供熱暖通節(jié)能技術(shù)研究

閻順利

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，節(jié)能技術(shù)水平顯著提升，促進(jìn)暖通空調(diào)在設(shè)計(jì)上更加注重與節(jié)能環(huán)保技術(shù)的融合?；诖?，太陽能熱泵技術(shù)具有了更加廣泛的應(yīng)用范圍。太陽能技術(shù)與熱泵技術(shù)的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)二者優(yōu)勢的合理互補(bǔ)，推動(dòng)暖通空調(diào)技術(shù)水平的不斷提高。

關(guān)鍵詞：太陽能熱泵技術(shù)；暖通空調(diào)；應(yīng)用；發(fā)展

經(jīng)濟(jì)的長期高速發(fā)展，一方面使我國成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，另一方面資源與環(huán)境壓力日益嚴(yán)峻，目前我國已成為全球CO2排放量最大的國家。為減小資源與環(huán)境壓力，保證經(jīng)濟(jì)與社會的可持續(xù)發(fā)展，我國政府在全社會著力推進(jìn)節(jié)能減排，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，倡導(dǎo)綠色建筑。以20世紀(jì)80年代啟動(dòng)居住建筑“一步節(jié)能”為起點(diǎn)，到現(xiàn)在的居住建筑“三步節(jié)能”與公共建筑節(jié)能50%標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，以及低能耗、超低能耗示范建筑的建設(shè)，我國的建筑節(jié)能取得了很大成就。

1供熱暖通技術(shù)特點(diǎn)

首先，燃油鍋爐的采暖環(huán)境較好，鍋爐效率較高，與傳統(tǒng)供暖技術(shù)相比具有較大的優(yōu)勢。燃油鍋爐的自動(dòng)化設(shè)計(jì)能夠減少人工操作，降低供熱管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效避免人工操作失誤，提高供熱暖通工程效率；其次，很多供熱企業(yè)都使用燃?xì)忮仩t，燃?xì)忮仩t排放污染物較少，有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，能夠有效促進(jìn)供熱暖通工程的可持續(xù)發(fā)展；再次，傳統(tǒng)供熱暖通工程的建筑面積較大，而壁掛式暖爐的使用能夠減少建筑面積的占用，降低供熱暖通工程的投資成本，進(jìn)而提高供熱暖通企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；最后，供熱暖通技術(shù)能夠充分利用直燃機(jī)彌補(bǔ)傳統(tǒng)鍋爐采暖的季節(jié)限制，提高供暖資源的利用效率。

2供熱暖通節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)

2.1熱泵技術(shù)的功能及原理

熱泵即為冷機(jī)，主要功能是促進(jìn)能源在低溫?zé)釒炫c高溫?zé)釒熘g傳遞的裝置。在這一過程中，如果需要將能源轉(zhuǎn)入高溫位置，那么所需的能量通常要高于其運(yùn)行過程中所消耗的能量。具體講，發(fā)揮低沸點(diǎn)液體的作用，通過節(jié)流閥進(jìn)行減壓，隨即蒸發(fā)，將熱量從低溫物體吸收，而后再完成蒸汽壓縮，達(dá)到溫度升高的目的。冷凝器的功能是及時(shí)釋放能量，進(jìn)行液化處理之后，形成循環(huán)，促使熱量由低溫物體轉(zhuǎn)至高溫物體。熱泵技術(shù)在家人設(shè)備中得到較為廣泛的應(yīng)用。

2.2節(jié)能概念+節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品=節(jié)能設(shè)計(jì)

實(shí)踐中往往將空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能簡單歸結(jié)為節(jié)能概念+節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品，但是忽視了空調(diào)系統(tǒng)整體的合理性，不能實(shí)現(xiàn)理想的節(jié)能效果，使節(jié)能項(xiàng)目成為“技術(shù)堆砌與產(chǎn)品冷拼”。在一些節(jié)能示范建筑設(shè)計(jì)中，這種現(xiàn)象并不鮮見。節(jié)能概念、節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品不是節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo)，而是實(shí)現(xiàn)理想節(jié)能效果的手段。理想節(jié)能效果包含兩層意義：一是在運(yùn)行條件與效果均相同的情況下，能最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)的節(jié)能潛力；二是獲得的節(jié)能收益與付出的代價(jià)相匹配。分析與實(shí)踐表明，只有在系統(tǒng)整體優(yōu)化的前提下，整合適用的節(jié)能概念、技術(shù)與產(chǎn)品，才可能實(shí)現(xiàn)理想的節(jié)能效果。

3全面探討太陽能熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用與發(fā)展

3.1太陽能主動(dòng)式采暖與被動(dòng)式采暖的實(shí)現(xiàn)

太陽能在采暖方面的作用需要借助集熱器完成，最終將處于分散狀態(tài)的太陽能轉(zhuǎn)化成熱水，再轉(zhuǎn)至發(fā)熱末端，此時(shí)，建筑工程的采暖系統(tǒng)形成，也就是太陽能采暖系統(tǒng)。被動(dòng)式與主動(dòng)式是太陽能采暖的主要模式。在主動(dòng)式中，應(yīng)用電能，使得加熱書能夠在管道中進(jìn)行循環(huán)，供熱目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。在整個(gè)過程中，采暖的設(shè)備主要包括風(fēng)機(jī)、水泵以及散熱器等。在被動(dòng)式太陽能采暖系統(tǒng)中，不再局限于輔助性能源的配合，只需要對建筑位置、相關(guān)構(gòu)件等進(jìn)行合理布局與處理，節(jié)能效果突出。

3.2低溫?zé)崴匕遢椛浼夹g(shù)

地面輻射采暖主要是利用低溫?zé)崴M(jìn)行供熱，熱水是地面輻射采暖的主要熱源，需要將熱水溫度控制在60度以內(nèi)。而地面輻射采暖需要在地板中埋設(shè)采暖設(shè)施，利用熱水對地板進(jìn)行加熱，讓熱水在地暖管內(nèi)進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，通過熱流輻射來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供熱采暖。

4供熱暖通節(jié)能技術(shù)的完善措施

4.1完善控制系統(tǒng)

供熱暖通節(jié)能技術(shù)應(yīng)積極建立適合供熱系統(tǒng)運(yùn)行的控制系統(tǒng)，這是因?yàn)楣嵯到y(tǒng)主要由用戶、管網(wǎng)和熱源組成，為了要保證有序的熱生產(chǎn)和使用循環(huán)必須建立控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的建立能夠使管理人員掌握供熱系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，為管理人員供熱運(yùn)行方式的選擇提供依據(jù)，進(jìn)而保持供熱系統(tǒng)水熱平衡的狀態(tài)，保證供熱系統(tǒng)的正常供熱。另外，供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)投資較小，使用效率較高。為此，供熱暖通工程應(yīng)積極建立完善的控制系統(tǒng)，加強(qiáng)對供熱系統(tǒng)的熱量和供熱循環(huán)的控制。

4.2合理選擇能源類型與利用方式

研究表明，使用過程的能耗及CO2排放占建筑全過程能耗及CO2排放量的80%以上，在特定的建筑能源類型與利用方式下，建筑使用過程的一次能源中礦物能源的消耗與CO2排放呈固定的正比例關(guān)系。盡管建筑全壽命周期耗熱耗冷量與建筑能源類型及利用方式無關(guān)，但使用過程中的礦物能源消耗和CO2排放卻與之密切相關(guān)，合理選擇建筑能源類型及利用方式會產(chǎn)生顯著的節(jié)能減排效果。因此，暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)在降低冷熱負(fù)荷的基礎(chǔ)上努力追求能源類型與利用方式的合理性，實(shí)現(xiàn)建筑能源優(yōu)化。

4.3重視熱泵對建筑節(jié)能的價(jià)值

從供熱的角度，在目前的科學(xué)技術(shù)水平下，只有通過熱泵才可能實(shí)現(xiàn)能源利用效率高于100%，才能將雖不能直接利用、但賦存量巨大且廣泛存在于自然界和人類生產(chǎn)生活過程中的低品位熱轉(zhuǎn)化為建筑熱源。熱泵對建筑節(jié)能的價(jià)值可以簡單歸納如下。1）節(jié)能①一次能源高位熱值熱效率η>1。相對于鍋爐等一次能源直接燃燒型制熱設(shè)備，只有熱泵的一次能源高位熱值效率可能做到η>1。我國發(fā)電與輸電的綜合效率約為33%，只要熱泵供熱的季節(jié)COP>3.03，就能使η>1。而燃油、燃?xì)忮仩t等直燃型就地供熱設(shè)備的η通常低于0.9，燃煤鍋爐房集中供熱的η通常低于0.7。②提高電力設(shè)施的年負(fù)荷率。冬季需供熱、夏季需供冷的地區(qū)存在明顯的電力需求季節(jié)不均衡現(xiàn)象，電力設(shè)施的年負(fù)荷率較低。而較低的年負(fù)荷率意味著發(fā)電煤耗的增加。采用熱泵供熱，增加了冬季的電力需求，提高了電力設(shè)施的年負(fù)荷率，使發(fā)電平均煤耗降低。

5結(jié)語

在節(jié)能低碳的社會大背景下，建筑節(jié)能將是永恒的主題，其中暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能是建筑節(jié)能的主角。實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能固然離不開節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品，但更重要的在于樹立基于節(jié)能目標(biāo)的暖通專業(yè)設(shè)計(jì)理念，采用基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的動(dòng)態(tài)全過程分析方法，實(shí)現(xiàn)節(jié)能技術(shù)及產(chǎn)品的合理選用與系統(tǒng)整體優(yōu)化，如此才能創(chuàng)造出更多使系統(tǒng)整體優(yōu)化、技術(shù)適宜、投資合理、低能耗低排放的暖通空調(diào)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]高銘.太陽能熱泵供熱技術(shù)研究與應(yīng)用[J].江西建材，2017（20）：6.

[2]林辯啟，羅會龍，王浩，田盼雨.熱泵輔助供熱太陽能熱水系統(tǒng)運(yùn)行模式對比分析[J].制冷與空調(diào)（四川），2015，29（06）：706-710.

（作者單位：唐山市熱力總公司）