暖通空调新技术

郭永绪

【摘要】随着我国住宅产业的发展，建筑节能越来越受到國家各部门的重视。目前暖通空调系统作为办公楼、住宅的耗能大户，对整个建筑物的能耗有着直接的影响。因此，暖通空调的发展受到多方关注。

【关键词】暖通空调；新技术；蓄能空调；地源热泵；变风量；锅炉技术

【Abstract】With the development of China's housing industry， building energy efficiency more and more attention by the various national departments. At present， HVAC system as an office building， residential energy consumption， the entire building has a direct impact on energy consumption. Therefore， the development of HVAC has received more attention.

【Key words】HVAC；New technology；Energy storage air conditioning；Ground source heat pump；Variable air volume；Boiler technology

暖通空调是分户的中央空调，中央空调它最大特点，是能够创造一种舒适的室内环境。而家居一般的分体的空调，它只能解决冷暖问题，而解决不了空气处理过程。现在，有了暖通空调就不一样了。 暖通空调是分户的中央空调，中央空调它最大特点，是能够创造一种舒适的室内环境。而家居一般的分体的空调，它只能解决冷暖问题，而解决不了空气处理过程。现在，有了暖通空调就不一样了。

1. 暖通空调新技术基本内容

1.1 空调系统类型。

1.1.1 按照使用目的，空调可分为：

舒适空调——要求温度适宜，环境舒适，对温湿度的调节精度无严格要求、用于住房、办公室、影剧院、商场、体育馆、汽车、船舶、飞机等。

工艺空调——对温度有一定的调节精度要求，另外空气的洁净度也要有较高的要求。用于电子器件生产车间、精密仪器生产车间、计算机房、生物实验室等。

1.1.2 按照空气处理方式，可分为：

（1）集中式（中央）空调——空气处理设备集中在中央空调室里，处理过的空气通过风管送至各房间的空调系统。适用于面积大、房间集中、各房间热湿负荷比较接近的场所选用，如宾馆、办公楼、船舶、工厂等。系统维修管理方便，设备的消声隔振比较容易解决。

（2）半集中式空调——既有中央空调又有处理空气的末端装置的空调系统。这种系统比较复杂，可以达到较高的调节精度。适用于对空气精度有较高要求的车间和实验室等。

（3）局部式空调——每个房间都有各自的设备处理空气的空调。空调器可直接装在房间里或装在邻近房间里，就地处理空气。适用于面积小、房间分散、热湿负荷相差大的场合，如办公室、机房、家庭等。其设备可以是单台独立式空调相组，如窗式，分体式空调器等。也可以是由管道集中给冷热水的风机盘管式空调器组成的系统，各房间按需要调节本室的温度。

1.1.3 按照制冷量可分为：

（1）大型空调机组——如卧式组装淋水式，表冷式空调机组，应用于大车间、电影院等。

（2）中型空调机组——如冷水机组和柜式空调机等，应用于小车间、机房、会场、餐厅等。

（3）小型空调机组——如窗式、分体式空调器，用于办公室、家庭、招待所等。

1.1.4 按新风量的多少来分：

（1）直流式系统——空调器处理的空气为全新风，送到各房间进热湿交换后全部排放到室外，没有回风管。这种系统卫生条件好，能耗大，经济性差，用于有有害气体产生的车间。实验室等。

（2）闭式系统——空调系统处理的空气全部再循环，不补充新风的系统。系统能耗小，卫生条件差，需要对空气中氧气再生和备有二氧化碳吸式装置。如用于地下建筑及潜艇的空调等。

（3）混合式系统——空调器处理的空气由回风和新风混合而成。它兼有直流式和闭式的优点，应用比较普遍，如宾馆、剧场等场所的空调系统。

1.2 空调冷热源的形式。

集中式空调系统冷热源方式的选择对国民经济的总能耗、工程投资、运行效益、环境都有重要影响。

常用的冷热源方式主要有：电动式制冷机组加锅炉、溴化锂吸收式制冷机加锅炉、热泵式机组、直燃式溴化锂吸收式制冷机组、电动式制冷机组加锅炉加冰蓄冷系统。

（1）从性能特点方面考虑主要是设备运行的可靠性，技术先进性，节能性，结构紧凑性，安装操作维修方便性，噪声振动性等。总的说来，电动式冷热水机组在技术上比热力式冷热水机组成熟可靠，在调试、运行维护方面比热力式机组方便。而热源以城市热网供热为首选。

（2）从投资方面考虑在选择空调冷热源设备时，需要对设备的初投资和运行费用进行综合分析。溴化锂吸收式制冷机组耗电少、电力增容费低、但价格比同等产冷量的电制冷机组高。从初投资、一次能耗、运行成本来看，电动式优于热力式。风冷热泵机组比常规的制冷机加锅炉方案一般节省初投资25%。

（3）从能耗方面考虑吸收式冷水机组的一次能耗比电动式制机组高，其中蒸气型或热水型双效吸收式制冷机的能耗为电动式的2～3倍。直燃式约为电动式的1.6～2.1倍。若无余热可利用热水型机组一般情况下应尽量少用，无特殊情况不宜提介用锅炉新蒸汽作吸收式制冷机组的热源。制冷机制冰时COP值降低，所以蓄冷空调比常规空调要消耗更多的电能，不能称为节能。但就电力供应系统而言，蓄冷所起到的移峰填谷作用，均衡了电网负荷，提高了电网的供电能力。

（4）从对环境污染方面考虑热电厂烟尘对环境的污染源比分散锅炉房造成的污染要小，同时应考虑电动式机组的CFC对臭氧层的影响，以及热力式机组温室气体CO2排放和SO2的排放问题。

1.3 空调系统设计基本步骤。

（1）气象资料的收集。

（2）热湿负荷计算。

计算设计建筑物在最不利条件下的空调热、湿负荷。

（3）确定最佳空调方案。

（4）送风量与气流组织计算。

（5）空调水、风系统设计。

（6）主要空调设备的设计选型。

（7）通风及防、排烟系统设计。

（8）冷、热源机房设计。

（9）空调设备及管道的保冷、消声和隔震设计。

2. 蓄能空调

空调蓄能技术是一种最有效地获取分时电价差效益、节省电制冷或电制热运行电费的技术。在国外已经是一项成熟的技术，目前国内正在大面积推广应用。 在用户扩容改造或新装制冷中央空调系统时，按蓄能方式设计系统，由于在空调负荷高峰时，可以使用预先储存的冷量来供冷，因此不必象常规空调系统那样按高峰负荷配备主机设备，而是按全天的平均负荷来配备空调主机设备，系统装机容量可减少达30～50%。从而使得按蓄能方式设计的系统比按常规设计的系统节约投资费用。

2.1 冰蓄冷。

（1）空调冰蓄冷技术，即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用电动制冷机制冷，使蓄冷介质结成冰，利用蓄冷介质的显热及潜热特性，将冷量储存起来。在电力负荷较高的白天，也就是用电高峰期，使蓄冷介质融冰，把储存的冷量释放出来，以满足建筑物空调或生产工艺的需要。冰蓄冷有以下主要特点：

（2）充分使用设备 冰蓄冷空调系统制冷设备满负荷运行的比例增大，从而提高了制冷设备COP值和制冷机组的经常运行效率，制冷机组工作状态稳定，提高了设备利用率并延长机组的使用寿命。

2.2 水蓄冷。

水蓄冷是利用3～7°C的低温水进行蓄冷，可直接与常规系统区配，无需其它专门设备。

2.3 蓄热空调。

所谓蓄热空调，是指在不需装备锅炉的条件下，利用深夜电力，将电能转化为热能，使水充分吸热。你后将热水存储在一个保温的容器之中，在调荷避峰的情况下，虽然把大负荷的用电设备停止运转，也能有热水自保温的容器中不断地在中央空调的变风量或风机盘管等管道中循环，继续维持空调取暖，使室内仍保持在舒适的环境中。

3. 地源热泵

（1）地源热泵是利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊）和土壤源中吸收的太阳能和地热能，并采用热泵原理，既可供热又可制冷的高效节能空调系统。

（2）地源热泵机组运行时，不消耗水也不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。地源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比也可以减少40%以上；与电供暖相比可以减少70%以上，它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%，比燃气锅炉的效率高出了75%。

4. 变风量空调系统

变风量空调是指，在送风温度不变的条件下，通过改变风量的办法来适应负荷变化。而风量的变化是通过专用的变风量末端装置来实现的。变风量技术的基本原理很简单，就是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷。由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行，所以，風量的减少带来了风机能耗的降低。在同一空调系统中，各空调区域内设置变风量末端送风装置，可以根据区域需求，调节所需风量，满足不同温度控制需要，节省运行费用。

5. 保温技术

保温、隔热是采暖、空调工程中重要的的组成部分，保温、隔热确保了我们的采暖、空调等各种系统的正常工作，是各种系统的技术参数达到设计要求的保证。

6. 锅炉技术

（1）锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或者有机热载体。

（2）燃气锅炉燃用发热量高的燃气，空气用量大，要使燃气能充分燃烧，需要大量的空气与之混合。燃气的燃烧过程没有燃油的雾化过程与气化过程。燃气与空气的混合方式，对燃烧的强度、火焰长度和火焰温度都有很大的影响。

7. 学习体会

中国建筑的能耗（包括建材生产、建造能耗、生活能耗、采暖空调等）约占全社会总能耗的33.3%，建筑业的二氧化碳排放占全国总体碳排放的43.7%，如今能达到新建建筑国家标准（必须节能50%）的建筑只占同期建筑总量的约10%。随着我国住宅产业的发展，建筑节能越来越受到国家各部门的重视。目前暖通空调系统作为办公楼、住宅的耗能大户，对整个建筑物的能耗有着直接的影响。因此，暖通空调的发展受到多方关注。

节能环保时代的到来为节能技术占优的企业赢得了更多商机，同时也向一些产品技术落后的品牌提出了挑战。节能环保成为暖通空调行业发展趋势。作为即将步入社会的当代大学生，我们更应该以扎实的专业素养为保证，同时开阔视野，为暖通空调行业，为节能环保事业尽自己的一份力量。

[文章编号]1619-2737（2017）06-21-805