环保节能技术在暖通空调系统中的应用

2012-11-16李嘉音

中国新技术新产品 2012年5期

李嘉音

（深圳市筑博设计股份有限公司，广东深圳 518040）

1 背景

随着气候的变化，很多人都预言地球进入“小冰河”世纪。这几年我国多数地方都比较寒冷，特别是今年下雪覆盖的地域更为广泛，最主要的原因是今年来自孟加拉湾的西南暖湿气流非常强大,这股强大的孟加拉湾西南暖湿气流携带大量水汽，进入中国境内后，沿东部北部方向一路强势推进，横扫大半个中国，顺畅无阻地抵达长江口流域。与此同时，从西伯利亚乌拉尔山脉北下的强冷空气也顺利抵达了华南北部和江南南部,一旦充足的水汽和比较明确的冷空气，冷暖交战，当地就很容易出现大到暴雪的天气。

然而随着人民生活水平的提高，对生活质量的要求也随之提高。很多地方都在房屋建筑上面安装了采暖设备。但是，在夏日来临时，国内许多城市也很炎热，比如较有名的锅炉城市重庆、武汉等，由于气候的进一步恶化，现在越来越多的锅炉城市也出现了，很多地区夏天最高温度都出现了百年不遇的现象。因此人们除了冬天采暖之外，还要想着夏天制冷问题。能一起解决这两方面的问题，空调是目前的首选。一般家庭都装有多个空调，随之空调的能耗也迅速增加。根据业内统计，空调所占据的电源能耗占家庭用电的百分之六十左右，约占社会总能耗的百分之二十。因此研究设计环保节能的暖通空调系统就迫在眉睫，能优化我们珍贵的能源、对提高能源的利用率具有十分重要的意义。

2 暖通空调系统中的环保节能技术

根据国家对环保节能方面的要求，现在所设计的暖通空调系统都具备环保节能的功能，各种环保节能的技术在暖通空调中都得以应用。

2.1 将新能源和新技术运用到暖通空调系统中

在新能源方面，暖通空调首先想到利用天然气作为其空调制冷设备的能源，天然气主要由碳元素(C)和氢元素(H)两种元素构成，本身就是无污染的能源。能够达到控制二氧化碳和二氧化硫排放量，减少排污保护环境，降低对人体危害的目的。其次选择再生能源，如自然风、太阳能、地热、海洋的潮汐能等自然资源，这些能源本身就对环境不构成污染或者污染很少。通过再生能源，提供给房屋一种高效节能、无污染的空调制冷系统。由于我国幅员辽阔，现有的地热都以中低温为主，很多地方都是低温热水型的资源，这些资源可以直接的进行利用。对于我国的台湾、云南、西藏等地区，其地热一般是高温地热，那么就可以用于高温热泵，对于沿海城市其海水的潮汐能也值得利用，其海水源的热泵应用前景将会非常广阔。

在新技术方面，暖通空调先采用热回收的技术。该技术是先将空调机组所排放出的热量进行回收，类似现在的家庭轿车一样的热循环系统，将自身的热量进行回收，可以避免排风系统直接将空调房内的空气排出室外所造成的能量浪费。利用热回收的技术，不仅减少了热排放对环境的污染，其回收还可以对热量进行再利用，达到了变废为宝的效果。其次蓄冷技术的使用，在有的地方由于白天工业用电和家庭用电都十分多，导致供电紧张，为了限制用电，这些地方就采用白天和晚上不同的收费标准。一般晚上定点以后，电价低廉，就可以采用冰冷空调。此种空调正是在夜间电价低廉时，开启一部分制冷机组进行制冰，并储存总能量。在白天电价较贵的用电高峰期，再进行融冰用以提供低温水，释放出所储存的能量，用以应对大量的用电需求，这样的方式能够有效降低用电成本。除了冰和水，也有利用变温相变材料做蓄冷介质的，如共晶盐等。但由于技术的不完善和高额的制作成本，此项新技术仍然在研究阶段。有的地方也采用低温地板辐射采暖技术，该技术是在地板中直接埋设热水管用以加热地板，由地面辐射产生的热来加热室内空气。使用这种方式，常用热水做介质，辐射体表面温度不大于四十五摄氏度。低温地板辐射采暖过冲中，热量均以对流的方式向上方传递，致使室内温度下高于上，让人们感受到脚暖的同时保持头顶的凉爽，感觉舒适。低温地板辐射采暖，地板供热不仅舒适性和私密性好l而且能减少扬程，有效节省空间，方便计量改造，从各方面节省了维修费用。

2.2 暖通空调环保节能技术发展新动向

新技术主要有替代制冷剂方面的，主要是因为现今的制冷剂氟利昂，不仅不环保而且对大气层中的臭氧层的破坏很严重，这直接导致我们的北极出现了臭氧层漏洞。为了保护大气臭氧层，制冷空调业对CFCs和HCFCs两种替代工质进行了研究。目前已取得相应进展。人工合成制冷剂有HFCs，天然制冷剂有NH3，C02，碳氢化合物等。HFCs的ODP值为0，用于制冷空调系统将不会对臭氧层造成破坏，从而可避免过多的紫外线照射地球对人类造成的伤害。

新技术中主要有五个方面：第一，新风预处理系统分为热回收式新风预处理系统和除湿式新风预处理系统。热回收式新风预处理系统能回收排风中的能量对新风进行预处理，以降低系统的部分制冷量和除湿量，减小系统容量，用于温、湿度要求、湿度控制不太严格的场合。除湿式新风预处理系统避免了冷热抵消和低机器漏电的缺点，减少了制冷量，实现温、湿度独立控制，调节方便，精度高。再生热量可充分利用低品位能源或工业废热，节能效果显著，能用于湿负荷大，要求湿度控制精度高的场合。第二，冰蓄冷低温送风系统是将冰蓄冷系统与低温送风空调紧密结合在一起，将冰蓄冷技术与低温送风相结合，明显改善室内空气品质，有效节省能源。冰蓄冷低温送风系统能够降低室内的相对湿度，使人感觉更加舒适、凉爽和干燥。第三，独立新风系统简称为DOAS，其新风机组采用低温送风机组，将100%的新风直接送到空调房间，承担新风负荷和室内全部潜热负荷和部分显热负荷(或全部空调负荷)。其显冷设备均无回风系统，能大大提高建筑物的环境安全性而不会造成不同房间的污染传播。新风和排风之间采用全热交换器，能够降低空调能耗。第四，个性化送风系统使每个人能够按照自己喜好控制他所在的局部环境。个体调化节方式是一种节能、对环境友好的调节方式，有着广阔的应用前景。第五，蒸发冷却新风空调集成系统采用水作为制冷剂，能避免CFCs的使用及泄漏对大气臭氧层造成的破坏，环保价值客观。暖通空调系统在室内使用时，需要注意是以下情况，如表1所示。