暖通系统节能技术探讨

Abstract: This paper presents the ways and means to improve HVAC energy saving technology, want to improved contribute to the efficient use of resources and sustainable development of society.

Key words: energy consumption; HVAC; energy-saving technologies

1 暖通节能的意义

近年来，我国建筑业发展迅猛，建筑能耗也随之不断增加，建筑能耗已经占到社会总能耗的29%以上，有些地区甚至已经接近42%。而在建筑能耗里，用于暖通空调的能耗又占建筑总能耗的30% ～50%，而且还在逐年上升，这势必造成能源供求矛盾的进一步激化。对这些能源的大量使用，使得地球资源日益匮乏，同时也带来一系列严重的环境问题，二氧化碳、硫化物、烟尘、氮氧化物等的排放量增加和酸雨现象频繁发生，对自然生态环境和社会的可持续发展造成了极大的影响。如果能够采用节能技术，将现有暖通系统节能20% ～50%是完全有可能的。因此，研究暖通节能技术意义重大。

2 暖通空调节能技术的原则

舒适性与节能之间的矛盾统一。1)以节能为原则，将热舒适指标PMV在工程中加以实际应用，即利用支配热舒适的各因素(温度、湿度、平均辐射温度、风速、劳动强度)的巧妙组合，达到舒适和节能的协调。2)满足个人需求，不强求全面统一(温度、湿度)个人与全体兼顾，对节能和控制的灵活性均有利，即参数设定值采用程序统一设定与就地设定相结合的方式。3)满足新的舒适要求，尽管影响人体舒适的主要因素为舒适环境但对于生活环境中的声(噪声)，光(照明)、色(色彩)要求同样应予以满足。这有利于满足人的舒适感，实现动态自然境界，这对节能是有利的。4)控制室内空气品质。有关为消除VOC，细菌、浮游尘埃，臭味等的通用量的研究一直都在进行中。总的发展趋势是通风量应增大，而注意室内进排风的气流组织，以便有效地利用室内的通风量。

3 暖通节能技术措施

3.1蓄冷技术

蓄冷技术是人类在面对能源危机时优化资源配置、保护生态环境的一项技术革新，能产生良好的社会效应和经济效益。其工作原理并不复杂：利用夜间电力低谷时段制冷，将冷量以冰或水的形式储存在蓄冷设备中：在电力高峰时段，将储存的冷量释放出来供给空调使用，达到电网的移峰填谷、节省运行电费、节能环保的目的。冰蓄冷和区域供冷除了节能环保外，更有利于社会资源的优化利用。首先，我国现在主要以火力发电为主，发电机的可调配性不强，所以很难随意控制或改变它的发电量。使用冰蓄冷技术，就可以让电厂的发电机组夜间在高效率区运行，这样就降低了它的单位煤耗。从这一点来说，冰蓄冷夜间用电提高了电厂发电机的效率。其次，冰蓄冷和区域供冷技术避开用电高峰后，其对电力资源占有率也随之降低。这就相当于把社会资源放大了，在同等的电力资源条件下我们可以供给更多的项目。反推回来，这还可以缓解国家对电力建设投入紧张的局面。

既然冰蓄冷、区域供冷技术对电力企业、国家有这么多益处，但为何得不到推广呢?主要是国家、电力企业对采用这项技术的单位鼓励、支持政策还是不够，这在一定程度上阻碍了其大面积的推广和使用。所以，图家和电力企业应该给予这项技术更优惠的政策和更大的经济支持力度。

3.2热泵技术

热泵按热源的不同可分为：(1)空气源(风冷)热泵。目前的产品主要是家用热泵空调器，商用单元式热泵空调机组和热泵冷热水机组。风冷热泵冷热水机组自90年代初开始，在夏热冬冷地区得到了广泛应用。空气源热泵在使用上最大的问题是，冬季供热运行时，室外气温较低的时候，室外换热器翅片表面会结霜(需要采取除霜措施)。(2)地下水水源热泵。即从地下抽水，经过热泵提取其热量，然后再回灌到地下，这种技术在国内外都已广泛应用。但受到地下水文地质条件的限制，并非处处适用。研究更有效的取水和回灌方式，将使这技术的应用范围进一步扩大。(3)土壤源热泵。即在地下土壤中埋管，通入循环工质，使之成为循环工质与土壤间的换热器。在冬季，通过这一换热器从地下取热，成为热泵的热源;在夏季，从地下取冷，成为热泵的冷源。这样以来，就实现了冬存夏用和夏存冬用。目前，这种技术的主要问题是初投资过高。提高换热管的换热能力，降低初投资是这项技术广泛推广的关键。与水源热泵相比，由于没有水文地质条件的限制，土壤源热泵被认为有更好的应用前景。(4)污水源热泵。直接从城市污水中提取热量，是污水综合利用的组成部分。据测算，城市污水全部充当热源，可解决城市供暖用热的近20%。

热泵技术有三大优势：(1)它能长期大规模地利用江河湖海、城市污水、工业污水、土壤或空气中的低温热能，可以把我们生产和生活中弃之不用的低温热能利用起来。(2)它是目前世界上最节省一次能源(即煤、石油、天然气等)的供热系统。它能用少量不可再生的能源将大量的低温热量提升为高温热量。(3)它在一定条件下可以逆向使用。既可供热，也可用以制冷，即一套设备兼作热源和冷源。另外，由于能够有效地降低一次能源消耗，因而可以减少C02气体和其它燃烧产生的污染物的排放，是一种可持续发展的建筑节能新技术。理论和大量的应用实践都说明，热泵技术具有很好的节能效益，经济效益和社会效益，具有广阔的应用前景。

3.3太阳能暖通节能技术

太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮置足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。太阳能供暖利用太阳能转化为热能，通过集热设备采集太阳光的热量，再通过热导循环系统将热量导入至换热中心，然后将热水导入地板采暖系统，通过电子控制仪器控制室内水温。在阴雨雪天气系统自动切换至燃气锅炉辅助加热让冬天的太阳能供暖得以完美的实现。春夏秋季可以利用太阳能集热装置生产大量的免费热水。太阳能供暖工程的寿命可达20年以上，一般5年内就可收回成本，长达15年以上的免费享用尽显它的经济节能本色。

系统组成：太阳能集热器;换热水箱;燃气锅炉(或者其他加热设备);循环控制中心;温度控制器;地板采暖系统;生活热水系统。

3.4排风余热回收技术

夏季，空调建筑的排风温度低于室外新风温度，室内含湿量也低于室外新风含湿量。利用热回收装置对排风和新风进行热交换，可以降低新风温度和湿度。冬季，排风温度高于室外新风温度，排风含湿量高于室外新风含湿量，热回收装置可以预热和加湿新风。具体做法为：在排风出口安装热交换器，排风和新风分别通过各自的通道进行间接接触换热，利用排风余热来预热新风(或者利用余冷来预冷新风)，从而达到回收排风余热的目的。目前可以采用的热回收设备分为显热回收型和全热回收型两种。这种产品不但能够用于中央空调系统，而且能够用于供暖建筑和使用家用空调器的建筑。不但节能，而且改善了室内空气质量。

3.5建筑热电冷三联供技术

当天然气为城市中主要的一次能源时，与简单的直接燃烧相比，先由燃气发电，再用发电后的余热供热和制冷，可获得更高的能量利用率。这种方式通过大型建筑自行发电，解决用电负荷，提高了用电的可靠性，减少了长途输电损失。同时以余热的方式解决了供热和空调的能源问题。对于全年存在稳定的电负荷和稳定的热负荷或冷负荷的建筑，这种方式具有较高的节能效果和经济性。

我国实现西气东输后，这种方式可作为东部大城市天然气应用的一种方式。要使这种技术能够很好的应用，真正有利于节能和环保，有较好的经济性，关键是相关设备的开发。

结语

综上所述，建筑节能不仅是一项技术综合课题，也是巨大的社会课题。我国政府已经认识到建筑节能时解决今后能源紧缺问题的有效途径之一。为挖掘建筑节能的最人潜力，需要从技术研究、施工检验、政府审计评估，人民节能意识等各方面努力才能得以实现。