不同氣候環(huán)境下凈化空調(diào)智能化節(jié)能設計研究

王華

摘 要：凈化空調(diào)在空氣凈化及溫濕度調(diào)節(jié)等方面比普通空調(diào)功能強大，同時耗能也大，是醫(yī)院、藥廠、實驗室等場所的必要配置。我國國土幅員遼闊，氣候條件存在很大的差異，為了滿足各組織結構的功能需要，凈化空調(diào)需要適應不同的氣候環(huán)境差異，并在智能化節(jié)能設計方面有所突破。本文從城市氣候特征出發(fā)，對凈化空調(diào)的智能化節(jié)能設計展開探討。

關鍵詞：城市氣候；凈化空調(diào)系統(tǒng)；智能化；節(jié)能設計

中圖分類號：TU831 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）02-0007-01

隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，借助智能化手段進行節(jié)能降耗成為未來的一個發(fā)展趨勢。我國食品、制藥、化妝品等行業(yè)執(zhí)行新GMP標準后，對除塵、恒濕、恒溫的要求進一步提高，大大增加了系統(tǒng)的運行成本。凈化空調(diào)系統(tǒng)作為醫(yī)院、藥廠、實驗室等場所必要配置[1]，由于其能耗巨大、使用成本較高等特征，備受社會各組織機構的關注，社會期待著借助技術革新來實現(xiàn)節(jié)能和降低成本支出的目的。

1 現(xiàn)代城市的氣候特征差異分析

我國國土幅員遼闊，在同一時間，在溫濕度等方面存在明顯的南北差異。對于同一地區(qū)，尤其是北方地區(qū)，又存在著較大的季節(jié)性差異。進一步將地理區(qū)域范圍進行縮小，即使對于同一城市來說，由于汽車尾氣、工廠廢氣等多種因素導致的溫室效應的存在，造成城市中心和城市邊緣在小氣候環(huán)境上都存在一定的差異。

城市氣候是在坐擁地理區(qū)域性氣候特征的基礎上，基于人類在城市的各種活動行為，而塑造的一種相對特殊的城市局地氣候。伴隨各種廢氣的排放，城市空氣中聚集越來越多的微塵、溫室氣體等，形成局部性的熱島效應。通常城市中心的溫度高于城市邊緣地區(qū)，在無風、晴朗的天氣條件下，可能會出現(xiàn)六至十攝氏度的差異。另外，城市氣候與城市的人口密度、城市規(guī)模、建筑物密度等也存在很大的關聯(lián)。影響城市氣候的因素相對復雜，由此造成各城市的氣候特征呈現(xiàn)出復雜性，這讓凈化空調(diào)的智能化節(jié)能需求滿足更為迫切。

2 凈化空調(diào)適應氣候差異的節(jié)能空間

冷熱源能耗和輸送動力能耗是構成凈化空調(diào)正常運行條件下的主要能耗，冷熱源能耗是空氣處理設備對空氣進行冷卻和加熱過程中所耗費的能源，輸送動力能耗是在克服阻力、輸送空氣和水的過程中風機和水泵所耗費的能源。凈化空調(diào)所耗能源受到來自外界多種因素的影響，適應城市氣候的特征差異，凈化空調(diào)進行智能化節(jié)能設計存在很多的空間。

3 凈化空調(diào)智能化氣候適應節(jié)能設計

（1）降低送風輸送動力能耗。凈化空調(diào)的送風能耗損失大小主要取決于送風量，而送風量又取決于凈化區(qū)空間大小[2]。隨著全球氣候的趨勢變化，凈化空調(diào)適應外部氣候環(huán)境及空氣參數(shù)變化的指標也在發(fā)生改變，特別是新風參數(shù)在凈化空調(diào)設計中的影響非常大，影響到凈化空調(diào)在實際運行中對外部環(huán)境變化的應對處理能力。在極端城市氣候環(huán)境條件下，比如出現(xiàn)夏季室外溫度超過凈化空調(diào)設計的最高標準，或者梅雨季節(jié)的到來影響外部新風的濕度，凈化空調(diào)造成難以實現(xiàn)對室內(nèi)空氣質(zhì)量進行連續(xù)、穩(wěn)定、經(jīng)濟、高效地控制。根據(jù)城市氣候的環(huán)境差異、風向差異、污染程度等，對凈化空調(diào)布局進行優(yōu)化，在滿足操作要求和人體舒適度的同時，降低橫斷面的平均風速，從而減小凈化空調(diào)系統(tǒng)的能耗[3]。另外，必須能夠根據(jù)外部氣候環(huán)境的變化，及時確定凈化空調(diào)的新風量，在滿足功能需求的情況下，盡可能地采取最小的新風比。

（2）調(diào)整溫濕度的設定基數(shù)。凈化空調(diào)在運行過程中，隨著外界環(huán)境的差異變化而向設定的溫濕度數(shù)值方向變化，其中設定的數(shù)值和實際的數(shù)值之間的差距越小，所需要耗費的能量就越少[4]。為了節(jié)能方面的考慮，在凈化空調(diào)的智能化設計中，可以通過安裝遠端傳感器，加強空調(diào)對外部溫濕度的動態(tài)感應，并將空調(diào)的數(shù)值自動設定調(diào)整到最能節(jié)能的臨界，以此機動調(diào)整凈化空調(diào)的電機轉速。通常來說，在不同的區(qū)域制定不同的基數(shù)標準，在滿足外部功能需要的情況下，在進行制冷的時候盡可能將數(shù)值設定高一些，在進行供暖的情況下盡可能將數(shù)值設定低一些，通過降低空調(diào)負荷手段來實現(xiàn)智能節(jié)能的目的。

（3）在凈化空調(diào)中安裝熱泵。根據(jù)城市的氣候特征，可以充分利用熱泵原理，將外部環(huán)境中的地熱、氣源、水源等進行回收利用，以此減小凈化空調(diào)的負荷，實現(xiàn)室內(nèi)空氣質(zhì)量的改善[5]。加強凈化空調(diào)冷源控制，在凈化空調(diào)中設置獨立的冷源智能控制系統(tǒng)，對凈化空調(diào)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，出現(xiàn)故障后及時進行報告。

總之，為了合理控制凈化空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗，加強凈化空調(diào)系統(tǒng)在運行過程中對外部城市氣候環(huán)境變化規(guī)律的監(jiān)測和應變是非常有必要的。通過對城市氣候特征差異進行分析，有利于掌握外部環(huán)境中的溫度、濕度、污染、風速等實際情況。據(jù)此結合現(xiàn)代科學技術手段，對凈化空調(diào)的設計運行進行改良。在凈化空調(diào)系統(tǒng)正常運行的過程中，智能化自主切換各種設備的使用頻率，避免設備的過熱或過冷，對于保持機電的使用安全和延長系統(tǒng)使用壽命有一定的作用。同時，在滿足室內(nèi)功能需求的前提下，高效合理地實現(xiàn)凈化空調(diào)智能化節(jié)能的目的，最大程度地控制了凈化空調(diào)系統(tǒng)的運行成本。

參考文獻：

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