节能环保技术在暖通空调系统中的应用

节能环保技术在暖通空调系统中的应用
摘要：近年来，随着大量民用和工业建筑的建设，暖通空调系统得到了广泛的应用，但也对环境造成了一定的影响。

需要遵循可持续发展理念，从设计和管理水平上不断提高，达到节省能源的目的。

本文介绍了一些应用在暖通空调系统中的节能、环保技术以供探讨。

关键词：暖通空调系统；节能环保；技术
引言
暖通空调是空调的一种，是现代科技发展和人们生活水平进步的共同产物。

其主要作用有两个：通过对室内的空气温度、空气湿度及空气流速等进行调节，使室内温度等到达让人舒服的目的，且暖风空调具有保证室内热平衡的功能。

除去户外运动时间、交通时间，人类的大部分时间都在室内，因此室内空气质量对人的健康有很大影响。

1暖通空调系统的作用
随着现代建筑的迅速发展，建筑环境的重要性得到人们的高度重视。

建筑环境的好坏不仅直接影响身处建筑内的人员的舒适度，而且与人员的工作效率、生产的产品质量都有着密不可分的关系。

暖通空调系统通过调节建筑热湿环境以及室内的空气品质，满足了人们生产、生活对建筑环境的要求。

2节能环保技术对暖通空调系统的意义
现代建筑对于能源的消耗是巨大的，其中约80%来自于暖通空调系统。

夏季空调系统的庞大能耗对城市电网产生了巨大压力，很多城市不得不采取增容或限
电措施；冬季供暖不仅消耗大量的能源，而且锅炉燃烧产生的大量SO
2、NO
x
、CO
和悬浮颗粒物对环境造成了严重破坏。

城市大量的能源消耗还导致了“城市热岛”效应的产生，而“城市热岛”又导致夏季空调负荷的增加，据测算，空气温度每
升高1℃，空调容量约增加6%。

[1]因此，节能环保技术的应用对暖通空调系统有着重大意义。

3节能环保技术在暖通空调系统中的应用
3.1采用合理的冷热源
合理的设计系统是实现节能的一个重要的关键点，其中冷热源的合理配置是至关重要的一点。

总容量相同时，不同的冷热源台数和容量的搭配，运行能耗并不会完全相同。

尤其是在空调冷源的选择上，离心机一般制冷量较大，在负荷率较高的情况下COP较高，而螺杆机在部分负荷时效率较高，所以在选择时可以将二者组合搭配，形成多台大容量机组配一台小容量机组的组合方式，以保证在不同冷负荷工况下冷源系统的高效运行。

通常按以下原则来选择：
小容量机组制冷量Q
1=Q
min
/y；大容量机组制冷量Q
2
=Q
1
/z；大容量机组台数
N=(Q
max -Q
1
)/Q
2
式中，Q
min 为最小冷负荷；Q
max
为最大冷负荷；y为小容量机组最低负荷率；z
为大容量机组最低负荷率。

另外，在选择冷源容量时，应严格按照系统冷负荷来选择，不可有附加。

当机组规格不能符合计算冷负荷的要求时，所选机组的总装机容量与计算冷负荷的比值不得超过1.1。

[2]
3.2变频技术的应用
变频技术在暖通空调系统中主要应用于风机、水泵以及制冷机组等设备。

电机功率与转速和频率之间有如下关系：
N
2/N
1
=(n
2
/n
1
)3=(f
2
/f
1
)3
式中N
2、N
1
为电机功率；n
2
、n
1
为电机转速；f
2
、f
1
为电机频率。

可见，电机
功率变化随转速和频率变化的三次方成正比，随着电机频率的降低，功率将出现大幅度的降低。

在设备选型时，一般根据各空调区逐时冷负荷的综合最大值或冷
负荷的累计值来选择冷机容量和空调设备，大部分工况下，空调系统都处于部分
负荷运行的状态。

通过制冷机组、冷冻水泵以及空调风机、冷却塔风机等变频控制，使之随系统负荷的变化而变化，实现供需匹配，节能效果显著。

但是，变频
器的变频范围也有一定限制，一般在70%～100%范围内的节能效果比较明显，若
变频至50%，功率降至12.5%，电机效率将严重下降，[3]在变频器设置时需要予
以考虑。

同时，冷冻水泵变频也要考虑冷机的最小流量限制和水流量变化速率限制。

3.3采用蓄冷技术
我国大部分空调冷源采用电制冷方式，这就导致夏季空调冷负荷高峰也是电
力负荷的高峰，对电网的负荷特性造成了巨大影响。

蓄冷技术的应用可以起到削
峰填谷的作用，有效缓解高峰期的电网压力，减少区域电力装机容量，提高发电
机组谷段发电效率，间接达到节能减排的效果。

采用冰蓄冷装置，可以实现低温
大温差供冷，使得供应相同冷量所需的水流量更小，降低输送能耗，在区域供冷
系统中具有较大的节能意义。

同时，蓄冷技术的应用，可以减少制冷机组的装机
容量以及相应的变配电设备，在实行峰谷电价的地区还可以得到很好的经济效益。

3.4空气源热泵的应用
空气源热泵通过制冷循环，在夏季通过吸收室外空气的冷量向室内供冷，冬
季吸收室外空气的热量向室内供热。

空气源热泵驱动能源为电能，在冷热量转移
的过程中对环境没有污染，相对于传统的电采暖效率较高，因此，近年来被作为“煤改电”的重要选择之一。

空气源热泵供热时的COP在标准条件下可以达到
3.0，并且随着室外空气温度的升高，COP值也会变大，节能效果更加明显。

随着喷气增焓等新技术的应用，在-15℃的工况下，COP也可以达到2.0以上。

空气源热泵+太阳能集热器、空气源热泵+蓄热式电锅炉的互补供暖，在我国北方地区也
可以得到广泛的应用。

3.5充分利用太阳能
太阳能作为清洁的可再生能源，在暖通空调领域具有非常大的利用潜力。

目前，在太阳能资源充足的地区，已经可以实现太阳能供暖、供应生活热水、提供
空调以及照明等。

利用太阳能集热器收集的热量对水加热，经贮热水箱蓄热后可以向建筑提供采暖热水和生活热水。

受大气透明度的影响，当不能完全利用太阳能保证建筑供暖或热水需求时，可由辅助热源补充加热。

利用太阳能蓄热水箱中的热水作为吸收式制冷机组的热源，可以在夏季向建筑提供冷冻水，满足空调需求。

4对于制暖装置的环保设计
4.1蓄冷装置的开发利用
全国各地对于电负性的使用情况有着很大的差异，这也就使得在某些时段上会出现供电不足的现象。

尤其是针对现在的中国经济发展较快的东部地区来说，用电情况更是非常紧张，采用蓄冷装置可以很好的解决这种问题的发生，因为在高峰用电阶段可以用先前储存好的冷量释放，这样就能很大程度的减轻整体对于用电方面的压力。

冰蓄冷装置在现在的用电高峰社会中具有很强的发展前景。

4.2冷热源的正确选择
系统中对于空调节能的要求是非常高的，因此，在最初的设计方面要考虑的因素就更加繁琐，对于中央空调来说，其中的冷热源的选择尤为重要，因为它涉及到能源的利用效率以及相关的使用问题等。

中央空调作为现在公共场所最为普及的空调种类，所涉及的人群范围也是最大的，所以对于其中的冷热配置要求也就更加苛刻，方式大多采用水冷冷水机组十锅炉、热泵型机组和溴化锂吸收式机组的形式。

这种配置方式在能源的利用方面有着很强的优势所在，其中的利用率更是能高达50%，其次采用冷热源即热泵型机组的方式，在能源的使用方面并不如上一种那样，但是却具有环保的超前特点。

4.3充分利用太阳能
太阳能作为清洁的可再生能源，在暖通空调领域具有非常大的利用潜力。

目前，在太阳能资源充足的地区，已经可以实现太阳能供暖、供应生活热水、提供空調以及照明等。

利用太阳能集热器收集的热量对水加热，经贮热水箱蓄热后可以向建筑提供采暖热水和生活热水。

受大气透明度的影响，当不能完全利用太阳
能保证建筑供暖或热水需求时，可由辅助热源补充加热。

利用太阳能蓄热水箱中的热水作为吸收式制冷机组的热源，可以在夏季向建筑提供冷冻水，满足空调需求。

4结语
当今，我国能源和环境问题日益凸显，作为建筑能耗“大户”的暖通空调系统，从方案论证、系统设计到设备选型，应因地制宜，充分考虑建筑所在地域的特点和政策导向，尽可能多的应用节能环保新技术，在节能减排的同时兼顾项目的经济性。

参考文献：
[1]陆亚俊，马最良，邹平华.暖通空调[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.
[2]李跃.变频器在暖通空调系统中的应用探讨[J].节能，2016(8)：73-76.。