绿色建筑中暖通空调技术的实践策略探究

2021-04-01 12:46张永锴林森
城市建设理论研究(电子版) 2021年30期
关键词:源热泵暖通空调

张永锴 林森

北京首都机场节能技术服务有限公司 北京 100621

随着绿色建筑理念的不断发展与温室效应持续强化的情形下,暖通空调技术的应用不仅是技术革新的内在体现,更是时代发展的必经路径。就传统空调设备运行来说,不仅对电力资源的需求较大,更与国家可持续发展路径相悖。基于此,人们需要更加绿色、环保的空调技术满足日益增长的物质需求。所以,暖通空调技术应运而出,不仅在短时间内迅速占领了各大城市,实现了普遍应用、高质发展,更成为衡量城市化进程的重要指标。究其根本,是绿色建筑在实施过程中能最大限度利用循环可再生的能源,走可持续发展道路。但值得注意的是,暖通空调技术不应止于眼前的满足,而应借助新时代浪潮不断完善自我、发展自我,成为更加环保、高效的新型技术,从而促进绿色建筑工程高质量、可持续发展。

1 绿色建筑和暖通空调的定义

“绿色建筑”是指在建筑工程项目全周期内实现节约资源、保护环境、舒适高效、和谐共生的高质量建筑[1]。根据绿色建筑评价标准,凡事涉及到建筑安全耐久、健康舒适、生活便利、生态宜居等方面的综合性能,即是绿色性能。空调系统是对周围环境进行空调调节的通风系统。具体来说,是将建筑内部释放出的空气,进而过滤、净化等操作,将其排放至室外空间。同时,吸收室外的新鲜空气经过制冷或者制热等操作,将其运用至建筑空间。但随着时代的进步,经济的发展,越来越多的建筑工程对绿色建筑提出了更多的高要求[2]。就目前情况而言,我国大多数空调技术仅能保障现行规范下限要求。因此,暖通空调技术应紧跟时代发展步伐,本着为人们创设更优的舒适环境为目标,切实做到隔绝有害物质,净化室内空气,给予人们更好的居住体验,以便满足人们日益增长的物质需求。

2 绿色建筑工程领域应用暖通空调技术重要性

绿色建筑工程要想在社会经济快速发展的新时代中获得更好的发展机遇,需有机结合暖通空调技术,切实做到节能减排,实现可持续发展[3]。通常情况下,建筑物楼层建设得越高,其能源消耗的速度也就越快、越多。因此,合理安装新型暖通空调是至关重要且势在必行的。这是因为,暖通空调可轻松实现地面送风,使建筑物室内的空气处于更加平稳的流通状态,进而使温度分布情况更加均匀。人们处于安装了暖通空调系统的有效空间内不会感觉到任何不适,会具有更加舒适、自然、安全的居住体验。同时,随着暖通空调技术水平的不断发展,目前已可根据实际情况从最低调到最高,里面的每一个速度都能轻松实现,即无极调速。同时,并不会产生较为明显的噪音,真正净化空气于无形,确保用户能在温度适宜、湿度适宜的环境下工作、学习与生活。另外,暖通空调技术能有效避免霉菌滋生,进一步保护了用户的身心健康,有利于社会和谐发展。

3 应用原则

3.1 循环应用原则

循环应用原则是在完成暖通空调施工之后,将其安装产生的不用设备零件进而二次回收,并将其送至专业设备处理厂这些零件设备进行检查、清理、维修,以便为后续再次利用奠定坚实基础、做好使用准备[4]。设备零件在此过程中经历了旧材料到新部件的有效转变,即是循环应用。因此,绿色建筑要想积极响应国家可持续发展道路,就需在应用暖通空调技术时,按照循环应用原则,对自身安装时所剩的零部件进行合理回收、科学利用,并经过专业处理后,再将其放置在符合它现有发展的实践过程之中。同时,相关单位应对暖通空调系统中不用的或者多余的零部件进行合理分类、科学整理。若是其中有一些零部件可以回收利用、绿色循环,应结合实际情况提高其利用效率;若是其中有一些零部件已经不符合循环应用原则,则应对其进行充分处理,使其重新转为生产原材料之后,再对其进行有效回收;对于一些价格昂贵但使用效率较低的岩棉、玻璃钢等材料,施工单位应严格控制其实际用量。因为这部分材料大多是无法再次回收利用的,只有精准控制其用量,才能有效减少资源浪费,确保企业经济效益。

3.2 节能应用原则

在暖通空调技术的实际应用过程中,会涉及到方案设计、类型选择、设备安装、维修保养等多个环节[5]。因此,相关单位应在选择具体节能技术时,深入了解暖通空调技术应用中的各个环节,才能确保科学合理地物尽其用。同时,为确保选材节能效果,暖通空调技术的合理应用,能有效降低能源消耗和系统运行成本,进而实现良好节能减排目标。另外,在方案设计制定时,需充分考虑绿色建筑周围环境;在设备材料选择时,应考虑设备材料本身的节能效果是否符合暖通空调系统安全需求;在暖通空调各系统设备安装时,应对整个安装过程实行全面把控,避免出现技术失误,影响最终使用效果;在检修养护时,应根据实际情况针对性选择适当的检修方式,并注重对暖通空调系统运行重点位置进行二次检查,避免出现能源浪费等情况。若是暖通空调系统发生故障,应及时上报技术人员,并进行维修后,才能正常使用。

4 暖通空调技术在绿色建筑中的应用分析

4.1 供暖蓄冷技术应用

暖通空调技术主要分为供暖与蓄冷技术。其中,供暖技术可采用节能环保的太阳能暖通节能技术。这是因为太阳能本身就是一种可再生、可循环的资源,属于清洁型的能源类型[6]。因此,暖通空调技术在绿色建筑中的有效应用,不仅可以避免资源浪费,还能最大限度保护生态环境。对于此项技术来说,其工作原理是结合实际情况,利用暖通空调自身的集热设备收集太阳发散出的热量。若用户需要热水时,可利用自身换热设备进行水资源加热处理,以便使暖通空调在执行供暖任务时,热泵机组可以利用自身提前铺设好的水循环系统不断汲取土壤中蕴含的热能,并将此能量传输至建筑物室内空间中,给予人们温暖感受。基于此种方式之下,既可为建筑室内环境提供所需热负荷,也可为居民生活用水提供热负荷,进而实现较好的供暖效果。而在炎热的夏季,是人们对于空调应用需求最大的时间段,导致电量急速增加,甚至出现供不应求的情况。部分地区为节约电能,通常会使用拉闸限电方式,缓解用电高峰问题[7]。而暖通空调的蓄冷技术能有效改善电量使用高峰问题,并最大限度减少拉闸限电方式使用次数。其实,蓄冷技术是在人们用电低峰时期,利用蓄冷设备有效存储冷量的方法。一旦天气炎热,电力达到用电高峰,暖通空调在执行制冷任务时,就会吸收室内热量,并将其传送到室外土壤中,同时释放储存的冷量,不仅节约了用电量,还能有效确保绿色建筑经济效益与设备效益。因此,暖通空调技术在绿色建筑中的合理应用,可为用户提供更加优质的居住体验,以便抓住时代发展机遇,实现自身更好地发展。

4.2 地源热泵系统应用

地源热泵系统主要是由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统,具体详见图1。通常来说,地源热泵系统是以岩土体、地下水或者是地表水为低温热源,符合国家可持续发展路线,具有节能减排功效。具体来说,地源热泵系统在夏季是利用热泵主机吸收土壤中的热量进行制冷工作,能有效降低冷却塔能源消耗,并承担部分制冷负荷,进而使暖通空调长期处于高效低能耗的运行状态。在冬天,暖通空调可以在地源热泵的作用下有机连接热泵系统和供暖系统,并有效降低供热工作能源损耗,进而达到良好节能效果,实现绿色建筑的高质量发展。

图1 地源热泵系统

4.3 可再生能源的应用

为在绿色建筑中,更加合理地使用暖通空调技术,可利用再生资源优势降低能源消耗,实现可持续发展[8]。例如,相关设计者可采用江水源热泵系统技术,从江河湖泊等自然水体中提取相应热量用于建筑室内的供热与制冷。笔者经过归纳总结,将其工作原理总结如下:在夏季时,采用江水源热泵系统技术可将建筑物室内的热量转移至自然水源中,并与自然水源原本的低温进行抵消,不仅不会对自然水体动物造成损害,还能为人们祛除高温烦恼;在冬季时,采用江水源热泵系统技术可从自然水源中汲取一定的能量,并经热泵主机、载冷剂处理后,其温度可得到适度提升,随后在进入建筑物内,为人们带来温暖感受。其实,对于江水源热泵系统技术来说,主要是利用了地球水源与空气之间的温度差作为暖通空调的冷热源,进而实现节能减排目的。总所周知,地球水体本身就是一个蕴含巨大能量的平衡系统,能有效调节能量接收与发散,进而保持自身均衡性。因此,暖通空调技术可运用江水源热泵原理应用至绿色建筑中。

4.4 合理控制新风量应用

在建筑物空间内的新风量越大,其整个系统消耗的能量就越多。因此,合理控制新风量大小成为节能减排的关键,尤其是在过渡季节,最好能充分利用自然通风,缩短新风机组运行时长,才能有效降低能耗[9]。但值得注意的是,自然通风质量会受到地形、气候等多种因素的影响和作用,其效果难以保持在维稳状态。因此,要想让其效果发挥到最大、最优,相关设计人员可立足现有室内条件基础之上,采用新时代先进的系统软件计算周边环境实际情况,并利用智能化系统控制好自然风进出建筑物的频率。例如,可在回风处,安装C02检测仪器,并根据回风气体浓度变化,实现自动调整与控制。另外,在天气温度较高的时候,暖通空调系统能在夜晚加强自然通风的频率,有效降低室内物品表面问题,并在不消耗过多能源的基础上执行相关工作任务。笔者经过反复试验后,证实夜间进行多次自然通风,将会有效降低白天室内温度,进而给予人们更加舒适的居住体验。

4.5 置换式通风装置应用

置换式通风装置是暖通空调在运行过程中对室内空气进行有效调整,并经过以下送风形式,或者是顶回风方式将新鲜空气输送至室内的设备。该装置是利用密度差物理现象,使冷空气也能在室内环境中实现上下推动,进而使空气在靠近地板的范围内实现置换,并维持室内温度始终处于适宜范围内[10]。在这种工作环境之下,冷气、热气在不停地进行交替运动,并将室内陈旧的气体排放至室外,保持室内空气的清新,给予用户良好的使用体验。在安装置换式通风设置时,工作人员应注意以下问题:首先,周围环境不能有较为明显的障碍物,会影响系统装置的运行效果;其次,安装位置应尽量选择靠近外墙的位置,以便该设备对室内外空气进行有效调整。同时,若周围环境的冷负荷指数较高,应考虑安装多个置换式通过装置,才能起到良好的通过效果;最后,应根据建筑物实际情况进而合理布局、安装。

4.6 科学合理变频系统应用

就目前情况而言,变频技术已经被广泛应用至暖通空调领域中,这是社会发展的实际需求,能最大限度弥补原有空调系统的不足之处,并不会出现损耗较大的情况。究其根本,是变频技术能够根据周围实际情况合理控制空调输出功率,进而有效减少空调运作负荷,以便从根本上降低能源损耗,实现节能减排目的。

5 结语

综上所述,暖通空调技术在绿色建筑中的合理应用至关重要,能有效节约资源,保护生态环境。基于此,我们应有机结合暖通空调技术与绿色建筑发展,采用供暖蓄冷技术、可再生能源、控制新风量、置换式通风装置、变频系统等方法,实现暖通空调技术的进一步发展,以便发挥自身对绿色建筑的积极促进作用,从而开创合作共赢新局面。

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