常 艷 麗
(太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司,山西 太原 030000)
隨著人們生活水平的不斷提高,暖通空調(diào)的應(yīng)用日益廣泛,不僅限一些大型的商場(chǎng)、醫(yī)院、工廠和娛樂(lè)場(chǎng)所等中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用,還包括家用掛式、立式空調(diào)的普及。暖通空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用極大的改善了人們對(duì)環(huán)境舒適度的要求,同時(shí)也產(chǎn)生了一些問(wèn)題,諸如健康問(wèn)題、環(huán)保問(wèn)題和能耗問(wèn)題。如空調(diào)的使用通常在密閉的空間才能起到明顯作用,而空調(diào)本身產(chǎn)生的影響健康的廢物也會(huì)排出在密閉空間當(dāng)中,從而對(duì)人們的健康造成影響??照{(diào)系統(tǒng)的能耗也相當(dāng)大,如家用空調(diào)用電量超過(guò)很多電器,同時(shí)空調(diào)制冷劑對(duì)環(huán)境和大氣也造成極大的破壞。因此,在暖通空調(diào)應(yīng)用中如何節(jié)約資源,減少對(duì)環(huán)境的影響,避免對(duì)人體健康的傷害,成為工程師們的主要研究課題。解決暖通空調(diào)浪費(fèi)能源和影響健康的問(wèn)題應(yīng)從源頭著手,怎么才能設(shè)計(jì)出更加高效的暖通空調(diào)系統(tǒng),怎么才能同時(shí)滿足節(jié)約能源和滿足健康并有效達(dá)到人們需求,下文結(jié)合兩個(gè)方面進(jìn)行深入分析探討,并對(duì)目前存在的問(wèn)題給出解決措施。
暖通空調(diào)的主要作用就是在自然天氣溫度不適宜人體體感溫度的時(shí)候,通過(guò)調(diào)控系統(tǒng),改變室內(nèi)溫度濕度及通風(fēng)條件,以達(dá)到適宜的溫度濕度提高人體舒適度。作用于室內(nèi)目的是改善人體舒適度的要求,所以應(yīng)避免對(duì)人體健康造成影響。
暖通空調(diào)一般作用于密閉的室內(nèi)空間,減少了室內(nèi)外的空氣交換,加上室內(nèi)裝修及人體活動(dòng)排出的不良?xì)怏w,導(dǎo)致室內(nèi)循環(huán)空氣不達(dá)標(biāo),長(zhǎng)時(shí)間處于這樣的環(huán)境中易導(dǎo)致人體健康受到不良影響。應(yīng)用通風(fēng)系統(tǒng)將室外新風(fēng)引入室內(nèi),增加室內(nèi)外空氣交換以改善室內(nèi)空氣質(zhì)量,從而減少對(duì)人體健康的影響。
按是否同室外空氣接觸,圍護(hù)結(jié)構(gòu)可分為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)是指同室外空氣直接接觸的圍護(hù)結(jié)構(gòu),如外墻、屋頂、外門和外窗等;內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)是指不同室外空氣直接接觸的圍護(hù)結(jié)構(gòu),如隔墻、樓板、內(nèi)門和內(nèi)窗等[1]。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻和熱穩(wěn)定性對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)有著顯著的影響,室內(nèi)熱量或冷量通過(guò)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)向外界傳遞造成部分能量損失,通過(guò)門窗等結(jié)構(gòu)的冷風(fēng)滲透以及室內(nèi)空間太大也會(huì)造成一部分能量的流失。由此可見(jiàn),改變建筑結(jié)構(gòu),提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫作用,對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)有很大的意義。
建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)是在建筑開始建造以前,充分預(yù)想到所有導(dǎo)致熱量流失的情況以此避免,所以規(guī)劃設(shè)計(jì)在建筑建成以前起到很大的指導(dǎo)作用。采用熱阻高和熱穩(wěn)定性好的建筑材料,考慮建筑構(gòu)造和房屋朝向,結(jié)合地區(qū)地貌,充分的利用大自然的能源,諸如太陽(yáng)能、風(fēng)能等能量,多方面分析研究,盡可能利用自然的饋贈(zèng)充分滿足節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)劃。
1)建筑物本身的節(jié)能設(shè)計(jì),建筑物本體的建造結(jié)構(gòu)利用朝向、窗框選擇、室內(nèi)構(gòu)型等一系列的建筑設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)房屋進(jìn)行保溫設(shè)計(jì),比如增加門窗的封閉性,利用散熱最小的外層結(jié)構(gòu)來(lái)鎖住溫度,充分利用朝向吸收太陽(yáng)的熱量并加以保存,這樣建筑物本身就有很強(qiáng)的保溫系統(tǒng),符合節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn),為后續(xù)節(jié)能設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。
2)空調(diào)交換室內(nèi)外空氣的內(nèi)部系統(tǒng)耗電量大,這個(gè)耗能指標(biāo)是現(xiàn)在需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。為了保障室內(nèi)空氣流通,保障不會(huì)因?yàn)槭覂?nèi)長(zhǎng)時(shí)間門窗禁閉而導(dǎo)致室內(nèi)空氣被污染,所以空調(diào)設(shè)計(jì)增加了新風(fēng)引入系統(tǒng)。然而新風(fēng)量的增加直接導(dǎo)致了耗能變大。所以結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)研究,把空調(diào)的新風(fēng)交換和溫度調(diào)控的比例設(shè)計(jì)到最適宜的比例,以此來(lái)保證最小的耗能量。不同的季節(jié)對(duì)室內(nèi)新風(fēng)量的要求是不同的,溫度調(diào)控也是不同的,所以要根據(jù)季節(jié)性的不同要求進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)多選擇的低耗能設(shè)計(jì)。
3)改良空調(diào)的控制系統(tǒng)。室內(nèi)不可能長(zhǎng)時(shí)間保持一個(gè)溫度,長(zhǎng)時(shí)間處于一個(gè)溫度中會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)更加冷或者更加熱,還需要調(diào)節(jié)到人體適宜的溫度。對(duì)于比較大的環(huán)境,比如商場(chǎng)、工廠、醫(yī)院等大型建筑,中央空調(diào)的調(diào)控就比較復(fù)雜,所以空調(diào)設(shè)計(jì)中增加了空調(diào)溫度自控系統(tǒng),會(huì)根據(jù)室內(nèi)溫度的高低,自己調(diào)節(jié)溫度和新風(fēng)量的最佳比例,由此省去了很多麻煩與不便,還保障了低耗能。
暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)要根據(jù)具體問(wèn)題具體環(huán)境多方面結(jié)合起來(lái)具體分析。還要結(jié)合不同的季節(jié)情況進(jìn)行設(shè)計(jì)改善。能夠保障空調(diào)在大環(huán)境和小環(huán)境中都能夠滿足條件和需求合理的運(yùn)轉(zhuǎn)。
選擇合理適合的空調(diào)系統(tǒng)是改良節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,而選擇合理的冷熱源就是節(jié)能系統(tǒng)的重中之重措施。比如熱源應(yīng)優(yōu)先采用城市、區(qū)域供熱或工廠余熱。高度集中的熱源能效高,便于管理,有利于環(huán)保,熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是一次能源的利用率達(dá)80%左右,為其他系統(tǒng)所不及,但它初投資較大,系統(tǒng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜[2]。
滿足以下條件時(shí)應(yīng)采用蓄冷(熱)系統(tǒng):建筑物的逐時(shí)負(fù)荷峰谷差懸殊,采用常規(guī)空調(diào)會(huì)使冷熱源容量過(guò)大,系統(tǒng)又經(jīng)常處于部分負(fù)荷下運(yùn)行??照{(diào)負(fù)荷高峰與電網(wǎng)高峰時(shí)段重合,且電網(wǎng)低谷時(shí)段空調(diào)負(fù)荷較小。有避峰限電要求或必須設(shè)置應(yīng)急冷熱源的場(chǎng)所。
一般暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),必須按天氣最熱,負(fù)荷最大時(shí)設(shè)計(jì),并且留10%~20%的設(shè)計(jì)余量[3],然而實(shí)際運(yùn)行時(shí)絕大部分時(shí)間空調(diào)不在滿負(fù)荷狀態(tài)下,存在較大的富余能力,所以節(jié)能潛力很大。采用變頻控制系統(tǒng),根據(jù)外界環(huán)境負(fù)荷的變化使系統(tǒng)做出相應(yīng)的調(diào)節(jié),可以很大程度上降低空調(diào)系統(tǒng)的耗電量,從而起到系統(tǒng)的節(jié)能目的。
再生資源是最節(jié)能環(huán)保的資源,取之于自然,用之于自然,而且可以循環(huán)利用,有很好的環(huán)保作用,對(duì)身體也沒(méi)有任何危害。我國(guó)是能源消耗大國(guó),不可再生能源的儲(chǔ)量日益減少,為實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展,再生能源的利用必不可少。暖通空調(diào)中能夠應(yīng)用的再生能源有:太陽(yáng)能、風(fēng)能、地下水、土壤能、海洋能和自然風(fēng)等,根據(jù)利用能源的不同,相應(yīng)的由空氣源熱泵、水源熱泵和地源熱泵等新技術(shù)的發(fā)展。
暖通空調(diào)很大程度上滿足了人們的需求,隨著人們生活水平的提高,暖通空調(diào)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,需求也越來(lái)越大。暖通空調(diào)帶來(lái)的好處良多,但并不完美,在專業(yè)人員的不斷努力之下,伴隨空調(diào)系統(tǒng)使用帶來(lái)的健康、環(huán)保和能耗問(wèn)題逐步得到改善,空調(diào)系統(tǒng)將會(huì)給人們提供更加舒適的生活工作環(huán)境。