環保節能技術在暖通空調系統的應用
摘 要：本(ben)文通過分析暖(nuan)通空(kong)(kong)調系(xi)統中存(cun)在(zai)(zai)的(de)問(wen)(wen)題，認為暖(nuan)通空(kong)(kong)調系(xi)統的(de)主要問(wen)(wen)題是(shi)在(zai)(zai)節能(neng)和環(huan)保方(fang)面(mian)存(cun)在(zai)(zai)不足(zu)，提出(chu)蓄冷技(ji)(ji)(ji)術(shu)、可再生能(neng)源(yuan)技(ji)(ji)(ji)術(shu)、變(bian)頻節能(neng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)和變(bian)風量和變(bian)水量技(ji)(ji)(ji)術(shu)思想(xiang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)來解決暖(nuan)通空(kong)(kong)調系(xi)統在(zai)(zai)環(huan)保節能(neng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)方(fang)面(mian)的(de)問(wen)(wen)題。
關鍵(jian)詞：環保節能(neng);暖通空調(diao)系統
1.引言
暖通(tong)(tong)(tong)空(kong)(kong)調(diao)(diao)(Heating, Ventilation and Air Conditioning，簡稱HVAC)是指室內或車內負責暖氣(qi)(qi)、通(tong)(tong)(tong)風及空(kong)(kong)氣(qi)(qi)調(diao)(diao)節的(de)(de)(de)系(xi)統或相關設備。暖通(tong)(tong)(tong)空(kong)(kong)調(diao)(diao)系(xi)統的(de)(de)(de)設計應用到熱力學(xue)、流體(ti)力學(xue)及流體(ti)機械，是機械工(gong)程(cheng)領域中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)重(zhong)要分支學(xue)科。暖通(tong)(tong)(tong)空(kong)(kong)調(diao)(diao)系(xi)統可以控制空(kong)(kong)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)溫度及濕度，提高室內的(de)(de)(de)舒適度，是中(zhong)(zhong)大(da)型(xing)工(gong)業建筑或辦(ban)公建筑(如摩天樓)中(zhong)(zhong)重(zhong)要的(de)(de)(de)一環(huan)。暖氣(qi)(qi)、通(tong)(tong)(tong)風及空(kong)(kong)氣(qi)(qi)調(diao)(diao)節是由于許(xu)多科學(xue)家的(de)(de)(de)發明及發現而產生，其(qi)中(zhong)(zhong)包括尼古拉(la)·利沃夫(英(ying)(ying)語(yu)：Nikolay Lvov)、麥可·法拉(la)第(di)、威利斯·開利、魯(lu)本(ben)·特(te)靈(英(ying)(ying)語(yu)：Reuben Trane)、詹姆斯·焦耳(er)、威廉(lian)·朗肯(英(ying)(ying)語(yu)：William Rankine)及薩迪·卡(ka)諾等人(ren)。
據統計，我國空調(diao)(diao)系統能(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)耗占建筑能(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)耗的(de)(de)55%，占社會總能(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)耗的(de)(de)20%左右。所以空調(diao)(diao)系統的(de)(de)節能(neng)(neng)環保(bao)必須(xu)引起足(zu)夠的(de)(de)重視(shi)。降低空調(diao)(diao)系統的(de)(de)能(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)耗不(bu)但對于減小建筑能(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)耗的(de)(de)意義重大(da)，而且也(ye)可以優(you)化能(neng)(neng)源(yuan)結構、提高能(neng)(neng)源(yuan)利(li)用率，同時也(ye)可以緩解用電緊張(zhang)的(de)(de)局面。
2.暖通空調系統的存在的問題(ti)分析
2.1暖通空(kong)調系統的特點和原理
暖(nuan)通空(kong)調(diao)是分戶的(de)中央空(kong)調(diao)，中央空(kong)調(diao)它最大(da)特點，是能(neng)夠創造一種舒適的(de)室內(nei)環境(jing)。而家居一般的(de)分體(ti)的(de)空(kong)調(diao)，它只能(neng)解(jie)決(jue)冷(leng)暖(nuan)問題，而解(jie)決(jue)不(bu)(bu)了(le)(le)空(kong)氣處理過程。現在，有(you)了(le)(le)暖(nuan)通空(kong)調(diao)就不(bu)(bu)一樣了(le)(le)。
其空(kong)氣處理(li)過(guo)程有以(yi)(yi)(yi)下步驟(zou)：首先是(shi)(shi)(shi)空(kong)氣進(jin)來(lai)(lai)以(yi)(yi)(yi)后，除了引進(jin)新(xin)風以(yi)(yi)(yi)外(wai)，可以(yi)(yi)(yi)把空(kong)氣進(jin)行冷卻處理(li)，然后就(jiu)進(jin)行過(guo)濾處理(li)，過(guo)濾處理(li)以(yi)(yi)(yi)后，增(zeng)(zeng)加(jia)了幾大特點(dian)：第(di)一就(jiu)增(zeng)(zeng)加(jia)電子除塵器.，它主要可以(yi)(yi)(yi)捕捉非(fei)常小的(de)(de)(de)顆粒的(de)(de)(de)灰(hui)(hui)(hui)塵，一般來(lai)(lai)講它可以(yi)(yi)(yi)捕捉一個(ge)微米(mi)的(de)(de)(de)灰(hui)(hui)(hui)塵，而這(zhe)個(ge)灰(hui)(hui)(hui)塵的(de)(de)(de)范圍內大部分都是(shi)(shi)(shi)細菌(jun)、病毒、煙塵，或者是(shi)(shi)(shi)異(yi)味這(zhe)樣(yang)(yang)就(jiu)都可以(yi)(yi)(yi)過(guo)濾掉;另外(wai)就(jiu)是(shi)(shi)(shi)會(hui)增(zeng)(zeng)加(jia)一種加(jia)濕設備，這(zhe)個(ge)加(jia)濕器可以(yi)(yi)(yi)創造(zao)我們房間(jian)的(de)(de)(de)加(jia)濕達(da)到40%左右的(de)(de)(de)相對濕度，這(zhe)樣(yang)(yang)人會(hui)感到很舒適。
2.2暖通空調系統存在的(de)問題
暖(nuan)通空調系統的(de)(de)目地(di)是為了給工(gong)作(zuo)生活(huo)提供舒(shu)適(shi)的(de)(de)環境，包括空氣(qi)溫度、濕(shi)度、潔凈(jing)度和氣(qi)流速度等的(de)(de)控(kong)制(zhi)。暖(nuan)通空調系統的(de)(de)控(kong)制(zhi)標準是以(yi)人們感到舒(shu)適(shi)為主要目標。但是在暖(nuan)通空調系統的(de)(de)使用過程中(zhong)存在著一些問題，主要表現在：(1)對人體(ti)的(de)(de)影響;(2)能源消(xiao)耗過多。
2.2.1暖通空調系統對人體的影響
暖通空(kong)調系統對(dui)人體的(de)(de)影響主要表現在其對(dui)室(shi)內(nei)空(kong)氣(qi)質量的(de)(de)影響。由于現在的(de)(de)建筑物密度(du)越(yue)來越(yue)大(da)、室(shi)內(nei)的(de)(de)密閉性(xing)也在不斷增(zeng)加，加之室(shi)內(nei)污染的(de)(de)持久性(xing)和(he)多(duo)樣化(hua)，室(shi)內(nei)的(de)(de)空(kong)氣(qi)中病毒和(he)細(xi)菌的(de)(de)含(han)量不斷增(zeng)加。如果室(shi)內(nei)的(de)(de)空(kong)氣(qi)流(liu)通較差(cha)，對(dui)人體有傷害的(de)(de)化(hua)學(xue)物質使用過(guo)多(duo)，那(nei)么(me)室(shi)內(nei)的(de)(de)空(kong)氣(qi)質量就(jiu)會越(yue)來越(yue)差(cha)，最終造(zao)成對(dui)人體十(shi)分不利(li)的(de)(de)影響。
2.2.2暖(nuan)通空調系統能源消耗過(guo)多
2004年(nian)我國(guo)的(de)(de)(de)建(jian)筑(zhu)能源(yuan)消耗(hao)(hao)為社(she)會總能源(yuan)消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)18.8%，目前我國(guo)的(de)(de)(de)建(jian)筑(zhu)能源(yuan)消耗(hao)(hao)已(yi)經超(chao)過了社(she)會總能源(yuan)消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)27%，雖(sui)然(ran)低于發達國(guo)家(jia)的(de)(de)(de)40%，但是(shi)(shi)也已(yi)經占到社(she)會總能源(yuan)消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)很(hen)大一(yi)部分，而空(kong)調系(xi)統無疑是(shi)(shi)建(jian)筑(zhu)能源(yuan)消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)最大部分，占建(jian)筑(zhu)能源(yuan)消耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)55%。我們使用的(de)(de)(de)多數空(kong)調系(xi)統都是(shi)(shi)按照最大載(zai)荷(he)設置的(de)(de)(de)，導(dao)致(zhi)空(kong)調系(xi)統一(yi)般情況都是(shi)(shi)在負(fu)荷(he)狀態(tai)下工作的(de)(de)(de)，所以必須對空(kong)調系(xi)統節能進(jin)行研究。
通(tong)過對(dui)暖通(tong)空調系統(tong)存(cun)在(zai)(zai)問(wen)題的(de)(de)(de)研(yan)究，不難發現，暖通(tong)空調系統(tong)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)兩個最大(da)問(wen)題就是節能(neng)和環保，對(dui)于必須對(dui)暖通(tong)空調系統(tong)的(de)(de)(de)節能(neng)環保技術(shu)進(jin)行深(shen)入的(de)(de)(de)研(yan)究，保證使用者的(de)(de)(de)健(jian)康，降低我國的(de)(de)(de)能(neng)源消(xiao)耗。
3. 環保(bao)節能技術在暖通空調系統的應用分析(xi)
本(ben)文主要(yao)介(jie)紹四方面環(huan)保節能技術在暖(nuan)通空調系統的中的應用。分別為：(1)蓄(xu)冷技術;(2)可再生(sheng)能源技術;(3)變(bian)頻節能技術;(4)變(bian)風量和變(bian)水(shui)量技術。
3.1蓄冷技術
對于(yu)(yu)企(qi)(qi)業(ye)來言，減(jian)低成本對于(yu)(yu)企(qi)(qi)業(ye)的(de)發展十分(fen)(fen)重要，暖(nuan)通空調系統能(neng)源消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)大，但是主要消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)電(dian)(dian)(dian)能(neng)。現在(zai)，許多地(di)區采用(yong)分(fen)(fen)時電(dian)(dian)(dian)價(jia)(jia)，對于(yu)(yu)企(qi)(qi)業(ye)而言，可以在(zai)電(dian)(dian)(dian)價(jia)(jia)較(jiao)(jiao)低時段，采用(yong)蓄冷技術(shu)，多消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)電(dian)(dian)(dian)能(neng)，將水變成冰(bing);在(zai)電(dian)(dian)(dian)價(jia)(jia)較(jiao)(jiao)高的(de)時段，不消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)電(dian)(dian)(dian)能(neng)或少消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)電(dian)(dian)(dian)能(neng)，這樣(yang)一方面能(neng)減(jian)低企(qi)(qi)業(ye)的(de)成本，另(ling)一方面也(ye)可以緩解供(gong)電(dian)(dian)(dian)緊張(zhang)的(de)現象。
我國從九十(shi)年(nian)代(dai)開始(shi)引進國外冰蓄(xu)冷(leng)技(ji)(ji)術(shu)，全國現有(you)(you)幾百(bai)家單位(wei)在(zai)使用(yong)，而目前擁有(you)(you)核心(xin)自主知識產權冰蓄(xu)冷(leng)技(ji)(ji)術(shu)的只有(you)(you)高靈(ling)能(neng)源(yuan)科技(ji)(ji)有(you)(you)限(xian)公司，其(qi)自主研發的ICEBANK蓄(xu)冰技(ji)(ji)術(shu)系(xi)統打破了國外技(ji)(ji)術(shu)壟斷(duan)，是唯(wei)一達到(dao)國際(ji)先進水平的冰蓄(xu)冷(leng)民族(zu)品牌。浙江紹興大通(tong)商城(cheng)使用(yong)冰蓄(xu)冷(leng)技(ji)(ji)術(shu)后，每年(nian)能(neng)為用(yong)戶節省空調運行(xing)費用(yong)117.7萬(wan)元，節約費用(yong)比率(lv)為36.6%，
3.2可(ke)再生能源技術
可(ke)再生能源主要包括太(tai)陽能、自然風、地下(xia)水、土壤能和海洋能等方面。
在空調系統的節能技術(shu)中主(zhu)要可以采(cai)用太陽能和自然風。
太陽(yang)能，一般是指(zhi)太陽(yang)光的(de)輻射能量，一般用作發電(dian)。廣義(yi)的(de)太陽(yang)能包(bao)括很多方面如風能，化學能，水的(de)勢(shi)能等(deng)等(deng)。
自(zi)然風，一般是(shi)只自(zi)然形成的風，在空調系(xi)統(tong)的使用(yong)中(zhong)，自(zi)然風在室外(wai)溫度(du)低于室內(nei)溫度(du)的情況下可以代替空調風，減(jian)低空調系(xi)統(tong)能源(yuan)的消耗。
可(ke)(ke)再生能(neng)源(yuan)(yuan)具有資(zi)源(yuan)(yuan)豐(feng)富、清(qing)潔安全、無污染(ran)、取之不盡(jin)的優勢，所以在能(neng)源(yuan)(yuan)日益(yi)短缺的現代，我(wo)們應該盡(jin)量使(shi)用可(ke)(ke)再生能(neng)源(yuan)(yuan)，減低煤炭(tan)、石油(you)等不可(ke)(ke)再生資(zi)源(yuan)(yuan)消耗。
3.3變頻節能技術
變頻(pin)(pin)節(jie)能技術在我國應用已經十分廣泛，技術也趨(qu)于成熟。變頻(pin)(pin)節(jie)能技術有很多的優(you)點，主(zhu)要(yao)是以下(xia)幾方面：
(1)能夠在大幅度降(jiang)低(di)暖(nuan)通空調系統的能源消耗。
(2)能夠根據(ju)不(bu)同的(de)需要選擇不(bu)同的(de)運行模(mo)式。
(3)能(neng)夠(gou)彌補暖風空(kong)調系統的自身不足(zu)。
(4)變頻器具有檢測能(neng)力，可以自動地修正動作，如過電(dian)流失速防治，再生過電(dian)壓失速防治等。
(5)變頻器可(ke)以檢知異(yi)常后封(feng)鎖電力半導體(ti)器件PWM控制信號，如過(guo)電流切(qie)斷(duan)、再生過(guo)電壓切(qie)斷(duan)、半導體(ti)冷卻風扇過(guo)熱(re)和瞬時(shi)停電保護等(deng)。
3.4 變風量和變水量技術
為了減低能源消耗，空調系統可以(yi)通過設計工作負荷狀態的(de)送風量和水流量的(de)控制來完成(cheng)。
變水量技術是(shi)通(tong)過(guo)風機(ji)盤(pan)管空(kong)調(diao)(diao)系(xi)統(tong)，借助調(diao)(diao)節控制水流量的(de)方法來實(shi)現溫度的(de)控制。和傳統(tong)的(de)定流量空(kong)調(diao)(diao)系(xi)統(tong)相比，采用變水量技術的(de)空(kong)調(diao)(diao)系(xi)統(tong)可以節約大量的(de)能源，降(jiang)低能源的(de)消(xiao)耗。
變風(feng)量(liang)技術(shu)是(shi)將利用空調的末端(duan)裝置的感
應室內(nei)負荷進(jin)行變化和補償(chang)，也就是(shi)說(shuo)通過(guo)調(diao)(diao)(diao)節空(kong)調(diao)(diao)(diao)的(de)(de)送(song)風量來(lai)保證室內(nei)溫度能夠維持在合理的(de)(de)范(fan)圍內(nei)。和傳統的(de)(de)定風量空(kong)調(diao)(diao)(diao)系統相(xiang)比，變風量空(kong)調(diao)(diao)(diao)可以大(da)大(da)降低(di)能源消耗，僅為定風量空(kong)調(diao)(diao)(diao)的(de)(de)一半左右。
4.結語
我國暖通(tong)空(kong)調(diao)系統的(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)消耗十分巨大，本文的(de)(de)研(yan)究旨在可以(yi)在暖通(tong)空(kong)調(diao)系統的(de)(de)技能(neng)環保技術方面有所突破。環保節能(neng)技術應該從暖通(tong)空(kong)調(diao)系統設計(ji)開始，相信(xin)隨著計(ji)算(suan)機技術、控(kong)制技術等的(de)(de)發展，暖通(tong)空(kong)調(diao)系統的(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)消耗一定(ding)會(hui)逐漸減低(di)。
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