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国内外暖通空调研究现状（国内外暖通空调研究现状论文）

发布时间：2023-04-26 14:10:17 稿源：创意岭阅读： 95

大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于国内外暖通空调研究现状的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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本文目录:

1、暖通节能技术探究？
2、暖通空调的新技术
3、暖通空调系统节能设计分析
4、暖通专业技术论文

国内外暖通空调研究现状（国内外暖通空调研究现状论文）

一、暖通节能技术探究？

该文就暖通节能技术内涵意义，探讨了其实践应用阶段中存在的问题，并制定了科学有效的节能途径策略，进行了其发展趋势研究。对提升暖通系统节能技术水平，创设显著节能效益，有积极有效的促进作用。现代化社会的建设发展离不开优质能源的良好支持，其是提升人民物质文化生活水平的必要保证。伴随社会化建设进程的逐步深入，能源缺乏问题日益严峻。由经济学视角来看，当前环境能源问题成为我国推进社会主义现代化社会持续发展的瓶颈。各类不可再生能源，例如煤炭及石油则日趋匮乏。在一些发达地区国家，其用于建筑工程的能源消耗约为社会总体能耗水平的40%。虽然，我国经济发展建设水平仍有较大的提升空间，然而建筑能量消耗却已达到总体能耗标准的约30%，且仍然呈现出继续上升态势。由消耗主体来看，建筑能耗涵盖采暖系统、通风系统、日常电器、供应热水等种类能耗。其中建筑空调以及采暖系统能耗尤为显著，约为总体建筑能耗的50%-70%。伴随暖通系统的日益广泛应用，其消耗电能显著问题应得到全面的重视。为此我们应引入优质节能技术，探究良好的节能途径策略，方能降低电能供需矛盾问题，创设显著应用效益，并促进暖通系统的持续、优质发展。1 暖通节能内涵意义伴随我国建筑行业的持续迅速发展，建筑工程产生的能耗总量庞大问题也日益显著。目前建筑能耗逐步占到我国社会总体能耗水平的约29%，一些区域甚至超出许多，达到了42%。建筑能耗种类丰富，其中暖通空调消耗的能量则占到总体建筑能耗的约30%-50%，并且呈现出逐年提升的趋势，倘若长此以往势必持续激化能源供需的不良矛盾问题。能源的过度使用将进一步导致地球整体资源的日趋贫乏，并会形成一系列较为严重的环境污染问题，令二氧化碳气体、烟尘污染、硫化物以及氮氧化物排放总量日益增加，并会形成频繁的降酸雨现象。对于生态系统的平衡协调、自然环境的良好保护以及现代社会的持续建设发展将形成极为不利的影响。倘若引入优质节能技术，令当前暖通系统节约20%-50%的能源则完全有可能实现。由此可见，进行暖通节能实践技术的研究具有深远的现实意义。2 暖通节能体系现状问题当前，暖通节能体系包含设计不完善、施工浪费、运行管控不佳等问题。在设计管控层面，其节能效果尤为显著，然而实践设计阶段中，工作人员却没有施以充分重视。再加上暖通工程规划设计持续周期时间较短，较多设计方为了提升工作效率、追求数量，对设计质量不良忽视。令一些设计方案进行施工建设的暖通系统耗费较大投资成本，且呈现出运行能量消耗显著的弊端问题。一些工程能耗甚至高出国家标准。另外，伴随环保节能标准要求水平的持续提升，一些新型方案技术持续涌现，各类方案均包含一定的自身优势与缺陷。在丰富的设计方案面前，基于观察考量问题的视角、基点存在差异性，因此令各层面评价结论存在一定差异，还会引发较大出入的现象。基于欠缺客观、公正、科学良好的方案设计评价方式，令设计工作人员常常无所适从，不知晓如何在较多方案之中寻找最为适合的节能手段策略。由于较多形象工程项目投资方以及使用方并不一致统一，令暖通工程项目设计仅注重一次投资管控，却忽略了后期运行维护成本，令节能问题无法在计划范围内得到良好的控制。一些建筑工程维护体系结构保温功能并没有受到工作人员的充分重视，他们在设计规划阶段中常常仅注重外观效果，形成了过大的窗墙比，且由于大量应用玻璃幕墙，令维护体系结构呈现出不佳的保温性能，并形成了维护体系的较大传热损耗。设计阶段中则由于工作人员单纯考量立面效果，令节能因素较少被引入设计阶段中予以充分重视。暖通工程运行管理阶段中，一些工作人员并没有经过专项培训，他们普遍认为仅仅令设计符合标准便可。因而令较多操作人员欠缺暖通节能的必要常识与技能，无法在系统工作阶段中，依据人员变更、实际负荷标准以及室外参数更新做好适应性调控，进一步形成了显著的能量耗费现象。通过实践调查我们发现，应用同一类运行管控系统，由于管理人员的差异会令系统能耗呈现高达50%的差距。3 暖通节能技术途径与科学策略3.1 优化维护体系，做好热能利用回收为有效降低建筑工程热能损耗，应优化改进维护体系结构，降低外窗设计面积，并做好遮阳防护。同时应优选适宜体形系数，有效提升维护体系热阻，应依据环境特征、地域分布做好建筑朝向优质设计，促进工程保温功能的良好提升，进而有效减少空调暖通系统能量消耗。暖通空调体系冷热源主体能量消耗占到整体能量耗损的约50%，为此做好制冷机组相关冷凝热的回收尤为重要。该类换热系统装置应同生活用水有效联合，在制冷剂进行压缩之后其具有较高温度水平，可将水加热至人们承受的洗浴标准温度，进而节约锅炉相应附属设施的应用投入资金，创设显著环保效益。再者，应做好暖通空调系统排风余热的有效回收，可科学利用转轮全热、板式显热以及板翘全热模式交换器进行显热以及余热的良好回收，进而做好对新风的节能预热以及预冷处理。3.2 应用变频调速手段，创新节能实践方式输配体系担负将冷热量与新风由制冷站以及空调房送至住宅及房间之中的任务，较多大型公共建设建筑项目，其暖通系统消耗电能之中的60%至70%被担负分配输送热量以及冷量任务的风机与水泵系统消耗。该环节成为建筑能源消耗显著的主体成因之一。当前，较多建筑工程系统之中的水泵以及风机耗费的电能占到我国城镇区域建设建筑运行服务电力能耗的10%，而该类能耗则可实现60%至70%的降低幅度。为此应用变频调速技术成为当前暖通节能的核心环节。尤其在一些大规模公共建筑工程中，应令其成为主体节能途径。人体形成冷热之感来源于环境温度、空气湿度以及平均辐射标准的变化作用。传统暖通空调控制实践方式为对其环境气温与湿度进行测控，或仅仅检验空气环境温度，该类模式显然体现了一定的不全面性，将会引发较多问题。这是由于人体感受热舒适水平的环境参数包含较多，各异的环境参数的变化组合虽然可营造同等热舒适性，然而各类差异化热湿环境丰富参数的优化组合，形成的暖通空调系统能耗却可以截然不同。为此，我们应研发新型节能措施方式，做好热湿参数的良好调整，优化组合，强化节能意识，进而降低能量消耗。

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二、暖通空调的新技术

空调水系统变频变流量技术

中央空调的冷负荷随环境温度和使用面积的变化而变化，定流量水系统的水系的水泵电机基本是满负荷运行，形成大流量小温差的现象，针对这种效率低，能耗大的情况，采用空调水系统变频器控制冷冻水泵电机运行，使冷冻水的流量与冷负荷成正比例的变化，收到良好的节能效果，经济效益显著。选用变频器时主要考虑到电机功率相匹配的容量，同时也要考虑可靠性高，操作简便，价格适宜等因素。变频器的发展大约经过30年的技术创新，已成为电机调速转动的主流，在各行业领域中发挥着重要的作用，而且随着变频器的全数字控制方式发展，其精度高，可靠性高，稳定性好，存储能力强，逻辑运算能力强等优势将更加突出，经济效益更加显著，应用范围更加广泛。

蓄冷蓄热、低温送风和大温差技术

空调蓄冷，利用分时电价的不同，贮存电网低谷时段的“便宜的能源”，在需要冷量的峰值时段，将贮存的冷量释放出来以满足空调负荷的要求。以蓄冷介质区分，有水蓄冷、冰蓄冷和共晶盐蓄冷三种方式。冰蓄冷的优势：①冷水机组容量降低38%；②空调设备功率减少27%；③年运行费用节省37.1万元。冰浆是含有悬浮冰粒子的固液两相溶液，也称流体冰，二元冰。其中冰粒子颗粒为毫米至厘米级别，通常为了降低凝固点加入醇类和盐类抑制剂。冰浆技术应用优势为：⑴、巨大的相变潜热，并可利用低温显热（冰的融解热335KJ/kg，水的比热容4.18KJ/kg.℃）；⑵、较好的流动性，可泵送至任何地方；⑶、融冰释冷速度，热响应速度快；⑷、采用蓄冷策略，减少系统运行费用，增强供冷的可靠性。

自从改革开放到现在，我国的综合国力和人民的生活水平都有很大程度的提高，电力工业作为国民经济的基础产业之一，已取得长足的发展。冰蓄冷空调也是如此[12][13]。。我国近年来的总装机容量已达年增长1.5×107kW,1996年发电装机容量已居世界第二位[1]。再冷器剥离法利用冷凝器后较热的制冷剂将乙二醇溶液加热到0℃以上，通过泵1送入蓄冰槽后将冰融化并使之脱离。。但是，电力的增长仍然满足不了每年用电量5%～7%增长的要求，全国缺电的局面仍未得到根本的改变。1．2 再冷式蓄冰系统制冷循环分析图2所示T-s图表示制冷系统的循环过程。。特别是近年来城市进程的不断发展，城市建筑能耗呈现加速增长的趋势，使得电力系统峰谷差急剧增加，电网负荷率明显下降。同时，冰蓄冷系统制冰充冷时由于蒸发温度比常规空调低8-10℃，冷机效率下降率达30%左右，是一种节费不节能的空调方式。。据统计，城市空调的用电负荷已占到城市高峰电力总负荷的40%以上，而空调的负荷特性与电力负荷特性基本相同，是造成电网峰谷荷差逐步加大的最主要原因。随着《中华人民共和国节约能源法》的公布施行，冰蓄冷系统节能问题受到更加广泛的重视。。为此许多地方电力公司纷纷推出了峰谷分时电价政策，特别制定了针对蓄能空调技术推广使用的各种优惠政策，由此为蓄能空调广泛推广带来了契机。

所谓冰蓄冷空调，即在夜间电网低谷时间（同时也是空调负荷很低的时间），制冷主机制冷并由蓄冷设备将冷量储存起来，待白天电网高峰用电时间（同时也是空调负荷高峰时间），再将冷量释放出来满足高峰空调负荷的需要或生产工艺用冷的需求。小型家用中央冰蓄冷空调系统主要由三部分组成：（a）由压缩机、冷凝器、储液器、干燥过滤器、电子膨胀阀和冰蓄冷罐组成的制冷蓄冰系统。。这样制冷系统的大部分耗电发生在夜间用电低峰期，而在白天用电高峰期只有辅助设备在运行，从而实现用电负荷的“移峰填谷”。摘要：介绍了再冷式冰蓄冷系统的运行原理，利用模拟计算的方法对影响再冷式冰蓄冷系统性能的因素进行了分析，分析结果表明该系统制冷机夜间运行的COP值比传统蓄冰系统高出约14%，可把夜间制冷机的蒸发温度提高2℃且不需要任何附加能量。蓄冰空调技术正是从电力用户着手,参与电力调峰, 平衡电网,充分利用谷期电力,将部分峰期电力需求转移到谷期,削减供电量,减少电力建设投资,保护大气环境。关键词：相变材料蓄冷空调系统 1 前言冰蓄冷系统具有技术成熟、性能稳定等优点，但需配置双工况机组，且多数系统要增加乙二醇溶液为载冷剂的中间换热装置，增加了系统的设计和控制难度。。利用冰蓄冷技术，还可转移50%[2]的高峰电力需求，对缓解高峰电力压力，提高能源使用效率和保护环境都将有巨大的社会经济意义。国外研究机构有：国际制冷学会冰浆研究会，丹麦国际冰浆研究中心，国际能源署。研究冰浆的学术机构：美国阿尔贡国家实验室，美国橡树岭国家实验室，加拿大多伦多大学应用科计大学，丹麦科技研究院，荷兰代夫特大学机械系，瑞典皇家技术学院，英国埃克塞特大学机械系，日本东京工业大学。

区域冷热电联供和分布式能源技术

区域供冷系统（DistrictCooling System，DCS），类似如北方的城市集中供热系统的，是在一定规模的区域内，由专门的制冷站集中制造冷冻水，通过冷冻水管网络向各用冷建筑物输送，从而提供制冷空调服务的系统[1, 2]。

区域供冷系统可视为大规模的中央空调系统，其用户可以包括公寓、写字楼、酒店、商场、机关、医院以及住宅。区域供冷系统适合应用在冷负荷密度高以及年冷负荷系数大的地方，如工业建筑群，人口稠密的城市商业区等。区域供冷系统由中心制冷站、冷冻水输配管网、冷用户三部分组成。中心制冷站通过各种方式生产冷冻水。其设备包括制冷机以及附属设备、蓄冷设备、热交换设备以及控制装置。冷冻水输配管网将中心制冷站生产的冷冻水输送至各用户。冷用户是需要制冷空调的建筑物，装有末端的冷热交换设备。区域供冷相对于传统的中央空调以及分体空调具有以下特点和优势：1)．能源利用效率高。2)．同时使用系数小，制冷主机装机容量小。 3)．减少运行管理人员，提高维护质量。4)．环保优势明显。5)．有利于采用蓄冷技术。6)．建筑美观性和空间利用率的提高。

区域供冷与分布式冷热电联供系统的相互促进。上世纪70年代，在经历了两次石油危机后，从热电联产（Combined heating and power, CHP）开始发展起来的分布式能源系统在发达国家迅速增加，并向分布式冷热电联供系统方向发展。分布式冷热电联供系统（Distributed Energy System / Combined Cooling, Heating and Power,DES/CCHP）系统首先包含分散式电源（Decenturalized Electricity System）的内涵，即相对于大电厂+大电网而言的小而分散的电力生产，就地使用，从而减少电网输配系统的投资、电力输配损失，和管理费用；另方面是燃料发电后的余热以不同途径联产冷和热，同时供应用户，实现能源的高效和梯级利用。这也是引言中提到的第二代那样供应系统的精髓。国外的DES项目，在数量上，以1MW以下的小型为多；但从总装机容量上，少数10MW规模的大型DES占了总负荷的很大比例。调研表明，大型的DES，都是有集中供热供冷作为基础的。我国人口众多，城市人口居住十分密集。我国的北方和中部地区冬季气候寒冷，采暖时间根据纬度不同，3--6个月不等。在北方许多大中城市，集中供热系统近年来发展很快。因此，在我国的北方地区，有在集中供热的基础上发展大型的分布式热电联供系统的极好条件。显然，大型系统机组更大、效率更高，比小型系统更为经济。

而在我国冬暖夏热的南方地区，供冷时间长，全年需要供冷的时间为6－8个月，基本无采暖负荷；供热的概念，对于城市用能，主要指提供生活热水；（对于工业用能，还有工艺用蒸汽）。南方城市的中心区域，建筑物密集，而且不同类型的建筑物分布在同一个区域，特别适合采用区域供冷系统。在南方城市的中心区域建立分布式冷热电联供系统，以区域供冷的方式供应冷能，是在中国特有的人口、地域条件下，发展大型DES/CCHP的重要基础，不仅能发挥区域供冷与分布式冷热电联供系统各自的优势，而且将进一步提高能源的利用效率。

区域供冷系统具有能源利用效率高、环保、经济等优势。蓄冷技术+区域供冷还能对电网调峰。分布式冷热电联供系统实现了能源的梯级利用，具有节能、环保与可靠性高的优点。区域供冷与分布式冷热电联供系统结合后，不仅能发挥各自的优势，进一步提高能源利用效率，并且还能使分布式冷热电联供系统得到新的发展，其规模大大拓宽。在我国大型的分布式冷热电联供系统更经济。与区域供冷和集中供热系统相结合的大型分布式冷热电联供系统是解决目前我国能源形势严峻，天然气利用的快速发展以及新一轮的城市化高潮等问题的最佳方法，具有广阔的发展前景。

地源热泵等舒适节能空调技术

地源/水源热泵空调是以水为载体，通过地源热泵机组系统，冬季将地温热能（地下水或土壤热能）传递转移到需供暖的建筑物内部，夏季又可以将建筑物内热量，通过热泵机组系统，传递转移到地球浅部地层中去，它是充分利用了地下水或地下土壤常年温度保持恒定的特点，是环保、节能、“零”污染、“零”排放的一种空调设备。它具有如下特点：（1）节能30%~60%；（2）高效、环保；（3）冬、夏两用；（4）寿命高达二十五年；（5）降低投资风险，节省初投资。

三、暖通空调系统节能设计分析

暖通空调系统节能设计分析

在暖通空调设计中应注意改善围护结构的热工性能和热设备的保温性能;空调系统方案要节约能源,充分回收能量,并尽可能利用天然能源,同时采取自控节能等有效途径，在设计上合理选择采暖、通风与空调相结合的节能系统,以有效降低建筑物的冷热损失。那么，下面是我为大家提供暖通空调系统节能设计分析，欢迎大家阅读浏览。

1.概述

随着我国城市化的飞速发展和人们生活水平的提高,建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,在发达国家已达到 40%,我国长期以来,由于过分强调建筑造价、个体利益,加之没有建筑节能方面的标准规范可供依据,导致重复建设、质量结症问题的存在,致使能源浪费情况严重。建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通风、空调、照明、电器和热水供应等需求方面的能耗,为了维持建筑物内部空气环境适宜的温湿度,现代建筑中通常采用设置暖通空调系统来保证这一需求,而所消耗的能量即为暖通空调系统的能耗。这部分能耗中包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送管道散热引起的能耗。影响暖通空调系统能耗的主要因素有室外气候条件、室内设计标准、围护结构特征、室内人员及设备照明的状况以及新风系统的设置等。就我国暖通空调系统节能的有效对策谈几点看法。

2.暖通空调系统节能的设计思路

2.1 方案设计

现在非常流行的空调设计方案是: 在低能耗，高室内环境品质的前提下，风量可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统以及去湿空调系统。为了平衡高层办公楼中设备、照明等主要热源形成的辐射热量采用辐射形式供冷。冷辐射吊顶应结合置换式送风，将新风采用下送风方式送入室内，既保证室内空气品质，又保证良好的室内热环境。而采用空调去湿方案，首先可以保证室内空气品质: 其次保证了绿色建筑中室内湿度可控制在 60%以下的要求。

2.2 具备良好的通风系统

绿色建筑应该具备良好的通风系统，实现合理的自然通风，但某些建筑由于装修材料含有挥发性有害物质造成室内空气污染，所以新风在室内的流动对健康是必不可少的。

2.3 蒸发冷却技术

蒸发冷却空调技术是一种绿色仿生空调技术，包括间接蒸发冷却( IEC) 和直接蒸发冷却( DEC) 。该系统采用水作为制冷剂，实现空调运行对环境无污染: 另外，蒸发冷却系统的. COP值比机械制冷大得多，且它的制冷不消耗压缩功，是一种节能环保型绿色空调技术。

2.4 地源热泵空调系统

地源热泵空调系统是利用土壤、地下水或江河湖水作为冷热源的一种高效空调方式。土壤是一种很适宜的热源，其温度适宜、稳定，蓄热性能好且到处都有。地源热泵全年运行工况稳定，不需要其他辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热夏季供冷。地源热泵的 COP 值可达 4. 0 以上。对于采用深井回灌方式的水源热泵，由于地下水抽出后经过换热器回灌至地下，属全封闭方式。因此不使用任何水资源，也不会污染地下水源。

3.暖通空调领域节能的途径与方法

3.1 改善建筑围护结构的保温性能,减少冷热损失

对于暖通空调系统而言,围护结构的保温性能决定其传热系数的大小,亦即决定围护结构冷、热负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中,首先要求的就是提高围护结构的保温隔热性能。适当增加墙体、屋顶的保温性能,可以减少通过这些围护结构产生的冷、热负荷。例如:采用新型节能墙体)))小型混凝土空心砌块做墙体可有效减轻建筑物的负荷,其墙体传热系数K=0.54 W/m2,比传统黏土实心砖墙节能一倍以上。根据权威部门对住宅围护结构的热工测试结果证明,住宅内热量损失有40%~50%是由于门窗的冷风渗透和外门的冷风侵入,所以应尽量采用密封性好、保温节能的新型塑钢门窗。

3.2 空调新风量影响空调系统能耗

空调新风问题是影响空调是否节能的一个重要方面,新风量过多会增加其负荷,进而增加电耗,处理的新风量过少则会影响空调环境的质量,因此针对具体的空调环境做好送风温度和新风比例的调整非常有利于节能。比如,对于夏季需供冷、冬季需供热的空调房间,室外新风量愈大,系统能耗愈大,在这种情况下,室外新风应控制到卫生要求的最小值。而在过渡季节,空调室内一般不需供冷或供热,可全部采用新风,这种方法是空调系统最有效的节能措施之一。

3.3 空调方式影响空调系统能耗

选择合适的空调方式是空调节能的一个重要方面。近几年来,变频空调因其具有节能和提供舒适内环境的显著特点而得到飞速发展,到目前为止,日本变频空调器占其住房空调器市场销售份额的80%以上。根据日本JRA404标准,变频空调器季节能效比远高于定频空调器,在冷负荷相当的情况下使用变频空调器消耗的功率仅为定频空调器的66%,即省电34%。因此,变频空调应是空调发展的一个趋势,使空调尽可能达到节能要求。在中央空调系统中,我们应采用变频技术,其主要有两种形式:用变速泵和变速风机替代调节阀,减少系统内部消耗,提高整机效率,或者采用变流量技术,根据空调负荷改变水流量或风流量,从而达到节能效果。

3.4采用新型节能方式

影响人体热舒适性的环境参数众多,不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,但不同的热湿环境参数组合，空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季,如果我们采用传统的空调方式,把整个室内的空气加热,通过空气实现人体与环境的热湿交换,就需要较高的空气温度,此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果,改变传统的空调方式,增加辐射热,此时所需要的空气温度显著下降,一般可达到14℃,而传统空调方式一般在 20℃,显然后者比前者具有显著的节能效果。

3.5 冷热回收利用的研究运用,实现能源最大限度的利用

目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃发展,如空调系统排风的全热回收器,夏季利用冷凝热的卫生热水供应等,都是对系统冷热的回收利用,显著提高了空调系统能源利用率。从节能考虑,将系统中需排掉的余热移向需要热的地方是节能的一种趋势。全热交换器的热传递效率现可达到75%~80%。还有一些常用热回收装置,如热管换热器、板式换热器、热回收环路等。相对来说,热泵系统回收方式更普遍,热泵可以回收100e~120e以下的废热,可利用自然环境(如空气和水)和低温热源(如地下热水、低温太阳热和余热)来节约大量供热燃料,是一种新型的高效利用低温能源的节能技术。如果热泵与直接接触式热回收设备联合使用,其热回收效率比单一设备要高得多。

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四、暖通专业技术论文

暖通专业在计算方法、程序编制和工程应用几方面都取得了显著成绩。下面是由我整理的暖通专业技术论文，谢谢你的阅读。

暖通专业技术论文篇一

暖通空调技术与节能

摘要:随着人们生活水平的日益提高,人们生活的节奏逐渐加快及心理压力的不断增大,使得人们的工作生活环境应该予以重视。而在人们的工作生活环境中倡导环保和节能的生活方式越来越重要。本文主要是对暖通空调技术与节能进行分析。

关键词:暖通空调技术节能

2009年9月22日,国家主席胡锦涛在联合国气候变化峰会开幕式上发表题为《携手应对气候变化挑战――在联合国气候变化峰会开幕式上的讲话》的重要讲话,郑重承诺今后中国将进一步把应对气候变化纳入经济社会发展规划,并继续采取强有力的措施 :一是加强节能、提高能效工作;二是大力发展可再生能源和核能;三是大力增加森林碳汇;四是大力发展绿色经济,积极发展低碳经济和循环经济,研发和推广气候友好技术。明确提出了建设生态文明的重大战略任务,强调要坚持节约资源和保护环境的基本国策,坚持走可持续发展道路,在加快建设资源节约型国家。可见节能对于一个国家乃至世界时是多么的重要。本文主要从节能方面浅谈暖通空调技术。

1.室内设计参数

常规情况下,在冬季供暖时,室内计算温度每降低1℃,能耗将减少约5%～10%;在夏季供冷时,室内计算温度每升高1℃,能耗将减少约8%～10%。室内设计参数必须在规定的参数范围内取值。近几年,低温地板辐射采暖系统已经取代散热器采暖,之所以采用这种方式,主要是因为这种方式具有能耗小、舒适性高、容易分户计量、不占用房间使用面积等优点。

2.采暖设计

采暖空调热负荷为12650KW,热指标为。热源由城市热网供给,一次水供回水温度为95/70℃,经热交换后,高温二次水供回水温度为85/60℃,供采暖系统及空气、新风处理机组使用。各类机房、自行车库等设5-8℃的值班采暖,人防掩蔽体采暖设计温度为18℃,厕所为16℃;低温二次水供回水温度为60/50℃,供风机盘管和汽车坡道化雪系统使用,或者化雪系统由于什么原因没有使用。为保证一层室内良好的温度环境,抵挡大门的冷风侵入,在各大门入口处均设置了热空气幕。

以空气为热泵的热源在寒冷地区进行采暖是当前研究的热点。因为它和以往的燃煤、燃油、直接用电等取暖方式比较的话,在环保、节能、安全使用,甚至经济等方面有突出的优点,其可推广性也超过了水源、地源热泵。

2.1地板采暖的空气热泵机组容量的选择

机组容量(W)=当地建筑采暖设计负荷()×用户采暖的建筑面积()÷(1-)×0.85-0.9

2.2室外机最好安装在冬季主导风的背风面,应该设置遮雪蓬,机组如果安装在平台上,则底面应抬高至少20cm,以免化霜结冻,机组吸风口距障碍物至少25cm,双机之间距离至少20cm。

2.3地板下埋管的设计

空气热泵作为热源时,供水温度或供回水平均温度应尽可能设计得低些,以使机组效率尽可能高,又由于工程实践证明本机组的供回水温差较少仅2℃-3℃,所以,选择地下埋管时可参照“低温热水地板辐射供暖应用技术规程”( DBJ/T01-49-2000)附录 E-1至 E-3中平均水温35℃一栏,按照地板所需散热量选择间距,然后,将管道直径放大到Φ20/16成间距缩小一档即可。

3.风系统设计

3.1集中空调系统的排风热回收

一直以来,业内人士只是从经济方面的角度来衡量热回收装置的利弊,而环保与节能则被忽视。当今,业内人士考虑的角度有所转变,现在从环保和节能这个角度来衡量热回收装置的利弊。

空调区域排风中的热能量是非常多的,如果把这些热能量加以回收利用,那么环保和节能定会实现。如果新风和排风采用专门独立的管道输送,那么有利于集中热回收装置的设置。新风和排风采用热回收装置进行湿热或者全热交换,节能效果非常明显的表现出来。

3.2空调风系统

(1)有资料显示,以我国南方地区为例,夏季室内设计温度如果每降低1℃或冬季设计温度每升高1℃,其工程投资将增加6%,能耗将增加8%。该数据很明显地说明,适当提高夏季以及降低冬季的室内空气温度,都将起到显著的节能效果。与此同时,为保证室内空气质量以及人们对新鲜空气的需要,现行《采暖通风与空气调节设计规范》对最小新风量作出明确规定,要求建筑满足国家现行有关卫生标准。研究表明,加大新风量能够在一定程度上解决室内空气质量问题,但增加了空调能耗。新风定值必须按照规范来确定,因为新风量对于能耗和人体健康有着非常重要的作用,如果人员密度较大时,新风的供应按人员的密度来进行的话是非常不经济的。我国建筑采用了新风需求控制(检测室内CO2浓度),值得注意的是:新风量变化,排风量随着也发生变化,否则造成负压,可能会适得其反。

(2)暖通设计师对于规范中新风量的规定表示赞同。暖通设计师认为,在目前中央空调清洗不够规范的背景下,加大新风量是必要的。不过,对于室内设计温度的要求,他们却持保留态度。业内人士有这样的一个说法:“如果说节能像一棵树,有很多枝杈可以作为思路,那么,业主方的意见更像那个根。他们的态度,将成为决定暖通专业乃至建筑节能的根本性因素。”业内人士表示,建设方的意见非常重要。

要想增加新风量或者增强风机盘管处理室内回风的能力,风机盘管加新风的新风口应单独或布置在盘管出风口的旁边,而不应该布置在盘管回风吸入口。

(3)房间面积或空间较大、人员较多或有必要集中进行温度控制的空气调节区,其空气调节风系统宜采用全空气空调系统,不宜采用风机盘管系统,以利于集中处理、调节,发挥有利因素,弥补之前产生的问题。

(4)建筑空间高度大于或等于10m、且体积大于时,宜采用分层空调系统。与全室性空调方式比,分层空调系统夏季可以节能30%左右,但是冬季并不节能。通常设计时,夏季的气流组织为喷口侧送,下回风,高大空间上部排风;而冬季一般在底层设置地板辐射或地板送风供暖系统,也可将上部过热的空气通过风道送至房间下部。

(5)多个空气调节区合用1个空气调节风系统,各区负荷变化较大、低负荷运行时间较长,且需要分别调节室内温度,在经济条件允许时,宜采用全空气变风量空气调节系统。设计时应注意:要求采用风机调速改变系统风量,而不能采用恒速风机而改变系统阻力调节;其次,应采取保证最小新风量的措施,避免因送风量减少,造成新风量减少而不满足卫生要求的后果;再者,调节末端送风口风量时,推荐采用串联式风机驱动型末端装置以保证室内的气流分布。

(6)在某些情况下,像屋顶传热量较大、吊顶内发热量较大、吊顶空间较大(此时的吊顶至楼板底的高度超过1.0m),如果采用吊顶内回风,导致空调区域增大、空调耗能上升,这样非常不利于节能。所以对于建筑顶层或者吊顶上部有较大热量、吊顶空间较高时,直接从吊顶回风是不合理的。

4.围护结构

北京市建筑设计研究院原院长、北京市建筑设计研究院顾问总工程师吴德绳认为,暖通专业既然是建筑节能的支柱力量,因此,目光不仅要盯住如何优化暖通空调系统设计,更应该有所转移,在围护结构设计方面重点考虑。

围护结构在节能工作中,扮演着愈来愈重要的角色。所谓围护结构节能,通常是指通过改善建筑物围护结构的热工性能,使得建筑在夏季隔绝室外热量进入室内,冬季防止室内热量泄出室外,以保持室内尽可能接近舒适温度,减少通过辅助设备来达到合理舒适室温的负荷,并最终达到节能的目的,如通过采暖、制冷设备达到节能。

传统住宅建筑的围护结构是普通黏土砖,简单架空屋面和单层玻璃钢窗,它们的传热系数分别为1.96、1.66和6.4。而“节能住宅”的围护结构中外墙和屋面采取了保温措施,外窗采用中空塑钢窗或断热中空铝合金窗,它们的传热系数分别为 1.5、1.0和3.0,使围护结构的节能贡献约占25%。采用能效比高的采暖、空调设备(按照国家标准,房间空调器的能效比:制冷>2.3,采暖>1.9),使采暖、空调设备的节能贡献约占25%,两者相加总体达到节能50%的目标。

据介绍,围护结构的节能设计应该从墙体、窗户、屋面等三个方面考虑。对于设计人员而言,如何处理建筑玻璃幕墙的问题,在业内一直存在很大争议。普通玻璃幕墙是建筑节能不能实现的因素之一。统计数据表明,夏季通过玻璃窗的日照热可占制冷机最大负荷的30%,冬季单层玻璃的热损失约可占锅炉负荷的20%。窗体节能技术主要从减少渗透量、减少传热量、减少太阳辐射能三个方面考虑。另外,在保证室内采光良好的前提下,合理确定窗墙比十分重要。当窗墙面积比超过50%时,负荷将明显增加。不仅是外围护结构,内围护结构在设计中同样重要。暖通设计师要比普通建筑师更懂得建筑节能的途径,所以暖通设计师和普通建筑师多进行沟通效果才会更好。

5.实现节能

暖通空调的设计师在方案设计时,首先应深入了解业主的能源状况以及对空调的使用状况和是否有余热、废气等条件,然后对各种能源方案进行合理综合的对比。设计师在设计时应考虑的重点是:如何利用可再生能源和低品位能源。

暖通设计师在设计阶段完成基础工作之后,最关键的就是环保和节能的实现,而环保和节能的实现是通过综合利用各种先进技术、利用各种可再生资源来实现的。

利用自然条件来满足人们对于室内温度的需求,这是最理想的方式。现在通过各种设备实现对温度的调节,只不过是对人们的过错进行补救。冷热源是设计师最关注的一点,因为其能耗往往能占空调系统总能耗的50%左右。

地源热泵系统就是在这种形势下快速发展起来的,它利用地下恒温层土壤热显著提高空调系统效率。同时,采用新能源利用的供给方式,实现冷、热、电三联供;利用燃气、汽、电力能量转换的原理联合循环使用,将工业流程最尾端的余热收集起来,用于供冷系统空调冷冻水和供热系统的生活热水,这样,能源的利用率可提高至70%～80%左右。这些都给暖通空调设计师提供了广泛的节能设计思路。

6. 总结

随着全球逐渐变暖这种现象的出现,空调现在已经是人们生活中不可或缺的一部分,它使人们工作生活更加舒适,人们对于空调也有了一定的依赖性。然而,环保和节能是当今非常重要的问题,因此,在暖通空调设计方面,暖通空调的环保和节能是目前空调技术方面发展的方向,也就是说,城市供热环保和节能是目前亟须加强和可持续发展的问题。

参考文献:

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[2] 胡锦涛活动报道集,2009,(09)

[3] 刘金瑶,李婉茹,刘鹏华. 浅谈暖通空调的节能.暖通空调,2008,(04).

[4] 张莉,李尧,朱玉明.暖通空调节能设计分析.山西建筑,2010,(09).

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[6] 万蓉. 基于气候的采暖空调耗能及室外计算参数研究.西安建筑科技大学, 2009,(08).

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