冉一辛
重庆市设计院有限公司 重庆 400000
摘要:在我国提出可持续发展战略以来,建筑行业也随之提出了“绿色建筑”发展的战略目标,以最大限度减少能源消耗为首要原则。而作为工民建中能源消耗所占比例最大的部分暖通空调,必须要给予足够的重视。根据有关数据表明,暖通空调所消耗的能源在整个工民建设中已经高达40%以上,因而对暖通空调做好相应的控制非常有必要。下面,文章就暖通空调领域新能源热泵技术的应用展开论述。
关键词:暖通空调;新能源热泵;技术应用
引言
近年来我国建筑领域快速发展,各地区政府与广大群众对建筑工程建设都持有较高关注度。在各领域快速发展中对建筑能耗关注度较高,其中暖通工程耗能在建筑项目中占据较大比重,在暖通工程中全面实践节能减排技术是一项重要目标。各项新问题产生也对应着新技术产生,在暖通工程领域中,一项全新的节能环保技术在多项技术推动中快速发展。新能源热泵技术能在满足建筑日常耗能需求基础上有效节约能源,其产生的环保作用较为突出。
1暖通空调及能耗组成部分
就常规意义上来讲,暖通空调是指采暖、新风和空气调节,它是建筑设计中极为关键的组成部分,所涉及到的范围比较广泛,主要包含的有制冷供暖和排风排烟等有关方面的系统,完善暖通空调设计是全面落实工民建设计中的基础部分。而工民建中的暖通空调在对房间输送冷风和热风的过程中,由于需要不断的启动所需要运行的风机而会消耗很大部分电能。对于送风空调循环水来讲,会因为水泵长时间的处于运行状态,而消耗非常多的电能。另外,空气处理设备所需要的热量和冷量都主要是由工民建暖通来提供相应的能量,所以在此过程中会消耗很多的冷热源。例如,在启动压缩式制冷机有大量的电能消耗等。在整体的工民建当中,所需要的供热和供冷的总量之和便是冷热源总能耗,而对室内空调设计形式、建筑外部的气候条件及供回水所产生的温差等,诸多不同的因素都会对暖通空调能耗有不同程度上的影响。因此,在对工民建暖通空调展开节能设计时,必须要对各个方面的影响因素都做好全面性的考虑,对不同的客观条件采用针对性的工民建暖通空调节能设计技术。
2热泵技术应用原理
2.1供暖原理
在能源热泵技术的众多作用中,供暖占据了主导地位。制冷剂、压缩器、冷凝器等相互协调工作实现供暖工作,完善前期工作对供暖工作的开始至关重要。供暖工作所需的原料可由置于热泵系统中制冷回路的制冷剂提供。检查热泵系统的电路设备的主要原因是整个热泵系统各环节的相关设备都需要通过电流驱动,压缩机在通电之后便开始运行。制冷剂压缩成高压高温气体需要压缩机来实现,在通电之后便进入高速运行,压缩机在运行过程中会产生强大的吸力,然后压缩机可以利用吸力把制冷剂转化成具有较高温度和气压的气体。
供暖过程中的冷凝效果主要是由冷凝器产生的,冷凝器可将制冷剂转化为制冷液体,而后蒸发器接收冷凝器产生的制冷液体。传热系统与蒸发器是相互连接的,传热系统中产生的热量可利用蒸发器中的制冷液体吸收,从而完成系统的热交换。一般情况下,高温气体在完成热交换后形成,温度可达到90℃,而后再利用冷凝器将热量传递给空调的终端。
2.2制冷原理
热泵的制冷原理与供暖原理具有相似之处,然而在制冷过程中,空调的终端和传热系统的连接需要利用转换阀完成。在制冷过程中,传热系统与冷凝器连接在一起,而不是蒸发器。在热交换过程中,实现室内的热空气的连接需要利用冷凝器与地下水来完成,最终实现热交换。在制冷环节中,蒸发器也是至关重要的。
系统所产生的热量主要是通过蒸发器吸收,液态的制冷剂可通过吸收的热量转变成气态的制冷剂,并且不断循环往复,最终完成制冷。节约能源、降低排放量是新能源热泵的最大优势,在进行制冷时,居民所用的生活用水就可以使用热泵系统产生的热量加热,在此过程中,不仅减少了热量的浪费,还降低了其他能量的损耗。
3暖通空调领域中新能源热泵技术的应用
3.1污水热源技术的应用
目前,我国经济化和城市化进程不断提高,也因此出现了污水源热泵,城市居民生活产生的废水具有比较好的热稳定性,因此污水源热泵技术在社会、应用上的价值都比较高,并且不会对环境产生较大影响。首先,污水源热泵技术可以对污水进行很好的回收的二次使用,有利于环境的可持续发展;其次,该技术可以提供暖气和制备冷气,在建筑物立面无须再次安装冷却和供暖设备,同时也不会产生对环境不友好的垃圾,可以降低运行成本提高收益。但是,这项技术也有许多缺陷,例如在系统换热器中污水容易出现结垢,而且可用于该技术的城市污水水质也未有确定的标准。
3.2大地耦合热泵
大地耦合热泵其热源以及热汇主要是基于地表浅层土壤为主体,对比传统空气热泵具有诸多优势。其地表水与空气来说,当土壤深入到地底,在全年产生的稳定波动幅度较小,土壤将会对地表空气以及温度产生较大影响。因此,在诸多条件中,热源以及热汇能作为热泵装置,保障系统能高效率运行。其次,土壤作为热泵热源与热汇,可以有效替代传统冷却塔、锅炉等,控制环境污染问题。与空气热泵对比能得出,大地耦合热泵没有除霜问题,不需要风机对土壤热源有效回收,这样能有效控制系统噪声等级。土壤自身就是蓄热体以及蓄冷体。基于大地耦合热泵能有效搭配太阳能装置运用,基于土壤环境放热作用,有效满足制冷与供热要求。其中土壤环境整体传热作用力较差,要注重补充较大的工人面积,实际占地面积较大。在地下管道埋设过程中,其运行消耗成本偏高,后续多类运行故障检修难度较高。当土壤环境相对干燥,将会对其整体导热作用产生影响。在夏季环境中,对外排热难度偏大,属于不可逆运行模式。
3.3空气源热泵技术的应用
我国很早就关注了空气源热泵,将其引入国内,并且在20世纪50年代得到了重视。空气源热泵技术不会对环境产生破坏,还可以提高企业收益,具有较好的清洁性能。从经济收益层面来看,在经过长时间的更新,该系统的运行效率也在不断提高,并且不容易被地理、环境等因素干扰,其所需要的成本也比较低。因此,许多地方都可以使用空气源热泵技术。目前,在我国的北方已经开始陆续将煤炭热源转换成电能,也促进了这项热泵系统技术被广泛运用。但是,在运用空气源热泵技术时也存在一些问题。首先,空气源热泵技术所输出的热量比较低,无法达到现实要求;其次,在环境温度比较低的地区,空气源热泵的压缩机容易出现过高温度,从而造成压缩机无法运行;最后,在低温环境中,空气源热泵的COP值将会降低,在温度较低的环境里,该系统无法迅速适应,因此对这项技术的发展造成了影响。在使用这项技术的时候,工作人员应当注意室外机器出现霜冻问题。此外,空气源热泵技术应当与他类型热泵结合使用,同时进行多级压缩,保证空气源热泵的压缩机可以进行变频运行。
结语
综上所述,众多领域逐渐开始重视新能源的使用,特别是在一些能源损耗较大的行业,新能源的设计已经占领主导地位。进行暖通空调的施工时,应当时刻抓住完善和优化新能源热泵应用技术的机会,以可持续发展为基础,根据当地的环境特点选择建筑材料和仪器设备,提高系统建设和环境的匹配度,减少对环境的不利影响。
参考文献
[1]吴跃生.探究暖通空调领域新能源热泵技术的应用[J].工程建设与设计,2020(23):54-55+63.
[2]陈颖,徐玉党,江娟,李芳芳.暖通空调领域新能源热泵技术应用研究[J].科教导刊(下旬),2016(27):47-48.