不同气候环境下净化空调智能化节能设计研究

王华

摘 要：净化空调在空气净化及温湿度调节等方面比普通空调功能强大，同时耗能也大，是医院、药厂、实验室等场所的必要配置。我国国土幅员辽阔，气候条件存在很大的差异，为了满足各组织结构的功能需要，净化空调需要适应不同的气候环境差异，并在智能化节能设计方面有所突破。本文从城市气候特征出发，对净化空调的智能化节能设计展开探讨。

关键词：城市气候；净化空调系统；智能化；节能设计

中图分类号：TU831 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）02-0007-01

随着现代科技的飞速发展，借助智能化手段进行节能降耗成为未来的一个发展趋势。我国食品、制药、化妆品等行业执行新GMP标准后，对除尘、恒湿、恒温的要求进一步提高，大大增加了系统的运行成本。净化空调系统作为医院、药厂、实验室等场所必要配置[1]，由于其能耗巨大、使用成本较高等特征，备受社会各组织机构的关注，社会期待着借助技术革新来实现节能和降低成本支出的目的。

1 现代城市的气候特征差异分析

我国国土幅员辽阔，在同一时间，在温湿度等方面存在明显的南北差异。对于同一地区，尤其是北方地区，又存在着较大的季节性差异。进一步将地理区域范围进行缩小，即使对于同一城市来说，由于汽车尾气、工厂废气等多种因素导致的温室效应的存在，造成城市中心和城市边缘在小气候环境上都存在一定的差异。

城市气候是在坐拥地理区域性气候特征的基础上，基于人类在城市的各种活动行为，而塑造的一种相对特殊的城市局地气候。伴随各种废气的排放，城市空气中聚集越来越多的微尘、温室气体等，形成局部性的热岛效应。通常城市中心的温度高于城市边缘地区，在无风、晴朗的天气条件下，可能会出现六至十摄氏度的差异。另外，城市气候与城市的人口密度、城市规模、建筑物密度等也存在很大的关联。影响城市气候的因素相对复杂，由此造成各城市的气候特征呈现出复杂性，这让净化空调的智能化节能需求满足更为迫切。

2 净化空调适应气候差异的节能空间

冷热源能耗和输送动力能耗是构成净化空调正常运行条件下的主要能耗，冷热源能耗是空气处理设备对空气进行冷却和加热过程中所耗费的能源，输送动力能耗是在克服阻力、输送空气和水的过程中风机和水泵所耗费的能源。净化空调所耗能源受到来自外界多种因素的影响，适应城市气候的特征差异，净化空调进行智能化节能设计存在很多的空间。

3 净化空调智能化气候适应节能设计

（1）降低送风输送动力能耗。净化空调的送风能耗损失大小主要取决于送风量，而送风量又取决于净化区空间大小[2]。随着全球气候的趋势变化，净化空调适应外部气候环境及空气参数变化的指标也在发生改变，特别是新风参数在净化空调设计中的影响非常大，影响到净化空调在实际运行中对外部环境变化的应对处理能力。在极端城市气候环境条件下，比如出现夏季室外温度超过净化空调设计的最高标准，或者梅雨季节的到来影响外部新风的湿度，净化空调造成难以实现对室内空气质量进行连续、稳定、经济、高效地控制。根据城市气候的环境差异、风向差异、污染程度等，对净化空调布局进行优化，在满足操作要求和人体舒适度的同时，降低横断面的平均风速，从而减小净化空调系统的能耗[3]。另外，必须能够根据外部气候环境的变化，及时确定净化空调的新风量，在满足功能需求的情况下，尽可能地采取最小的新风比。

（2）调整温湿度的设定基数。净化空调在运行过程中，随着外界环境的差异变化而向设定的温湿度数值方向变化，其中设定的数值和实际的数值之間的差距越小，所需要耗费的能量就越少[4]。为了节能方面的考虑，在净化空调的智能化设计中，可以通过安装远端传感器，加强空调对外部温湿度的动态感应，并将空调的数值自动设定调整到最能节能的临界，以此机动调整净化空调的电机转速。通常来说，在不同的区域制定不同的基数标准，在满足外部功能需要的情况下，在进行制冷的时候尽可能将数值设定高一些，在进行供暖的情况下尽可能将数值设定低一些，通过降低空调负荷手段来实现智能节能的目的。

（3）在净化空调中安装热泵。根据城市的气候特征，可以充分利用热泵原理，将外部环境中的地热、气源、水源等进行回收利用，以此减小净化空调的负荷，实现室内空气质量的改善[5]。加强净化空调冷源控制，在净化空调中设置独立的冷源智能控制系统，对净化空调的运行状态进行监控，出现故障后及时进行报告。

总之，为了合理控制净化空调系统的运行能耗，加强净化空调系统在运行过程中对外部城市气候环境变化规律的监测和应变是非常有必要的。通过对城市气候特征差异进行分析，有利于掌握外部环境中的温度、湿度、污染、风速等实际情况。据此结合现代科学技术手段，对净化空调的设计运行进行改良。在净化空调系统正常运行的过程中，智能化自主切换各种设备的使用频率，避免设备的过热或过冷，对于保持机电的使用安全和延长系统使用寿命有一定的作用。同时，在满足室内功能需求的前提下，高效合理地实现净化空调智能化节能的目的，最大程度地控制了净化空调系统的运行成本。

参考文献：

[1]王彩风.医院洁净手术部净化空调系统节能管理措施探讨[J].中国医院建筑与装备，2016（2）.

[2]刘魁星，刘书贤.气候变化影响空调期自然通风应用潜力的研究[J].建筑节能，2015（2）.

[3]符文焕.谈空调节能及其节能措施中的若干问题[J].中华民居，2014（3）.

[4]朱兴杰，赵淑兰.恒温恒湿的净化空调的控制分析[J].中国商界，2010（5）.

[5]果瑞.气候的变化对空调运行的影响[J].辽宁经济管理干部学院学报，2005（5）.