试论暖通空调系统中环保节能技术的应用

试论暖通空调系统中环保节能技术的应用

高唯珺1   李颖2

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摘要：鉴于环保技能技术在暖通空调领域的应用日益广泛和深入，同时，空调所消耗的能源巨大，受技能、环保、绿色等理念的影响以及中国能源结构的调整等因素，对暖通空调设计提出了越来越严峻的挑战。因此，在进行暖通空调设计时，应重视环保节能因素的考量。本文主要介绍了空调系统的节能设计，并对可再生能源在暖通空调系统中的应用发展进行了分析。

关键词：暖通空调；环保节能；技术应用

当前，环保技能技术在暖通空调领域的应用范围正在不断扩大和普及。空调的能耗巨大，受到技能、环保和绿色等概念的影响，以及我国能源结构的调整，暖通空调设计所面临的挑战日益严峻。因此，在暖通空调设计过程中，必须高度重视环保节能的考虑。应从设计和运行两个方面入手，采取有效措施，提高空调系统的节能总体水平。

1空调系统的节能方法

1.1 选择合适的冷热源配置

在中央空调设计中，常见的冷热源配置方式有水冷冷水机组、锅炉、热泵型机组及溴化锂吸收式机组等。其中，水冷冷水机组在设计工况下的能效比相对较高，一般可达3.7～5；热泵型机组则具备夏季制冷、冬季制热的功能。在设计工况下，热泵型机组的能效比（制冷量/消耗的热量）较低，约为3左右，但因其能在节能和环保方面发挥良好的作用；而溴化锂吸收式机组的能效比则相对较低，节电不节能，适用于有废热和余热的场所。

1.2 采用蓄冷系统

在全球范围内，电力负荷峰谷差较大的情况普遍存在。在用电高峰时段，电力供应不足，而在低谷时段，电力供应过剩。在实施电力峰谷电价的地区，可利用低电价时段采用冰蓄冷系统制成冰来储存冷量，高电价时段再将冷量释放出来，这将对电力负荷的移峰填谷工作产生积极影响。采用冰蓄冷系统能够产生良好的经济效益和社会效益。

1.3 采用变频系统

变频技术在现代空调中的应用已成为必然趋势。它不仅能有效改善空调系统的工艺不足，还能大幅降低能耗，节省运行成本。传统空调设备只能按照设计的额定功率运行，当负荷降低时，设备仍需全负荷输出运行，这无疑会造成能量的浪费。而采用变频技术，空调设备的输出功率可随负荷的变化而变化，从而达到节能的效果。

根据空调负荷来相应改变水流量或风流量可有效实现节能。变风量空调系统是通过末端装置来补偿室内负荷的变动，调节房间送风量以维持室温。变风量和定风量系统相比，一般情况下可节能50%。变水量系统（风机盘管）是通过水量控制的方法来调节温度的，其比定流量系统要节电，随着工业变频器的推广应用，通过对水流量、风量及主机等的变频控制调节，可实现其同所需空调负荷的实时匹配，从而产生显著的节能效益。

2发展可再生能源在暖通空调系统中的应用

目前，为了实现空调系统向节能环保方向发展，科技工作者进行了大量的科研工作，并采取了一系列更为有效的措施和方法，如“太阳能技术”、“地源泵技术”、“热泵水源技术”、“蓄冷技术”等。这些技术具有可再生能源资源丰富、不污染环境、清洁安全以及资源可再生等优点。因此，在能源供应日益紧张的今天，大力推广可再生能源的应用具有极为重要的战略意义。

2.1可再生能源在暖通空调系统中的应用形式

可再生能源在暖通空调系统中的应用包括太阳能的应用、自然通风的应用、地下水的应用、地热(冷)的应用、海洋能的应用等。

(1)太阳能的应用

太阳能在暖通空调领域的应用主要分为被动式和主动式两种。主动式太阳能利用主要包括太阳能采暖和太阳能制冷两个方面：第一，太阳能采暖。其基本原理是用电作为辅助能源，借助太阳能加热的水在管道中循环流动，为房间提供热量。随着热管式真空管太阳能集热器技术的不断发展，这种集热器不但拥有较高的工作温度、承受压力大、耐冷热冲击和抗冰雹等优点，也使得主动式太阳能采暖系统的应用成为可能；第二，太阳能制冷。太阳能制冷主要包括太阳能压缩式制冷、太阳能吸收式制冷和太阳能吸附式制冷。太阳能压缩式制冷的研究重点在于如何有效地将太阳能转换为电能，再利用电能驱动压缩式制冷系统。吸收式制冷是一种利用太阳辐射热能驱动溴化锂一水溶液或氨一水溶液的吸收式制冷系统。太阳能吸附式制冷则是将系统中的加热器和冷却器去除，将太阳能集热器与吸附床合二为一，利用夜间室外空气的自然冷却来实现冷却功能。

(2) 自然风在暖通空调中的应用

自然风供冷应用是可再生能源在暖通空调领域中的一个重要方面。当室外空气的焓值和温度低于室内环境时，在供冷期间可以充分利用室外风所带来的自然冷量，以满足室内的部分或全部冷负荷需求。这通常在供冷期的过渡季节以及夜间出现，可以采用新风直接供冷和夜间通风蓄冷等方式。由于利用了自然风提供建筑所需的冷量，与常规空调系统相比，在运行过程中无需或仅需少量的电力，既节约了能源，又减少了对环境的污染，同时也改善了室内空气质量。

(3) 地下水在暖通空调中的应用

地下水由于地层的隔热作用，其温度受气温影响较小。在暖通空调领域中，部分地下水可以直接作为冷源，同时也是热泵的良好低位热源。因此，水源热泵具有良好的节能前景。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源（如地下水、河流、湖泊）中吸收的太阳能和地热能形成的低温低位热能资源，并利用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能的转移。然而，在利用地下水的过程中，需要注意以下问题：①必须具备可靠的回灌技术；②使用地下水时应注意水质，水质不合格会导致井老化。

(4) 川土壤能的应用

地源热泵是一种应用地下浅层地热资源(通常〈400m深)作为冷热源的空调系统。它通过输入少量的高品位能源(如电能)，实现低温热源向高温热源的转换。在寒冷的冬季，土壤作为低温热源，为系统提供热量；而在炎热的夏季，土壤又是高温热源，为系统吸收室内的热量。海水热泵是一种利用海洋能发电的技术，已经日渐成熟。海洋作为地球气候和淡水循环的天然调节器，其庞大的容量为人类提供了充足的制冷和供热的条件。

(5) 海洋能的应用

海洋能利用的主体是利用海洋能发电，其技术已经日趋成熟。海洋是地球气候和淡水循环的天然调节源，其容量巨大，与大气、陆地间通过水汽等方式不断进行能量和物质循环，是一个天然容量巨大的低位冷热源，为人类制冷供热提供了好的条件。海水热泵是一种很好的选择。

2.2可再生能源在暖通空调中需要注意的问题

应根据各自的地理位置确定合适的利用方式。我国疆域辽阔，地理环境多样，可再生能源分布不均。因此，利用可再生能源必须结合区域实际特点，贯彻因地制宜的方针。通过分析比较，选择应用和开发暖通空调新技术，真正创造良好的节能效益和环境效益。

总结

暖通空调系统是建筑物中不可或缺的部分，能够为人们提供舒适的室内环境。然而，传统的暖通空调系统在运行过程中往往会消耗大量的能源，并对周围环境造成污染。所以，在暖通空调系统中引入环保节能技术显得尤为重要。具体的应用技术包括太阳能、自然通风、水源热泵等，通过采用这些技术，能够大幅度降低能源消耗和污染排放，提高系统效率和舒适度，同时也有助于实现可持续发展。

参考文献

[1]杨秀峰，浅谈暖通空调系统节能问题在系统设计中的重要性[J].中国新技术新产品,2011，(19).

[2]李祥，张永飞.暖通空调系统中环保节能技术应用发展探讨[J]).科技致富向导，2011，(27).

[3]陈砀，浅析建筑和暖通空调设计的，研究[J].科技促进发展(应用版),2011，(04).