暖通空调系统中环保节能技术的应用发展探究

2021-12-31李京泽郭炳彤

科技创新与应用 2021年27期

李京泽，郭炳彤

（中南大学，湖南长沙 410083）

最近几年，随着我国经济水平的不断提高，工业建设发展也越来越快，建筑物的种类越来越多，暖通空调系统也得到了非常广泛地应用。虽然暖通空调系统可以提高空调的性能，但是也加剧了能源消耗问题，并且对环境也会产生十分重要的影响。所以说将节能环保技术应用到暖通空调系统当中就变得十分重要，如果能够合理地应用节能环保技术，那么不仅可以减少空调对环境的影响，也可以在一定程度上提高空调的使用性能，既节约能源，又可以提高空调的使用年限。

1 节能环保技术的重要意义

近年来，虽然我国的经济和工业发展十分迅速，但是对于环境也产生了很多的污染和伤害，而且也存在对一些不可再生资源的浪费现象，国家已经意识到了这一问题，开始发布和环境相关的环保节能政策，鼓励人们建立资源节约型和环境友好型社会，而在近几年，在政府的号召下，节能环保技术在飞速发展，并且已经被应用到各个领域当中，在暖通空调领域也不例外。众所周知，在空调的使用过程当中会排放出大量的氟利昂以及二氧化碳，而弗利昂排放到空气当中，就会伤害臭氧层，形成臭氧空洞，二氧化碳则会加剧温室效应，造成冰川融化，全球温度上升，所以空调看似对环境没有什么直接的影响，但是空调的排放物却会对环境产生非常大的污染和伤害。针对这一问题，近年来政府也颁发了相关的政策，在暖通空调的生产、使用过程当中，要尽量应用节能环保技术，这样不仅可以节省相应的能源，也可以减少对环境的伤害。将节能环保技术应用到暖通空调系统的过程当中，不仅可以减少暖通空调在使用过程当中对环境的污染，也可以在一定程度上节省空调所消耗的能源，提高空调的使用性能。节能环保技术在暖通空调当中，目前已经有了非常广泛的应用。很多厂家的空调系统在安装的过程当中都会采用太阳能技术或者是蓄冷技术，这些都是非常典型的节能环保技术，利用可再生资源来代替不可再生资源，而且对环境不会产生伤害，这样一来也就减少了空调对环境的影响。

2 暖通空调系统的发展趋势

2.1 采用独立新风系统

近年来我国经济水平在不断提高，人们的生活质量也在提高。在未来，空调的适用人群会越来越广泛，并且空调的制造技术也会随着时代发展不断更新。为了跟上时代的发展，空调制造商们采用了独立的新风系统，目前这一系统在我国发展趋势良好，将这一技术融入到暖通空调当中，不仅可以提高空调自身的使用性能，也能够更好地符合时代的发展趋势。所谓的独立新风系统就是指将工作机组改成低温送风机组，这样就可以把新鲜空气导入到室内，而且室内的所有空调负荷都由这个系统承担，独立新风系统没有老式空调的回风系统，空调的安全性就有了很大的提高，也不必担心在建筑外安装回风系统产生安全隐患。在老式空调当中，排风和新风之间通常都没有系统交换器，这就会增加空调的耗能，而采用独立新风系统就可以在二者之间设置交换器，进而减少耗能，符合环保理念。

2.2 采用新风预处理系统

新风预处理系统也是暖通空调未来发展中采用的主要系统之一，新风预处理系统主要分为两种，一种是除湿式系统，一种是热回收式系统。除湿式系统的优点就在于精密程度比较高，可以利用减少制冷量和调节温度、湿度等来控制，而且这一系统的另一个优点就在于能够将工业废弃热源充分利用，这就可以在很大程度上节省能源，也符合低碳环保的新理念，因为新风预处理系统的精密程度高，进而可以用在一些对环境控制敏感的地方。热回收式系统在精密程度和资源利用上虽然不能够和除湿式系统相比，但是热回收式系统的应用原理就是简单地将储存在排风当中的能量进行一系列的回收处理后重新利用，虽然其他方面不能够和除湿式系统比较，但是热回收式系统的优点就在于同样是能源重新利用，热回收式系统可以应用在对空调要求比较低的场合。

2.3 采用个性化调节方式

随着暖通空调受众范围的扩大，各个年龄阶段的使用者都会有。在调节方式这一问题上，虽然对于适应能力较快的年轻人来说不存在使用困难的问题，但是针对一些年老的人群来说，空调如果拥有比较多样化的使用方式或者是系统，他们就有可能会在空调调节这一方面出现使用困难的问题。老年人的视力或多或少地都存在问题，如果空调遥控器上的功能太多样化，或者是字体比较小，那么对于老年人来说就会很难操作。如果客户不能够正常使用，那么这样的空调系统就完全没有存在的必要了。所以说，在暖通空调系统未来发展趋势当中，应用节能环保技术是一方面，另一方面就应该采用个性化的调节方式，设置出针对老年人群的调节方式，并且系统之间可以相互切换，这样一来就可以让各个年龄段的人群对空调进行随意使用，老年人就可以使用老年系统，年轻人使用新系统。

3 暖通空调系统中环保节能技术的难点

3.1 业主缺乏了解

很多业主对于暖通空调系统中的节能环保技术缺少一定的了解，很多建筑项目在完工之后都会直接把房子交付给业主，但是有一些业主对于暖通空调的使用、操作还存在问题，这就导致在收房后，很多业主根本就不知道房屋添加了节能环保技术的暖通空调系统，更加不可能会了解具体的操作。而且由于一些业主对于节能环保技术的暖通空调系统不了解，就很有可能会出现操作错误，一些愿意了解正确操作的业主会询问相关的工作人员其正确的使用方法，但是对于一些不愿询问或者是忽略了这一问题的业主来说，就很有可能会造成不必要的麻烦，如果出现严重的操作错误就很有可能会产生使用危险。针对这一问题，各业主应该做到积极询问，而且相关的工作人员也要及时向大家普及这一系统如何使用，这样就可以减少很多麻烦。

3.2 安装存在问题

暖通空调系统在安装的过程中也存在着一些问题，尤其是在装修吊顶这一问题上，在暖通空调系统的设置过程中融入了很多的专业技术，所以说，在进行吊顶安装的过程中就需要注意很多问题。首先就要求对暖通空调系统中的各种电路、水管等元件有充分的了解，然后才能够进行系统的安装，在安装的过程中也要注意空调中的各个元件不能和吊顶中存在的电线线路相冲突，要处理好彼此之间的间距和兼容性等问题。在实际的安装过程中还要考虑到地理因素。这些问题在实际安装过程中如果没有得到实际的解决，在空调水管和线路之间就会存在间距问题。而且安装位置是吊顶，这就需要各个元件之间具有较高的协调度。但是在实际安装过程中还是可能存在严重缺乏协调度的情况，这就会在很大程度上影响空调的安装进度。

3.3 缺少协调沟通

在整个空调的安装过程中，尤其是外机部分，需要各个部门之间相互协调，尤其是设计单位和施工单位之间，必须要协调外机安装的位置和方向。但是在实际安装过程中，协调起来的难度比较大。由于设计单位和施工单位并不时常接触，而且设计部门、外机的安装单位还有外墙主体建设单位基本不沟通和联系，在整个比较短的安装过程中想要做好充分的交流沟通不易实现，即使就安装流程和技术进行大致的沟通，但因时间紧张而无法确定细节，还是会从整体上拖慢施工进程，影响施工质量。而且，只有让空调的上线和下线同时发展，才能够达到节能环保的目的，但是这个同时发展的过程也需要各个方面积极的沟通协调。因此，只有做好沟通协调工作，才能够更好地进行暖通空调系统安装工作。

4 暖通空调系统中环保节能技术的应用

4.1 充分利用太阳能

近年来为了响应政府建设节能环保型社会的号召，越来越多的行业开始使用清洁能源，太阳能就是近年来发展比较好的清洁能源之一，其可以作为节能环保技术应用到暖风空调系统当中。太阳能不仅是清洁能源，还是可再生能源，在整个暖通空调系统的应用当中具有很好的发展前景。如果在太阳光照比较充足的地区，利用太阳能进行供暖、供电完全不成问题，也可以提供简单的日常照明和空调用电，还可以满足暖通空调的简单供热。在日照充足的地区，完全就可以利用太阳能收集器将太阳能收集起来，将这些能源转化成电能，用来支撑日常照明所用的能量，也可以将这些收集起来的太阳能转化成热能，经过储水设备时就可以用来加热。如果天气不是很好，没有充足的太阳能也可以利用辅助热源供热。

4.2 应用空气热源泵

在暖通空调系统中采用节能环保技术这一方面，空气热源泵也是一个很好的选择。空气热源泵的工作原理简单来说就是制冷循环，在夏天把室外的冷空气转化到室内达到降低室内温度的目的，在冬季就把外面的热空气转化到室内达到向室内供热的目的。空气热源泵的运作主要是依靠电能，而且在冷热空气转化的过程中也不会产生任何的污染，符合节能环保的发展理念。空气热源泵相交于传统的电采暖来说，效率要高很多，因此近年来空气热源泵是政府扶持的主要发展项目之一。在标准条件下，空气热源泵的COP 可以达到3.0，如果外界的温度升高，那么相应的COP 也会随之升高，就会更加节能。空气热源泵完全符合节能环保的发展理念，将其应用到暖通空调系统当中不仅不会有任何不妥之处，还会提高其整体的使用性能。

4.3 采用蓄冷技术

蓄冷技术的主要工作原理就是将固态水和液态水相互转化，产生热量或者是吸收热量，在这一原理上进行节省电能。很多大城市的电力公司，为了提升用电的合理度，就会根据不同的时间段分别设置不同的电能价格，所以说在这些地区，晚上使用这种技术的空调，就可以从整体上减少电费的使用价格。在电费价格比较低的时候，采用蓄冷技术，提前储存能量，在需要的时候再打开就可以从根本上降低使用成本，而且系统技术所应用的物质除了固态水和液态水以外，也可以利用一些变温材料作为介质。共晶盐是一个很好的选择，这一技术能够完美地减少暖通空调的使用成本，也不会对环境造成污染，但是这一技术目前正处于开发阶段，还没有正式地投入市场使用，仍然处于研究当中。

4.4 应用热回收技术

在暖通空调中应用热回收技术也是可以符合低碳环保要求的，热回收技术的主要原理就是将空调内部排出的热量重新回收利用，这样就可以减少不必要的能量浪费，而且热回收技术操作起来也比较简单，更加不会对环境造成任何的污染。在空调工作的过程中，空调机组会产生很多的热量，如果这些热量散发到空气当中也会被白白浪费掉，如果在暖通空调系统当中采用热回收技术就可以将这些热量收集起来，重新利用。对这些排放掉的热量做一些处理，重新供热，就可以很好地解决能源消耗问题，也不会对环境造成任何的污染。热回收技术的另一个优点就在于操作简单，也不会占用太大的空间，在安装过程也可以很好把控。

4.5 应用变频技术

在暖通空调系统当中，风机、水泵等部分如果想要应用节能环保技术，那么最该使用的就是变频技术。在频率和电机功率变化转速之间，二者的三次方成正比关系，所以说，如果降低电机功率，那么相应的频率也会降低。在进行空调选择的过程中，主要都是通过冷负荷的综合最大值或者是累计值来选择容量和设备，在暖通空调系统工作的过程中，完全可以通过冷冻水泵和制冷机组等系统的变频来控制系统的负荷，在最大程度上做到供需匹配，这样一来就可以产生十分显著的节能效果。但是在变频器的使用过程当中，整个的变化范围也存在限制，通常都会限制在70%-100%之间，也就是说只有在这个范围当中才能够达到最好的节能效果。