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暖通空調(diào)
暖通空調(diào)（Heating, Ventilation and Air Conditioning，簡(jiǎn)稱HVAC）是指室內(nèi)或車內(nèi)負(fù)責(zé)暖氣、通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)的系統(tǒng)或相關(guān)設(shè)備。暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用到熱力學(xué)、流體力學(xué)及流體機(jī)械，是機(jī)械工程領(lǐng)域中的重要分支學(xué)科。
在暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)工程建筑的實(shí)際情況，合理選擇熱源系統(tǒng)。一般情況下，我國(guó)市場(chǎng)常見的熱源種類主要為：熱泵、熱電站、區(qū)域鍋爐房、小型鍋爐、直燃型溴化鋰吸收式熱水機(jī)組等。以能源的利用效率來看，一般熱電站的運(yùn)行效率高，熱泵技術(shù)位居其次。熱泵主要應(yīng)用自然中蘊(yùn)含的大量可再生、低品位能源作為熱源，如地表水、太陽能、大氣、地?zé)岬?，通過壓縮機(jī)的運(yùn)行，在熱源中吸取熱能，提高溫度之后傳輸?shù)礁邷責(zé)嵩粗小８鶕?jù)熱泵的能源不同，可以分為兩大部分空氣源（風(fēng)冷）熱泵。主要為商用單元式熱泵空調(diào)機(jī)組、家用熱泵空調(diào)器、熱泵冷熱水機(jī)組等多種類型地源熱泵，以土壤型為代表，可以實(shí)現(xiàn)至少30%以上的節(jié)能目標(biāo)：直燃型溴化鋰吸收式機(jī)組，其供熱效率與燃?xì)忮仩t基本類似，但是對(duì)于鍋爐房來說，大型區(qū)域鍋爐房的蓄冷系統(tǒng)應(yīng)用效果比小型鍋爐更佳。
2.推廣使用變頻技術(shù)
在現(xiàn)代化暖通空調(diào)系統(tǒng)中，變頻技術(shù)的應(yīng)用具有較強(qiáng)的必然性。通過變頻技術(shù)，既可彌補(bǔ)空調(diào)系統(tǒng)的工藝問題，也可減少能源消耗，降低運(yùn)行成本。一般情況下，空調(diào)系統(tǒng)僅按照事先設(shè)計(jì)的額定功率運(yùn)行，在負(fù)荷較低的情況下，如果設(shè)備仍以額定功率實(shí)行全負(fù)荷運(yùn)行，那么必然產(chǎn)生能源浪費(fèi)。通過在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)，就可實(shí)現(xiàn)空調(diào)設(shè)備的輸出功率隨著負(fù)荷的變化情況而有所調(diào)節(jié)，發(fā)揮節(jié)能減排效果。結(jié)合空調(diào)的實(shí)際負(fù)荷狀況，適當(dāng)改變風(fēng)流量或者水流量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。一方面，變風(fēng)量系統(tǒng)，利用空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置實(shí)現(xiàn)室內(nèi)負(fù)荷的補(bǔ)償機(jī)制，優(yōu)化調(diào)整送風(fēng)量，以保持合適的室內(nèi)溫度；與定風(fēng)量系統(tǒng)相比較，變風(fēng)量系統(tǒng)可節(jié)能約5O%；另一方面，變水量系統(tǒng)，主要通過控制數(shù)量來調(diào)節(jié)溫度，比定流量系統(tǒng)更加省電。隨著我國(guó)工業(yè)變頻器的推廣與使用，通過優(yōu)化調(diào)節(jié)風(fēng)量、水量及主機(jī)等，可實(shí)現(xiàn)與空調(diào)負(fù)荷的匹配運(yùn)行，發(fā)揮良好的節(jié)能效益。
3.降低熱媒介的能耗
在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，節(jié)能工程設(shè)計(jì)應(yīng)該注重各個(gè)環(huán)節(jié)的能源消耗。以具體設(shè)計(jì)及實(shí)際運(yùn)行狀況為出發(fā)點(diǎn)，形成整體性的空調(diào)節(jié)能體系。其中熱媒介質(zhì)傳輸系統(tǒng)作為暖通空調(diào)的重要組成部分，其熱能輸送方式、材料選擇等，均對(duì)節(jié)能問題產(chǎn)生影響。在熱媒介質(zhì)傳輸系統(tǒng)中，選擇保溫材料，如直埋管等，可實(shí)現(xiàn)熱水的預(yù)制保溫；進(jìn)而降低熱能傳輸過程中可能出現(xiàn)的損失。另外，還可應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)全面測(cè)試空調(diào)系統(tǒng)的供暖狀況，應(yīng)用智能管網(wǎng)、平衡閥等，優(yōu)化配置管網(wǎng)流量，加強(qiáng)管理對(duì)策，以此提高運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。有關(guān)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，還可應(yīng)用動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，進(jìn)而優(yōu)化動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工，提高空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效率。動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)選擇負(fù)荷性質(zhì)良好、運(yùn)行效率高、溫差大、流變速度的供應(yīng)管道，運(yùn)用合理、有效的動(dòng)力設(shè)備，提高傳輸效率，構(gòu)建良好的空調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)。
4.合理確定空調(diào)方式
隨著人們生活水平的提高，新型節(jié)能、舒適、健康的空調(diào)運(yùn)行方式逐漸被推崇。對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)來說，其應(yīng)用的舒適程度主要取決于風(fēng)速、濕度、空氣濕度、環(huán)境平均輻射溫度以及人們對(duì)環(huán)境的感覺等綜合因素。因此，選擇各種不同的組合型環(huán)境參數(shù)，產(chǎn)生的熱舒適效果有所區(qū)別：例如，熱濕環(huán)境的不同，空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗也有所區(qū)別。在冬季時(shí)期，如果選擇傳統(tǒng)的空調(diào)方式提高室內(nèi)溫度，熱濕交換通過空氣在人體和環(huán)境中進(jìn)行，所需要的空氣濕度較高，這種情況下，加熱新風(fēng)的熱損失及維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失相對(duì)較大；如果能應(yīng)用全新熱濕環(huán)境應(yīng)用成果，優(yōu)化選擇空調(diào)運(yùn)行方式，提高輻射熱度，就可顯著降低空氣濕度，一般以12℃～24℃為宜，而傳統(tǒng)的空調(diào)運(yùn)行方式則需要在18℃～20℃，顯然新型空調(diào)運(yùn)行方式的節(jié)能效果更加客觀。同理，在夏季使用空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，新型空調(diào)運(yùn)行方式更加適用。通過應(yīng)用這種健康、舒適、節(jié)能的新型空調(diào)運(yùn)行方式，既可滿足高水平的生活需求，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，與低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展相一致。
5.冷熱能回收的優(yōu)化
當(dāng)前，有關(guān)暖通空調(diào)系統(tǒng)的冷熱能回收問題正在進(jìn)一步研究，以推動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的冷熱能回收效率，在保障能源利用效率的前提下，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。通過對(duì)排風(fēng)余熱的回收，可更好地應(yīng)用排風(fēng)能量，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷或者預(yù)熱，減少負(fù)荷量，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能；排風(fēng)余熱的回收可以分為全熱回收及顯熱回收兩大部分，回收設(shè)備一般為板翹式全熱交換器、轉(zhuǎn)輪式全熱交換器、板式顯熱交換器。
在暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)工程建筑的實(shí)際情況，合理選擇熱源系統(tǒng)。一般情況下，我國(guó)市場(chǎng)常見的熱源種類主要為：熱泵、熱電站、區(qū)域鍋爐房、小型鍋爐、直燃型溴化鋰吸收式熱水機(jī)組等。以能源的利用效率來看，一般熱電站的運(yùn)行效率高，熱泵技術(shù)位居其次。熱泵主要應(yīng)用自然中蘊(yùn)含的大量可再生、低品位能源作為熱源，如地表水、太陽能、大氣、地?zé)岬?，通過壓縮機(jī)的運(yùn)行，在熱源中吸取熱能，提高溫度之后傳輸?shù)礁邷責(zé)嵩粗小８鶕?jù)熱泵的能源不同，可以分為兩大部分空氣源（風(fēng)冷）熱泵。主要為商用單元式熱泵空調(diào)機(jī)組、家用熱泵空調(diào)器、熱泵冷熱水機(jī)組等多種類型地源熱泵，以土壤型為代表，可以實(shí)現(xiàn)至少30%以上的節(jié)能目標(biāo)：直燃型溴化鋰吸收式機(jī)組，其供熱效率與燃?xì)忮仩t基本類似，但是對(duì)于鍋爐房來說，大型區(qū)域鍋爐房的蓄冷系統(tǒng)應(yīng)用效果比小型鍋爐更佳。
2.推廣使用變頻技術(shù)
在現(xiàn)代化暖通空調(diào)系統(tǒng)中，變頻技術(shù)的應(yīng)用具有較強(qiáng)的必然性。通過變頻技術(shù)，既可彌補(bǔ)空調(diào)系統(tǒng)的工藝問題，也可減少能源消耗，降低運(yùn)行成本。一般情況下，空調(diào)系統(tǒng)僅按照事先設(shè)計(jì)的額定功率運(yùn)行，在負(fù)荷較低的情況下，如果設(shè)備仍以額定功率實(shí)行全負(fù)荷運(yùn)行，那么必然產(chǎn)生能源浪費(fèi)。通過在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)，就可實(shí)現(xiàn)空調(diào)設(shè)備的輸出功率隨著負(fù)荷的變化情況而有所調(diào)節(jié)，發(fā)揮節(jié)能減排效果。結(jié)合空調(diào)的實(shí)際負(fù)荷狀況，適當(dāng)改變風(fēng)流量或者水流量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。一方面，變風(fēng)量系統(tǒng)，利用空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置實(shí)現(xiàn)室內(nèi)負(fù)荷的補(bǔ)償機(jī)制，優(yōu)化調(diào)整送風(fēng)量，以保持合適的室內(nèi)溫度；與定風(fēng)量系統(tǒng)相比較，變風(fēng)量系統(tǒng)可節(jié)能約5O%；另一方面，變水量系統(tǒng)，主要通過控制數(shù)量來調(diào)節(jié)溫度，比定流量系統(tǒng)更加省電。隨著我國(guó)工業(yè)變頻器的推廣與使用，通過優(yōu)化調(diào)節(jié)風(fēng)量、水量及主機(jī)等，可實(shí)現(xiàn)與空調(diào)負(fù)荷的匹配運(yùn)行，發(fā)揮良好的節(jié)能效益。
3.降低熱媒介的能耗
在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，節(jié)能工程設(shè)計(jì)應(yīng)該注重各個(gè)環(huán)節(jié)的能源消耗。以具體設(shè)計(jì)及實(shí)際運(yùn)行狀況為出發(fā)點(diǎn)，形成整體性的空調(diào)節(jié)能體系。其中熱媒介質(zhì)傳輸系統(tǒng)作為暖通空調(diào)的重要組成部分，其熱能輸送方式、材料選擇等，均對(duì)節(jié)能問題產(chǎn)生影響。在熱媒介質(zhì)傳輸系統(tǒng)中，選擇保溫材料，如直埋管等，可實(shí)現(xiàn)熱水的預(yù)制保溫；進(jìn)而降低熱能傳輸過程中可能出現(xiàn)的損失。另外，還可應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)全面測(cè)試空調(diào)系統(tǒng)的供暖狀況，應(yīng)用智能管網(wǎng)、平衡閥等，優(yōu)化配置管網(wǎng)流量，加強(qiáng)管理對(duì)策，以此提高運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。有關(guān)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，還可應(yīng)用動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，進(jìn)而優(yōu)化動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工，提高空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效率。動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)選擇負(fù)荷性質(zhì)良好、運(yùn)行效率高、溫差大、流變速度的供應(yīng)管道，運(yùn)用合理、有效的動(dòng)力設(shè)備，提高傳輸效率，構(gòu)建良好的空調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)。
4.合理確定空調(diào)方式
隨著人們生活水平的提高，新型節(jié)能、舒適、健康的空調(diào)運(yùn)行方式逐漸被推崇。對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)來說，其應(yīng)用的舒適程度主要取決于風(fēng)速、濕度、空氣濕度、環(huán)境平均輻射溫度以及人們對(duì)環(huán)境的感覺等綜合因素。因此，選擇各種不同的組合型環(huán)境參數(shù)，產(chǎn)生的熱舒適效果有所區(qū)別：例如，熱濕環(huán)境的不同，空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗也有所區(qū)別。在冬季時(shí)期，如果選擇傳統(tǒng)的空調(diào)方式提高室內(nèi)溫度，熱濕交換通過空氣在人體和環(huán)境中進(jìn)行，所需要的空氣濕度較高，這種情況下，加熱新風(fēng)的熱損失及維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失相對(duì)較大；如果能應(yīng)用全新熱濕環(huán)境應(yīng)用成果，優(yōu)化選擇空調(diào)運(yùn)行方式，提高輻射熱度，就可顯著降低空氣濕度，一般以12℃～24℃為宜，而傳統(tǒng)的空調(diào)運(yùn)行方式則需要在18℃～20℃，顯然新型空調(diào)運(yùn)行方式的節(jié)能效果更加客觀。同理，在夏季使用空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，新型空調(diào)運(yùn)行方式更加適用。通過應(yīng)用這種健康、舒適、節(jié)能的新型空調(diào)運(yùn)行方式，既可滿足高水平的生活需求，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，與低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展相一致。
5.冷熱能回收的優(yōu)化
當(dāng)前，有關(guān)暖通空調(diào)系統(tǒng)的冷熱能回收問題正在進(jìn)一步研究，以推動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的冷熱能回收效率，在保障能源利用效率的前提下，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。通過對(duì)排風(fēng)余熱的回收，可更好地應(yīng)用排風(fēng)能量，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷或者預(yù)熱，減少負(fù)荷量，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能；排風(fēng)余熱的回收可以分為全熱回收及顯熱回收兩大部分，回收設(shè)備一般為板翹式全熱交換器、轉(zhuǎn)輪式全熱交換器、板式顯熱交換器。
