建筑暖通空调系统节能技术的应用

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摘要: 本文通过从不同角度并依据不同准则对暖通空调系统建筑节能进行研究、开发，充分利用有利的自然资源，挖掘节能潜力，减少能源消耗进行了探讨。针对空调系统能耗的影响因素和高层商业建筑的特点，以高层商业建筑空调节能改造为例，从减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制方面分析了商业建筑空调节能的具体技术措施和实施办法。

关键词:节能技术；设备节能；能源利用

Abstract: This paper conducts a research on HVAC system building energy saving from different angles and different standards, and also on making full use of the favorable natural resources, tapping the potential of energy saving, and reducing energy consumption. This paper based on the characteristics of high-rise commercial buildings and factors that influence energy consumption of air conditioning system, taking energy-saving reformation in high-rise commercial buildings’ air-conditioning system as an example, analyzes concrete technological measures and implementation methods of energy saving in air conditioning within business architecture from the aspects of reducing cooling load, improving the efficiency of cold and heat source, using natural cold source, reducing pump power consumption, reducing energy consumption, improving the fan airflow organization, and improving control.

Keywords: energy-saving technology; equipment energy saving; energy utilization

中图分类号：S210.4文献标识码：A文章编号：

节能、环保、可持续发展是当今暖通空调系统节能的总原则，在节能技术中应体现节能降耗的综合指标，以便更好的适应当今社会的发展。空调系统的能耗主要有两个方面，一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗，如压缩式制冷机耗电，吸收式制冷机耗蒸汽或燃气，锅炉耗煤、燃油、燃气或电等；另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水，风机和水泵所消耗的电能。

冷热源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供热量决定，建筑物的空调需冷量和需热量的影响因素有室外气象参数（如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等），室内空调设计标准，外墙门窗的传热特性，室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。风机、水泵的输送能耗受所输送的空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响，风系统、水系统的流量和阻力的影响因素有系统型式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设备和冷热源设备的阻力和效率等。

1 建筑空调系统设备的节能运行技术

1.1 蓄能空调技术

1.1.1 蓄冷空调技术

常规的蓄冷技术包括冰蓄冷空调和水蓄冷空调。通过降低介质温度或凝固介质，将冷能以显热和潜热的形式储存在介质中。必要时，被储存的冷能可以通过升高介质温度，或熔化介质再次被利用。蓄冷系统的主要设备有冷水主机、蓄冷装置、板式换热器、自动控制系统以及泵阀等。系统的流程主要是针对冷水主机和蓄冷装置的相互关系，有串连和并联之分，串连又有主机上游和主机下游两种方式。其设计的关键在于冷水主机容量的选定。蓄冷技术采用分量蓄冰的方式，于晚上符合少、电价低时段制冰，白天则融冰。蓄冷空调不仅响应国家的错峰用电政策，也减少了厂家的运行用电费用。

1.1.2 蓄热技术

关于蓄热技术，目前我国主要使用电锅炉蓄热式系统且以水作为蓄热介质。所谓电力蓄热系统，就是以电锅炉为热源，利用低谷廉价电力，对水加热，并将其储存在蓄热水箱中，在电网高峰时段关闭电锅炉，由储存在蓄热水箱中的热水供热，其优点是不排出有害气体，无污染，无噪声，比煤锅炉、油锅炉的热效率高，又能充分利用低谷电，运行费用低。

1.2 热回收技术

1.2.1 排风余热回收

一般的空调系统都要设计新风系统来稀释室内的有害物，以保证室内空气品质；为了保证室内的风量平衡，使新风顺利进入室内，同时还要设计排风系统。对于人员集中的建筑如商场、办公楼的会议室等，新风量较大，使得空调系统中的新风负荷也随之增大，同时排风将空调房间内的空气排出室外，也是一种能量的浪费。因此充分利用排风的能量，对其进行回收，从而对新风进行预冷或预热，减小新风负荷是暖通空调节能的重要途径。排风余热回收可分为显热回收和全热回收，热回收设备可大致分为转轮全热交换器、板式显热交换器、板翘式全热交换器、中间热媒式热交换器和热管式换热器等等。

1.2.2 制冷机组的冷凝热回收

制冷机组冷凝热回收的换热设备目前逐渐引起人们的重视。这一类的热回收设备可以与不同的系统结合起来使用。如果与生活用热水系统相结合，使压缩之后的制冷剂首先进入板式热交换器，生活用热水通过热交换器的另一侧，由于被压缩后的制冷剂温度较高，只要设计合理，它能够提供的热量完全可以将热水加热到洗澡用的温度，可以储存在保温水箱中，满足人们的需要。当制冷机组的冷凝器所产生的热量不能够将热水加热到需要的温度时，亦可在系统中添加水源热泵作为辅助热源以满足用户需要。在夏季制冷供热水时，因为冷凝器侧回收冷凝热的同时，蒸发器侧仍在供冷，因此可以说。这种供热水方案运行费用几乎为零，具有明显的经济。冬季制热供热水时，虽然暂时不能供暖，要等蓄热水箱达到温度要求后，才能恢复供暖，但通过程序控制，制热水时间大多可以避开供暖时间，这样可减少对供暖的影响。过渡季节供热水时，只需单独一台制热水机组，其他机组和相关的水泵都停止运行，不存在匹配难的问题。这样四季都能吸收包括高温显热、液化潜热和过冷热量的全部冷凝热量，热回收效果很明显。这样的系统既可以避免冷凝热排放到大气中造成热污染，又可以节省为提供热水而设的锅炉及其附属设备，避免了由于燃料的燃烧向大气排放的有害物，应该说是一种效果明显，又有环保作用的节能技术。

1.3 变频技术

不同类型的冷水机组都有较完善的自动控制调节装置，能随负荷变化自动调节运行状况，保持高效率运行。空调机组、末端设备和水泵等设备采用变频控制，可以使该部分设备的能耗减少30%以上。而变频器能是电机的转速无级连续可调，其转速是根据室内负荷而成比例变化。这样设备就能适度调温，而不会频繁启停，从而使设备保持稳定的工作状态。