孟凡瑾
约克（中国）商贸有限公司 200335
摘 要：为应对全球气候变暖挑战，暖通空调节能技术近年来受到广泛关注，该技术与室内环境的结合同样属于行业关注焦点，现阶段通过暖通空调技术来实现节能目标已经成为室内装修行业节能的主要途径。本文将分析室内环境和节能视域下的暖通空调技术，并深入研究该技术的具体应用，具体涉及温湿度双冷源独立控制技术、地板辐射供热技术、竖壁贴附射流气流组织技术共三种暖通空调技术的应用细节，希望能够给相关实践提供一定支持。
关键词：室内环境；暖通空调技术；节能
前言：
现阶段暖通空调技术需同时满足制冷取暖和空气处理需要，且需要承担环境保护和能源节约职责。为适应时代发展，近年来暖通空调技术在室内环境保护与节能减排领域的研究不断深化，并逐步实现环境保护、能源节约、品质生活的兼顾，可见室内环境和节能视域下的暖通空调技术具备较高现实意义。
1 室内环境和节能视域下的暖通空调技术
1.1 室内环境视域下的暖通空调技术
暖通空调技术在舒适生活条件提供中发挥着关键性作用，而在该技术的发展中，业界不仅关注其质量和品质的提升，同时开始重视技术在室内环境构造、室内环境健康性和舒适性提升中所能够发挥的作用。温度和湿度直接决定室内环境舒适度，暖通空调的冷、热负荷会直接受到影响，进而导致居住舒适度受到影响。在暖通空调技术应用中，温度变化带来的影响必须得到重视，同时还需要关注空气处理，以此对自然通风进行模拟，即可大幅提升室内环境舒适程度，这一过程需结合人体感觉最舒适的温、湿度[1]。
1.2 节能视域下的暖通空调技术
在可持续发展和节能减排理念下，各行业对绿色、环保、节能等发展理念的重视程度不断提升，能源消耗较多的暖通空调领域也不例外，这使得暖通空调技术的节能减排性能不断提升。地源热泵空调技术属于近年来广受关注的暖通空调节能技术，该技术在节能减排及实用性方面表现突出，在同等制冷和制热条件下，地源热泵空调技术能够有效降低能耗。此外，冰蓄冷空调技术也属于典型的暖通空调节能技术，与地源热泵空调技术相比，冰蓄冷空调技术在室内环境中应用不仅能够同时满足电网低谷和高峰的运行条件，还能够在制冷和制热的过程中满足空调运行负荷的需要。通过参与电力调峰工作，技术能够较好服务于平衡电网，这对高峰电力压力缓解、大气环境保护、能源使用效率提升均能够带来积极影响，这同样需要得到相关业内人士的重视[2]。
2 室内环境和节能视域下暖通空调技术的具体应用
2.1 案例概况
某地的办公建筑工程总面积达到将近29万m2，在该地应用暖通空调技术需要尤其注意节能的问题。夏季供冷、高大空间制冷分别由温湿度双冷源独立控制系统、全空气空调系统（单冷源机组）负责，空调系统、散热器分别负担新风及供热负荷、对结构热负荷进行维护。而为了达到满足人们的居住环境满意度并达到节约能源的目的，案例工程在温湿度双冷源独立控制技术、地板辐射供热技术、竖壁贴附射流气流组织技术应用中投入大量资源，工程的绿色、健康、节能、舒适目标得以顺利实现。
2.2 温湿度双冷源独立控制技术
2.2.1 干式风机盘管设置
在大型公共建筑暖通空调能耗控制中，温湿度双冷源独立控制技术近年来受到广泛关注，在案例工程的温湿度双冷源独立控制技术应用中，干式风机盘管通过高温以及冷水来实现对室内空调的显热负荷的运行，而在该技术中的新风除湿负荷则主要由新风机组承担运行。该机组拥有双冷盘管，需要通过低温、高温冷水的分别通入实现负荷承担，制备高温冷水在降低能耗方面优势显著。在具体的技术应用中，基于8.4m×8.4m的建筑轴网，按照每个约35m2面积划分标准办公室两个，照明与设备负荷、人员密度分别取30W/m2、9m2/人，夏季室内温度、湿度分别设计为25℃、50%，新风量设置为40m3/（h·人），以此满足人员卫生及除湿要求，表1为不同朝向办公室夏季负荷计算表。
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2.2.2 具体参数设计
结合表1开展针对性分析可以直观发现，室内显热冷负荷在室内全热冷负荷中的占比极大，这使得室内显热冷指标的具体值较大，具体占比为85~91%，其指标可以达到37~64W/m2范围之间。而在对这些数据进行详细的计算和分析之后还可以得知，尽管在应用温湿度双冷源独立控制技术的过程中主要是由干式风机盘管来负责承担运行室内显热负荷，但这种负荷在实际的运行过程中还需要扣除新风机组额外负担的部分，具体的额外负担部分与每小时的新风量存在直接关联，每小时1立方米的新风量以4W为 其能够承担的室内显热负荷，根据这个标准可以得知，标准层办公室的干式风机盘管以及新风所能够承担运行的标准负荷范围分别是20~47W/m2、17W/m2。最终通过计算确定了4.2×4.2m的干式风机盘管具体负责面积大小，需保证该面积存在最小600m3/h的风量，以此满足房间换气次数需要，干式风机盘管冷风也需要同时得到科学控制，最小值应控制为2W/（m3/h），以此更好满足建筑实际需要，同时实现的节能要求满足、能量损失控制、空气质量保障同样需要得到重视[3]。
2.3 地板辐射供热技术
1）为科学把控热舒适性，结合高大空间的特点，案例工程选用地板辐射供热技术。围绕常规空调与常规散热器的热水温度进行分析可以发现，地暖供水温度能够实现20℃左右的下降，这种温度下降在能耗节约方面表现突出，具体的技术应用需要保证存在能够与压力相适应的热源管网，还要匹配能够适应这种技术的地板辐射供暖系统。而为了满足现阶段室内装修环境混合供热的需要，还需要科学设置混水装置于末端，该系统需拥有二级泵，地板辐射供暖热水在部分特殊位置可通过系统直接提供热水。
2）案例工程设置地段于高大空间，包括首层门厅和过厅，不同区域的面积相差较大且较为分散，为避免能源浪费等问题，并保证供热效果，该案例将50℃/75℃分支热水根据其不同的位置分布借助散热器中的供暖干管就近接出，而通过这种方式提供的低温热水需要通过末端混水装置的针对性处理，以此满足地板辐射供暖系统的实际需要，具体温度为35℃/45℃。
3）混水装置是能够保证地板辐射供热技术发挥作用的主要装置，其主要通过将混水泵安装在二级供水处来实现混水处理，二级系统回水和一级热水是其泵出的热水的主要组成成分。而通过对混水比控制的科学调节，末端需求温度的针对性控制即可顺利实现。为更好满足实际需要，还需要对混水泵进行科学的流量计算，这一计算需结合设计热负荷，同时还需要关注供回水温差带来的影响。
4)为保证二级侧存在恒定的总供水量，混水装置的科学选用属于案例工程的关键，同时需考虑供水温度的科学调整，一级侧设置平衡管带来的影响需要得到高度重视，同时需关注一级侧水力工况受到的相关因素影响。
5)一级网供热调节主要由质调节，而二级供水温度调节则主要通过供水温度变化来实现，控制器的应用需结合具体的温度变化幅度，设法实现混合比调整的迅速完成，这一过程中三通阀的科学控制及调整属于其中关键，同时结合具体的二级供水温度恒定控制需要，技术应用即可更好满足案例工程的末端负荷需求[4]。
2.4 竖壁贴附射流气流组织技术
2.4.1 技术应用路径
在会议室部分，案例工程开展了精装修设计，这一设计的开展以竖壁贴附射流气流组织技术为核心，具体如图1所示，结合该图可直观了解技术的应用路径和应用效果。
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图1 竖壁贴附射流气流组织技术应用示意图
2.4.2 送风口设计
具体设计中的送风口设置于房间上部且靠近竖壁的区域，具体设计充分考虑了竖壁贴附射流与康达效应特性，为保证贴附现象的顺利产生，以及水平向扩散的送风流动形成，为有效提升技术应用后的空气质量和通风效果，设计环节还对空气湖在置换通风过程中的置换通风予以高度关注。从节能层面进行分析可以发现，由于该设计下温度分层存在于房间高度方向，因此送风能够不控制上部区域温度，仅负责保证人员区舒适度，送风提供冷量能够有效降低，实现能源节约。而结合康达效应带来的具体影响进行分析可以发现，存在衰减缓慢的送风风速，交换均匀地热质也能够由此获得，对比混合通风能够发现，送风阻力的降低极为显著，能源消耗自然能够随之下降。
2.4.3 参数设计优化
1）在案例工程竖壁贴附射流气流组织技术的具体设计中，末端的选型计算采用CFD技术优化方式，以此实现对气流组织设计的优化。为建立模型，需对会议室开展针对性简化处理，具体的模型尺寸设定为22.1×15.52×6.0m，同样还需要结合实际需要设定室内的温度和湿度，具体值分别设定为25℃、60％。在设置热源边界条件的过程中，天花板、地面、西北外墙的热源边界条件分别为20W/m2、38.65W/m2、33.08W/m2，其中地面热源边界条件同时包括人员负荷，同时存在属于绝热墙面的其余墙面。
2）基于全室空调模式针对性计算相应的热、湿负荷，结合计算结果进行分析可以确定露点送风温度的具体值，即17℃。进一步对总送风量按照全室空调负荷开展计算，可得到结果为10000m3/h，可顺利确定条缝风口的具体数量为19个，规格为1.1×0.07m，同时开展射流出口速度的针对性计算，最终确定为2m/s。结合单层百叶回风口的具体作用发挥，设计将其设置在侧墙上部，采用1m/s以下的回风风速，以此保证贴附射流效果不会受到影响。
3）结合上述设计与针对性模拟可以确定，该设计之所以能够在暖通空调技术中因送风气流的存在而产生的竖向分层不明显温度场的最主要原因，就是因为该设计在大流场出现过大的相互撞击速度的情况下仍能够实现混合。但结合模拟得出的结果也能够发现，初始模型得到的工作区温度稍定，无法较好为使用人员提供服务，基于节能和舒适需要，需设法提高温度，在提高温度的同时还需要关注竖向温度梯度的相应增大，结合上述设计采用1m/s和1.5m/s的送风速度进行模拟。对比模拟结果可以发现，1.5m/s时室内余热的去除效果极为显著，此时存在较高效率的通风，温度及速度场均能够满足使用人员需求。
4）对比传统技术可以发现，案例工程中竖壁贴附射流气流组织技术的应用可有效降低末端机组供冷量，在贴附射流出风的送风速度为1.5m/s时能够降低约16%的供冷量，同时总送风量也大幅下降，通过计算可确定存在约24%的末端风机能耗节约。送风速度为1m/s时存在无法到达工作区的贴附射流，无法满足实际需要，因此最终设计采用1.5m/s，同时设置17℃的送风温度，具体设计在图1中有着直观展现。
3 结论与建议
综上所述，室内环境和节能视域下的暖通空调技术具备广阔发展前景。在此基础上，本文涉及的地板辐射供热技术、温湿度双冷源独立控制技术、竖壁贴附射流气流组织技术等内容，则直观展示了技术应用价值及路径。为更好实现节能、舒适等目标，新技术、新材料、新能源的应用同样需要得到重视。
参考文献：
[1]史源源.暖通空调制冷系统中的节能环保技术分析[J].应用能源技术，2020(04):34-38.
[2]张莉珊.通风空调系统设计中暖通空调新技术的应用[J].建筑与预算，2019(10):47-50.
[3]刘丽娜.建筑暖通空调节能技术分析[J].建筑技术开发，2019,46(13):143-144.
[4]张奕君.绿色节能暖通空调技术在绿色建筑中的应用[J].工程技术研究，2019,4(02):62-63.
撰写日期：2021-04