该系统节能水平在绿色节能建筑能耗中也起着非常重要的作用,因此被认为是具有战略性的问题,要实现暖通空调系统节能则必须从设计入手,研发更为高效的节能系统,并在整个施工中实施全过程控制确保施工质量方能最终实现更为高效的节能效果。
        1发展暖通空调节能技术的必要性
        暖通空调是指室内或者建筑物内负责供暖、通风和空气调节的系统或相关设备。在建筑物内,暖通空调通常是分户的中央空调,可以为建筑物内营造一种舒适温暖的室内环境。近年来,我国一直强调“节能”、“环保”两大主题,而随着我国经济水平的发展,建筑能耗已经占到社会总能耗的三分之一以上,而这其中,暖通空调就占到了建筑物总能耗的60%以上。由此可见,暖通空调已经成为耗电“大户”。而根据暖通空调行业的相关研究表明,采用节能环保新技术之后,整个暖通空调行业的能耗可降低30%-50%。因此,发展更加节能环保的暖通空调技术是暖通空调未来的主要发展趋势之一。
        2空调系统运行耗能影响因素
        2.1空调系统运行能效比
        空调系统是动态的、受干扰多、对象参数易变化且难确定。同时,空调系统由于制冷机组、冷却塔、水泵等设备在运行过程中的相互耦合特性,导致控制难度很大,不能对单一设备控制而使设备节能达到最优。采用科学的评价方法显得尤为重要。运行能效比将整个空调系统作为一个整体,考虑在不同部分负荷下的节能水平,确定空调运行策略,为空调系统运行提供参考依据、指导。
        2.2水质管理
        水质的好坏影响中央空调系统的运行效果和设备、运行费用、管道的使用寿命等。冷却系统的水质不好,污垢会黏附在冷却水侧管壁表面上,一方面使制冷剂与冷却水或空气间热传导过程中的热阻增大,导致换热效率降低;另一方面使水流阻力增大、电耗增加,于节能不利。同样地,冷冻水水质不好会造成冷冻水侧管壁结垢,降低蒸发器热交换效率,增加水流阻力,使水泵的耗电量增加。
        3暖通空调系统的设计要求
        3.1以节能为原则
        影响热舒适指标因素在于:温度,湿度,平均辐射温度,风速,劳动强度。通过寻找这五者之间的合适比例,巧妙组合,实现舒适和节能的协调。同时恰当地利用房屋围护结构的热导性,抵抗室外气候的变化,使得房间内产生舒适的微气候管路系统。设计要简单,使得管材消耗量少,且便于施工,实现节省初投资的目的。
        3.2经济原则
        暖通设计的基础原则是经济,有效的经济设计和成本控制是项目成功实施的关键。暖通设计中发挥经济原则的作用,实施合理有效的经济控制,约束项目建设中各环节各部门的成本投入和支出,是确保工程实施的关键。
        3.3确保系统的安全性
        暖通空调的安全性有易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全等方面。在设计武器弹药厂房和煤矿等易燃易爆工程的空调系统时,要重点考虑安全性,积极采取与之相适应的防爆技术措施。在设计锅炉房等处的空调系统时,要着重考虑可燃性气体、液体一旦泄露造成的安全问题。要严格按照防火设计规范的要求,确保防火安全。在系统的设计中,考虑暖通空调系统一旦出现故障,可能会对建筑物内重要设备和物品所产生的不良影响。

如:文物、档案库房就不能采取在吊顶设置风机盘管的空调设计方案,否则,一旦空调系统漏水,将给库房内重要物品带来严重损失。
        4暖通空调系统的节能措施
        4.1精心设计暖通空调系统,使其在高效经济的状况下运行
        暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统,系统设计的优劣直接影响系统的使用性能。如系统往往都是按最大负荷设计的,而实际运行基本上是在部分负荷下运行,如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求,那系统的能耗是很大的。又如新风系统的设计,系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量,以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。
        4.2加强冷热回收利用的研究运用工作,实现能源利用的最大化
        提高暖通空调系统的能源利用率也是实现空调节能的途径之一。热回收主要是通过系统中安装的能量回收装置,用排风中的能量来处理新风,就可以减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,实现节能的目的。在选择热回收装置时,应结合当地气候条件、经济状况、工程的实际情况确定选用合适的热回收装置,从而达到花较少的投资,回收较多的热(冷)量的目的。
        4.3加强节能技术开发及测评
        首先,加强节能技术开发问题上,需要相关技术人员开拓思维,多与人交流,进行思维的碰撞,创新思维水平。如能源的循环利用,新兴可再生能源的引用以及能源利用效率的提高都是节能技术发展的思路,相关人员应该扩展更多的思路加强节能技术的开发。其次,需要对开发之后的测评予以关注,即一定要保证技术应用的可行性,要在进行充分的对比分析后方可以投入应用。相关人员可以采取电脑模拟测评的方式,或者是实地应用测评的方式来对其进行检验。保证其实际应用状况,从多个方面来对其进行检测评价,以此保证其应用效果。
        4.4推广可再生能源空调系统
        随着空调系统的广泛应用,空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升,如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的,它利用地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP值,使得同等制冷量下的系统能耗大幅度下降。另外,利用太阳能供热或制冷技术也在研发进行。
        4.5采用变频应用系统
        变频技术在现在空调系统的使用中成为一种必然性,不仅能有效地改造空调系统的某些不足,还能较大地降低能耗、节省运行费用。采取变频技术的原因是:设计人员在进行设备选型时,通常会预留一定的富裕量,事实上设备很少会在全负荷下运行,甚至不可能出现全负荷运行的情况。建筑物由于使用环境的变化,负荷也会发生相应的变化。建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而产生波动。正常情况下,空调设备只能按设备的额定功率运行。当负荷降低时,设备仍以额定功率全负荷输出运行。这就必然造成能量的浪费。如果使用变频技术,根据空调负荷状况,改变水流量或风流量能有效地实现节能。变风量(VAV)空调系统是通过末端装置来补偿室内负荷的变动,调节室内送风量以维持室温。变水量系统(风机盘管)是通过水量控制的方法调控温度的。通过对水量、风量及主机的变频控制调节,可以实现所需空调负荷的用时匹配,使其达到节能的目的。
        5结语
        暖通空调系统在建筑节能中占重要位置,发挥关键作用,节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统、建筑系统节能的基础。暖通空调系统可以应用先进的智能化自动控制系统,设置敏感的热传感检测系统,利用变频技术保障系统运行的能耗保持在最低,实现暖通空调系统的节能设计,为环境的保护及资源的节约提供保障。
        参考文献:
        [1]焦斌.暖通空调系统在设计中的节能问题探讨[J].硅谷,2014,12:91+197.
        [2]何世达.试论暖通空调系统节能设计[J].江西建材,2015(04):58.
        [3]何先翔.基于节能理念下的民用建筑暖通空调设计研究[J].住宅与房地产,2018(28):84.
        [4]周茜.探索建筑暖通工程的节能措施[J].智能城市,2018,4(12):130-131
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