暖通空调系统节能设计研究
金高芳 赵春达 于海龙 丁愫 孟亚欣
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金高芳 赵春达 于海龙 丁愫 孟亚欣,. 暖通空调系统节能设计研究[J]. 能源学报,2023.9. DOI:10.12721/ccn.2023.157327.
摘要:
现代化进程不断加快,人们为了具有舒适的生活环境,越来越重视对环境的保护,节能环保理念也得到了重视。文章基于暖通空调节能设计的优势,提出了暖通空调进行节能设计的主要方法,分别是明确暖通空调的节能设计方案、选择节能空调冷热源、采用空调低温送风的方式、暖通空调冷热水节能设计,从而减少暖通空调对环境的污染,提升了资源的使用效率。
关键词: 暖通空调节能设计冷热源
DOI:10.12721/ccn.2023.157327
基金资助:

引言:由于我国综合国力的不断发展,环境污染问题也逐渐加剧,为了保护生态环境,提升人们的幸福指数,那么就要在生活、工作中融合节能、环保等理念。对于暖通空调来说,在运行时会释放一定的污染物,对环境造成污染,同时也消耗了能源,所以就要对其进行节能设计,保证在使用暖通空调时,可以达到节能环保的效果。

1.暖通空调进行节能设计的优势

在开展暖通空调节能设计的时候,其主要具有降低能源成本、环境保护、提高室内舒适性、增加设备寿命和可靠性等优势。第一,能源成本降低,节能设计可以减少暖通空调系统的能源消耗,从而降低能源成本。通过采用高效的设备和系统设计,优化运行参数,以及使用节能的控制策略,可以有效地降低空调系统的能耗。第二,环境保护,减少能源消耗还可以降低对环境的负面影响。节能设计有助于减少温室气体的排放,降低对气候变化的贡献,保护大气环境和生态系统[1]。第三,提高室内舒适性,节能设计不仅可以降低能源消耗,还可以提高室内舒适性。通过合理的空气分布、温湿度控制、噪音控制等措施,可以提供更舒适的室内环境,提高人员的满意度和工作效率。第四,增加暖通空调使用寿命和可靠性,节能设计可以考虑到设备的合理选型和运行参数,避免了过度负荷和频繁启停对设备的损害。这样可以延长设备的寿命,降低维护成本,并提高系统的可靠性和稳定性。

2.暖通空调系统开展节能设计的具体方法

2.1明确暖通空调的节能设计方案

在确定节能设计方案时,首先要选择高能效的暖通空调设备,例如,选择能效比(EER)高的空调机组、高效的换热器和风机等。这些设备能够在提供相同舒适性的同时,降低能源消耗。第二,就要进行系统优化设计,通过合理的系统设计和布局,减少冷热负荷的传递损失。例如,在建筑设计中考虑到建筑的朝向、隔热材料的选择等,以降低建筑能耗;在系统管道布局中最小化管道阻力和热损失。第三,就要开展智能控制,可以采用智能化控制系统来优化空调系统的运行,根据实际需求调整温度、湿度和风速等参数,避免过度供暖或制冷。例如,使用可编程控制器(PLC)或智能恒温器来实现自动控制和时间调度,以提高系统的能效。最后,要定期对暖通空调设备进行维护和检查,确保设备的正常运行和高效工作。同时,使用能耗监测系统对能源消耗进行监测和分析,及时发现问题并进行调整和改进。

2.2选择节能空调冷热源

合理选择节能空调冷热源可以有效地提高空调系统的能效和节能性。可以选择高效燃气锅炉,燃气锅炉是常见的供暖热源之一,选择高效的燃气锅炉可以提高热能利用率,减少燃气的消耗。例如,采用具有高燃烧效率和智能控制功能的燃气锅炉,可以有效地减少能源浪费。也可以选择地源热泵,利用地下土壤或地下水的稳定温度作为热源,具有较高的能效比和稳定的供热能力。通过地下热交换器的热能传递,地源热泵可以在供暖季节提供制热,同时在夏季提供制冷。此外,为了能够减少对不可再生能源的使用,那么就要选择清洁能源,可以采用太阳能热水系统,利用太阳能将阳光转化为热能,供应热水或作为辅助热源提供供热。太阳能热水系统具有较低的运行成本和环境友好特点,可以有效地降低能源消耗。也可以选择风能热泵,利用风能作为热源,通过风能热泵系统将风能转化为热能供应供暖。风能热泵具有可再生能源和低碳排放的特点,适用于一些风能资源较为丰富的地区[2]。在选择节能空调冷热源时,应考虑实际应用条件、能源供应可靠性、运行成本等因素,并根据具体情况进行合理搭配和配置,以实现最佳的能效和节能效果。

2.3采用空调低温送风的方式

采用空调低温送风的方式可以提供更为舒适和节能的室内环境。空调低温送风方式可以采用风扇协同运行,在空调运行期间,同时使用风扇来增加空气流动,提供更为舒适的风感。风扇可以帮助加速空气循环,使室内空气更加均匀,减少空调的工作负荷,从而达到节能的效果。并对温度设定进行调整,将空调设定温度调低一些,以增加送风口的冷风量。这样可以使室内温度更快降低到舒适的范围,减少空调的运行时间,从而节省能源。也可以设计定向送风模式,主要是在低温送风模式下,将送风口设置为定向送风,将冷风直接送向需要降温的区域。这样可以集中降低局部温度,提高舒适性,同时避免不必要的能量浪费。根据实际需要,合理设置空调的运行时间和工作模式。例如,在人员较少的时段或无人时,可以调整空调的运行模式,减少冷风供应,达到节能的目的。最后,就要使用节能空调设备,选择节能型空调设备,如能效比高的空调机组或变频空调,可以在低温送风模式下提供更为高效的制冷效果,减少能源消耗。低温送风模式适用于炎热天气下的降温需求,但在湿度较高的环境中使用时,可能会造成室内湿度过高的问题。因此,在湿度较高的情况下,建议适当调整送风温度,避免湿度过大带来的不舒适感。此外,也需要根据具体的使用情况和需求,综合考虑空调系统的运行效果和能源消耗,选择合适的低温送风方式。

2.4暖通空调冷热水节能设计

在暖通空调系统的冷热水节能设计中,可以利用热回收利用、双回路供水技术等来提高能效和节能性。利用热回收技术,将冷却水或废水中的热量回收利用。例如,通过热交换器将用过的热水中的热量传递给新鲜水,提前加热新鲜水,从而减少能源消耗。采用双回路供水系统,即冷水和热水分开供应,避免冷水与热水混合的过程中能量的损失。这样可以提高供热和供冷的效率,减少能源浪费。同时也要开展温度控制和节能调度等设计,通过合理的温度控制和节能调度策略,根据不同的使用需求和时间段,调整供暖和供冷的温度和时间。例如,在非工作时间或无人时段,适当降低供暖温度或关闭供冷设备,以减少不必要的能源消耗。选用高效的换热器,如板式换热器、全热交换器等,提高换热效率,减少热能损失。

结论:综上所述,对暖通空调进行节能设计,可以减少暖通空调的生产成本,在使用暖通空调时,也会降低能源消耗,减少污染物的排放。在进行节能设计中,主要是从设计方案、冷热源、风系统、冷热水系统等方面进行节能设计,保证暖通空调在使用时,既能满足人们对空调的需求,同时也能减少能源的使用,实现节能环保效果。

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