分析建筑暖通空调系统节能技术的应用

2021-03-30李淼

建材与装饰 2021年20期

关键词：热源热泵暖通

李淼

（广州建设工程质量安全检测中心有限公司，广东广州 510440）

0 引言

随着居民对生活水平要求的提高，日常能源消耗也越来越大，节能成为当下建筑工程中最为紧迫的问题之一。暖通空调是建筑工程中重要的项目之一，也是建筑工程中能源消耗的主要项目之一，因此暖通空调系统节能技术的应用越来越广泛。

1 暖通空调系统概述

暖通空调系统是主要调节周围环境中的湿度和温度机械工程组合，主要具有三大方面的功能性职能，分别为空气中的调节工作、提供暖气以及输通空气。在早期的生产运用过程之中，整体的能源消耗量随着人们生活水平的提高导致资源消耗观念的转变，越加重视节能技术运用中的所扮演的成分，因此调节装置不断创新优化，更加高效高质，可以更好地达到实现节能这一生产理念的目标。

2 高层建筑暖通空调中融入节能技术的必要性

随着技术的发展，暖通空调在技术和性能上都得到非常大的进步，满足用户需求的同时，也在不断向更环保、节能的目标迈进。从“降低能耗、实现环保”的角度思考，将节能环保技术融入暖通空调系统是非常有必要的。具体可以体现在以下两个方面：①降低耗能。空调系统在建筑总能耗占比中占有相当大的比重，要实现降低建筑运行的总体能耗，降低空调系统的能耗是重中之重。将节能的理念及技术应用在实际的暖通空调系统中，提升效率的同时，也能够减少电能的消耗率，提升运行效果，为实现建筑的节能环保理念提供一定支持；②改善环境。当前各种新型的空调系统开始在高层建筑中不断的应用，这也代表着未来用户的使用环境、舒适度体验都会有更明显的提升。这种发展不仅促使建筑行业在科技上的改革和进步进程，同时由于暖通空调集合了空气调节、通风等核心功能为一体，因此能够满足不同用户对环境的需求。同时，就暖通空调自身来说，系统实现优化和升级，也可以一定程度减少对环境造成的不良影响，真正将环保、节能落实到实处。

3 建筑工程中的暖通空调节能技术应用原则

3.1 经济原则

暖通空调系统新技术的应用所遵循的经济原则主要从设备本身的经济性及系统运行的经济性考虑。节能技术的应用要考虑到设备运行时的节能高效，同时应当结合设备本身的结构符合经济、通用的原则。

3.2 环保原则

在未奉行节能环保理念进行暖通空调系统设计的情况下，往往会忽视对周边环境的保护，因此导致环境污染现象严重。改善这一现象的有效手段就是在暖通空调设计中坚持环保原则，重视对各种污染物质排放的有效控制和净化，借此促使暖通空调系统的节能环保功能得到实现。

3.3 节能原则

节能原则具体就是减少对各种能源耗用，但是节能不可局限于某些环节或某个方面，应做到对暖通空调系统整体运行过程的全面覆盖。对此，要从设计环节入手，在有效节约施工原材料的基础上开展设计工作，注意对节能技术的充分利用。新技术的应用在较传统就空调技术运行的情况下能实现更高效、更低能耗的特点，从而实现实实在在的节能。

4 节能技术

4.1 变制冷剂流量技术

对于采用多联机、制冷剂模块式空调主机等空调系统形式的建筑来说，最常用的节能技术就是变制冷剂流量技术，这项技术根本上利用变频空调进行调控，它的应用原理是在普通空调的基础上增加变频压缩机技术，该技术通过操作系统根据空调区域的实际负荷对压缩机的控制，可以实现对系统的荷载动态控制，以此达到节能的效果，这种技术实际上应当贴合实际情况使用，根据需求有效调整设备荷载，实现设备荷载根据建筑实际负荷变化而变化调节，这样的技术可以减少人力消耗，降低人工成本的同时，达到空调温度自动调节的高效，并提高舒适性。

4.2 热泵技术

热泵空调技术是现时应用比较广，同时也比较成熟的一种技术。依据热源类型的不同，可以将热泵划分为如下类型：①空气源（风冷）热泵，采用这一热泵的常见设施即热泵冷热水机组、单元式热泵空调机组等等。不过这一热泵具备一定局限性，即在冬季供热期间，因为室外气温相对偏低，那么此时就要采用除霜手段，及时清理室外换热器翅片表层存在的霜；②合理应用地下水水源热泵，它的基本原理就在于从地下抽水，通过热泵进一步吸收掉地下水内的热量，然后再让地下水回流到地下；③合理应用土壤源热泵，该热源泵常常被埋置在地下土壤内，接着再通到循环工质，将管作为主要的换热器，让循环工质和土壤进行充分的能源交换。在冬季，通过这一热泵到地下进行取热，将地下热当作热泵热源。而在夏季，通过这一热泵到地下取冷，将地下冷当作主要的热泵冷源。进而有效实现夏存冬用和冬存夏用的目标；④在污水源热泵方面，这一工艺技术能够直接性地提取城市污水内的热量。根据有关资料显示，若将城市污水全都应用当作热源，那么大概就能够处理好20%的城市供暖用热。

4.3 变流量调节技术

对于现时大部分公共建筑来说，由于负荷较大，为了满足建筑的空气调节需求，基本都是采用水冷式集中空调系统。由于这些建筑都可能有空调面积大、建筑高度高、空调系统复杂等特点，在建筑负荷时刻变化的情况下，室内温度的调控就变得十分费力，进而也会造成系统的能源利用率低而不节能。现实中空调负荷实时都在发生着变化，而根据有关资料可知，空调设施的制冷系统在满负荷条件下的运作时长大概是总运作时长的2～3成，通常状况之下，空调设备的制冷系统均是在非满负荷情况下运作的。为了有效契合空调负荷需求，需要积极合理地规划主机、压缩机、变频风机等装置，相应地调控冷热媒，其基础上采用变流量调节技术就可大大提高系统的能效及能源利用效率。在系统输配上实现了变流量控制后，想要进一步提高效率，可在变水量空调系统内相应的末端继续安装若干电动二通阀，接着再伴随室温变化而实时把控所流经末端的水流量，由此实现流量变化及布局环路阻力优化的效果，不仅如此，通过变频手段合理地把水泵运行的频率及台数进行自动控制，也可以进一步减少整体系统的能源耗损。

4.4 热回收技术

热回收是一种节能环保技术，是指回收建筑物内外的余热（冷）或废热（冷），并把回收的热（冷）量作为供热（冷）或其他加热设备的热源而加以利用。在运用大型集中供冷空调的建筑中，冷热源机组经冷凝器放出的热量通常被冷却塔或冷却风机排向周围环境中，这种热量对于一些有热源需求的场所来说就是一种巨大的浪费，同时也会给周围环境带来一定的废热污染。热回收技术就是通过一定的方式将建筑内外或者大型设备，如冷水机组，运行过程中排向外界的大量废热回收再利用，从而成为用户的初级或最终热源。例如，对于制冷机组而言，压缩机排出的高温高压气态制冷剂先进入热回收器，放出热量加热生活用水（或其他气液态物质），再经过冷凝器和膨胀阀，在蒸发器吸收被冷却介质的热量，成为低温低压的气态制冷剂，返回压缩机，这就实现了制冷机的余热回收利用过程。

4.5 可再生能源的替代技术

4.5.1 运用太阳能制冷和供暖

随着技术的不断创新和对新技术的设想，人们开始尝试利用太阳能作为建筑暖通空调的冷暖调节辅助手段，当下利用太阳能控温大致有两种，一种是主动式太阳能系统进行空气调节，另一种被动太阳能调节。我国目前应用最多的仍是依靠太阳能进行制冷，太阳能制冷主要可以通过太阳能转化为机械能。再由机械装置提供制冷功能，也可以利用太阳能本身的能量驱动制冷剂进行降温，达到对房间的温度控制，利用太阳能的做法，不但提高了环境利用率，而且减少对氟利昂的利用，维护大气层稳定，减少对环境的危害。

4.5.2 自然通风的有效利用

高层建筑可以利用自然空气流动形成的自然通风，实现对周围自然资源的利用，夏季充分利用夏季风，冬季应增加光照时间，并避免冬季风的影响。自然通风受到多方面的影响，很难做到有组织的自然通风，有组织的自然通风就是借助计算机技术、相关软件以及现代化自动控制系统实现自然通风的效果。在春、秋两个季节，利用有组织的自然通风，可充分提高建筑室内温度的舒适度，使室内有足够的新鲜空气。在天气炎热的情况下，可通过晚间自然通风，消减建筑室内家具和维护结构的蓄热量，以便有效降低白天的空调启动负荷。