关于建筑暖通空调节能技术的分析

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摘要：本文作者对建筑暖通空调技术进行了分析探讨，介绍了相应的空调节能技术，供大家参考。

关键词：建筑；暖通空调；节能技术；分析

中图分类号： S210 文献标识码： A

随着人类对生存环境不断的认识和发现，及时把新技术，新材料应用于现代建筑中，使我们的建筑成为真正意义上的“节能建筑”和“绿色建筑”已迫在眉睫。

1 暖通空调节能技术之蓄能空调

蓄能空调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。

1.1 冰蓄冷

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：

电力移峰填谷--均衡电力负荷，加强电网负荷的管理。由于转移了制冷机组用电时间，起到转移电力高峰期用电负荷的作用。制冷机组在夜间电力低谷时段运行，储存冷量，白天用电高峰时段，用储存的冷量来供应全部或部分空调负荷，少开或不开制冷机。对城市电网具有明显的“移峰填谷”的作用，社会效益显著。

享受峰谷电价--由于电力部门实行峰、谷分时电价政策，所以冰蓄冷中央空调合理利用谷段低价电力，与常规中央空调系统相比，运行费用大大降低，经济效益显著。且分时电价差值愈大，得益愈多。

降低电力设施投资--由于冰蓄冷空调系统具有储存冷量的能力，故制冷机组无需按照峰值负荷进行选型，制冷主机容量和装设功率大大小于常规空调系统。一般可减少30％～50％。电力高压侧和低压侧设施容量减少，降低电力建设费用。

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。

1.2 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。

其优点是：投资省，维修费用少，管理比较简单。但由于水的蓄能密度低，只能储存水的显热，故蓄水槽上地面积大。如若利用高层建筑内的消防水池，在确定制冷机容量与蓄冷槽的容量时，可根据消防水池的容量来计算出蓄冷量，然后根据剩余负荷量来确定制冷机组的制冷量。最后校核一下冷水机组能否满足夜间蓄冷的需要。

1.3 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。然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。从多年实践证明，通常所指的蓄热空调，不是指在用电高峰时完全不准用电，而是要把用电负荷的峰值削平，维持电网的正常运行，因此，在这个设计思想的指导下，可在当用电高峰时，中央空调采用蓄热装置后，可减少三分之一或一半左右的负荷，所以蓄热空调也得到电力部门和用户的认可和欢迎。

2 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，风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。

3 暖通空调节能技术在绿色建筑中的应用

绿色建筑就是充分利用可再生的材料和能源，亲和自然，尽量不破坏环境和文化传统，保护居住者的健康，充分体现了可持续发展的理念。绿色建筑对室内环境品质给予特别的重视。室内环境品质包括声、光、热等诸多环境物理因素以及室内空气品质中的诸多物理、化学因素。绿色建筑的室内环境应与地球生物圈的生态环境协调、融合。“以人为本”的室内环境首先要满足人的生物特性，即节能和环保并不是以影响居住者的健康和降低居住者的工作效率为代价。因此，绿色建筑是资源和能源的有效利用、保护环境、亲和自然、舒适、健康、安全的建筑。

在实际的工程设计中，人们已经能够从制冷方式和空调方式出发采取许多降低能耗和提高能源利用效率的措施，然而绿色建筑对暖通空调提出了更高的要求，强调了对可再生能源的利用。如何平衡能耗和室内空气品质之间的关系，也是在绿色建筑的设计中需要着重考虑的问题。

3.1 置换式送风系统

置换式送风系统主要有以下几种形式(a) 背景空调与个人空调相结合的下送风或桌面送风；(b) 用作全场空调的地板送风； (c) 置换式顶送顶回系统。

3.2 冷辐射吊顶系统：今天的办公建筑中主要内热源是设备、照明形成的显热，而其中辐射成分又占了50 %以上。因此，用辐射形式供冷可以平衡掉这部分热量。实验证明，辐射形式供冷可以提高人体舒适性。

3.3 结合冰蓄冷的低温送风系统：蓄冷低温送风系统目前已在空调设计中被广泛采用。该系统虽然起不到节能的作用，但却能平衡市区用电负荷，提高发电效率，对环境负荷的降低是有利的。

3.4 蒸发冷却空调系统：蒸发冷却空调技术是一种绿色仿生空调技术，包括直接蒸发冷却和间接蒸发冷却。它采用水作为制冷剂，对环境无污染；另外，蒸发冷却系统制冷不需消耗压缩功，因此，是一种节能环保型绿色空调产品。

3.5 去湿空调系统：去湿空调的原理很简单，室外新风先经过去湿转轮，由其中的固体去湿剂进行去湿处理，然后经过第二个转轮(热回收转轮)，与室内排风进行全热或显热交换，回收排风能量。经过去湿降温的新风再与回风混合，经表冷器处理（此时表冷器处理基本上已是干冷过程） 后送入室内。去湿空调之所以在绿色建筑中得到广泛应用，是因为: (1) 为保证室内空气品质，绿色建筑对室内湿度控制的要求提高；(2) 为保证室内空气品质，绿色建筑对新风需求量增加；(3) 固体去湿剂的再生，可以采用热电联产的余热、太阳能或天然气等可再生能源或清洁能源；(4) 绿色建筑室内相对湿度一般要求控制在60 %以下，以防止霉菌的孳生。

3.6 地源热泵空调系统：地源热泵空调系统是利用土壤，地下水或江河湖水作为冷热源的一种高效的空调方式。土壤是一种很适宜的热源，其温度适宜、稳定，蓄热性能好且到处都有。原状土在地下约10米深处温度几乎没有季节性波动，一般比全年空气平均温度高1～2 ℃。地源热泵全年运行工况稳定，不需要其他辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热夏季供冷。对于采用深井回灌方式的水源热泵，由于地下水抽出后经过换热器回灌至地下，属全封闭方式，因此不使用任何水资源也不会污染地下水源。

参考文献：

[1] 张辉.试论节能理念下暖通空调发展策略[J].中国商界(下半月)，2012，(02).

[2] 周路军，王建红.暖通空调设计中需要注意的一些问题[J].科技传播，2011，(17).