浅谈暖通设计中绿色建筑节能技术的应用

发表时间:2020/6/17   来源:《建筑实践》2020年第39卷2月第4期   作者: 蒋安德
[导读] 暖通空调节能的设计所涉及到的领域十分广泛,空调设计也具有很强的技术性和系统性
        摘要:暖通空调节能的设计所涉及到的领域十分广泛,空调设计也具有很强的技术性和系统性,需要根据建设项目的实际情况进行综合分析。要求设计人员在满足需求的前提下,不断优化节能技术和方法,提高暖通空调的节能效果。因此,必须充分发挥暖通空调的调节作用。目前,社会上正在积极倡导节能环保的理念,这也给暖通空调的节能设计带来了新的研究方向,所以急需一些在暖通空调系统节能技术的应用研究。
         关键词:暖通设计;节能技术;变频应用
         1暖通空调节能设计的必要性
         通常来讲,暖通空调主要涵盖了取暖、、调节空气以及新风系统。并且暖通空调也是建筑工程的构成部分。暖通空调的设计内容涵盖了新风系统以及供热制冷系统的设计,除此之外,在进行设计工作时还应该思考到排风系统的设计。伴随百姓经济能力的提升,对所在环境的标准也越来越高,而暖通空调的面世可以为百姓带来更加舒心的室内生活环境。但是伴随经济的进步,人类对自然环境的破坏程度也越来越深,基于此,就需要采取高效的方法来减少大自然能源的消耗,为此在暖通空调进行设计时,应该把百姓的实际需要与减少能源消耗相结合。除此之外,对暖通空调进行节能设计,还有益于降低污染物的排放情况,达到净化空气的目的,能够让室内空气品质最优化,进而实现暖通空调节能的目标。
         2暖通空调的能耗分析
         建筑楼宇的暖通空调系统对环境的温度、湿度、通排风是通过交换形式完成的。建筑能耗中的暖通空调系统的能耗,主要表现在:首先,受到环境系统及设备的设计与选型、运行维护与管理以及各种技术配置与能效比未能合理有效使用等的影响,都会使实际能耗升高,能量使用效率及能费比下降。
         在整个建筑能耗中,空调系统的能耗占有很大的比例,一般在40~50%左右。而在空调系统的能耗中,冷水机房设备(包括冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔)约占60%~70%。因此,最大化地节省冷水机房能耗对降低整体建筑的能耗有着至关重要的意义。
         3绿色建筑中暖通空调设计原则
         3.1绿色环保
         任何科技成果的诞生都是要为人们的生活提供便利,但前提是要保使用者的健康与生命安全,暖通空调设计也不例外,因此,在其运行过程中一定要控制其不向室内排出或泄露有害污染物,确保室内空气的清洁度和流通性。
         3.2节约能源
         随着世界性能源危机的进一步加剧,自然资源日趋减少,为了能够有效缓解人们日常生活中的能源供给危机,人们普遍开始选择可再生能源,比如太阳能、地热等。因此,对于绿色建筑的暖通设计,需确保能源供给能够维持其运行的同时,降低对非再生能源的消耗。如果能进而使用可再生或低品位能源来代替将再好不过,既能维持系统运行、维护室内环境,又能降低资源消耗。在绿色建筑环境下开展暖通空调节能设计工作的最终目的是系统实现节能要求。空调设计是开展暖通设计工作的核心工作内容,而空调系统又由控制系统、制冷机及水泵等主要零部件组合而成,要想使暖通空调系统达到节能目的,就一定在在这些主要零部件的上下功夫,合理调整设计方案,选择节能效果最佳的设备。
         3.3循环原则
         所谓循环原则就是在设计工作中,能够考虑到每一种零部件是否能够高效地得到回收利用,并将可回收利用的零部件加以整理,以备后期再次利用。对于那些无法得到回收利用的零部件要及时予以处理,将转化为生产原材料,变废为宝。但有些建筑材料是绝对不能够循环利用的,例如岩棉、玻璃钢等,所以在设计环节中就严格控制这些无法循环利用的材料的利用率。
         4暖通空调节能设计及应用的有效策略
         4.1系统操作期间的管理
         系统是设备运行的关键因素,在暖通空调运行的过程中,系统是保证设备操作准确及安全系数的关键所在。只有设备满足系统应用的相关参数,才能保证整个运行系统的控制性能得到更好的优化,从而设备的运行效率与综合性能才能达到最大化,实现最佳的节能性能。与此同时,管理人员与作业人员的专业水平,也会作用于暖通空调运行的实际效能。因此,在暖通空调系统运行的过程中,应适时的加大管理人员与专业技术人员的培训力度,以保证整体暖通工程的实际运行效率。


         4.2科学的使用变频技术及PLC主动寻优控制策略
         众所周知,变频技术在当前暖通空调中得到了广泛的应用空间,不但可以根据室内的实际需要自动进行使用频率的调整,通过系统运行的数据信息进行合理的分析,计算出暖通空调节能使用的最佳频率,实现对空调能源消耗的控制。与此同时,对暖通系统中的水流量及风量进行调节掌控,从暖通空调的实际实际情况作为主要切入点,适时对变频技术进行合理的优化,从而使整个暖通空调能源消耗控制在合理的范围,从而达到节能的目标。
         其具体控制方式为:在满足空调区域温度需求,以及水系统节能的前提条件下,结合变流量智能控制系统的强大功能,可进一步深度节能,使整个冷冻机房节能最大化。
         变流量智能控制系统可根据空调服务质量对冷水回水温度进行设置,空调服务质量依据冷冻回水温度的不同一般可分为8个等级。根据每日运行的记录,系统会自动分析总结一天内的负荷变化曲线,结合室外温度变化,用户可根据空调预测负荷状况设置一周内各个时段的不同服务质量级别,也可以随时对其进行查询或修改,在保证需要的情况下实现输出能量的有效控制。根据制冷压缩机的选型数据结果可得出以下结论:蒸发温度(冷媒水出水温度)每提高一度,冷水机组COP值(能效比)可提高4%左右。通过此功能自动调节,可提高冷媒水2摄氏度,节能8%左右。
服务质量等级    1级    2级    3级    4级    5级    6级    7级    8级
冷水回水温度    Ts+7    Ts+6    Ts+5    Ts+4    Ts+3    Ts+2    Ts+1    Ts
         表一:服务质量等级参考表   (Ts:冷水回水温度设定值)
         根据采集的系统数据信息,以及机组的COP(能效比)特性曲线(各个厂家略有差异,大部分在60~80%负荷时,COP值最高),变流量智能控制系统可主动寻优(台数控制+供水温度重置)使得机组运行在COP特性曲线的最佳区间内(最高效率点附近),使得冷水机组综合节能在10%左右。
         4.3适时对空调节能性能开展合理的评价
         暖通空调在运行的过程中,是一个相对繁琐的过程。所以,在暖通空调设计期间,要不断对系统进行合理的优化,从而使暖通空调的整体节能性能得以更好的完善,达到的最终的节约能源消耗的目的;与此同时,暖通空调在进行应用的过程中,还要对其用电最大功率进行适当的优化,既满足实际使用的性能,同时也能达到理想的节能效果。
         4.4加大暖通节能方案的完善力度
         要想使暖通空调达到一个理想的节能性能,在暖通空调系统的设计之初,就要对空调的使用环境、所需要温、湿度指标进行合理的分析,还要考虑到空调送风系统的要求,根据实际需要适当的做出调整。如果对于送风方式没有强制要求,在暖通空调部件的使用上,应以单风管作为暖通空调的主要部件。其次,对冷热水系统调控过程中,为了更好的控制能源的消耗,可以应用闭式循环,其不但可以更好保证通风的性能,还可以对空气品质进行科学的掌控。
         结束语:综上所述,人们愈加认识到保护生态系统平衡的重要性,使得绿色建筑节能技术受到了广泛的应用。分析可得,通过对绿色建筑节能技术的分析可知,施工人员需要深入了解绿色建筑节能技术的原理,科学合理地进行节能技术的应用,减少建筑能源损耗,使建筑材料性能得到充分应用,为城市居民营造良好居住环境。本文的探究仍旧存在不足之处,仅供参考。
         参考文献:
         [1]韩艳.建筑暖通设计中新型节能设计理念的应用与体现[J].住宅与房地产,2018(33):55.
         [2]董文超.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用[J].住宅与房地产,2018(36):39.
         [3]薛庆琳.建筑暖通设计中新型节能设计理念的应用[J].山西建筑,2019,45(08):173-175.
        
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