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暖通空调新技术.学习报告

2020-06-04  本文已影响0人  牛打萌瑞牛

一、什么是暖通空调

1.暖通空调介绍

我个人认为,“暖通空调”这四个字其实是对我们专业最完美的概括。简单来说,暖通空调包括三个方面:采暖、通风和空气调节,三个部分合称暖通空调, 我们专业所学的主体内容也就是这三个方面。

之所以出现暖通空调这门专业,其最根本的目标是实现对环境温度的调控,以满足人们对环境舒适度以及一些工艺性的要求。说到底,还是人们的需求催生了这个专业的发展。正因为它是三者的结合,暖通空调系统可以控制空气的温度及湿度,空气清新度等,提高室内的舒适度,以适应人们更高的生活要求或者工厂企业等的更高的施工操作环境。

与咱们自己家中应用的独立空调不同,暖通空调所研究的方向是整体的中央空调。因为只有中央空调才能够满足温度、湿度、环境质量和尘埃等的控制,中央空调它最大特点就是能够创造一种更加舒适的室内环境。而家居一般的分体空调,它只能解决冷暖问题或者更加简单的问题,而解决不了空气处理过程。所以,按照人们的需求,中央空调在未来竟会有更大的潜力更广阔的市场。

中央空调的空气处理过程分为以下几个步骤:首先是空气进来以后,除了引进新风以外,可以把空气进行冷却或者加热处理,这是其一;然后就是进行空气的过滤处理,在这一过程中与单体空调的不同就是就增加电子除尘器,它的主要功能是可以捕捉非常小的颗粒的灰尘,一般来讲它可以捕捉一个微米的灰尘,而这个灰尘的范围内大部分都是细菌、病毒、烟尘,或者是异味,经过这样一个过程就都可以过滤掉,这是其二;另外就是会增加一种加湿或减湿设备,这个装置可以使我们房间的湿度达到一定的要求,适应相应的人居环境或者操作环境,这便是其三。这样一套系统,无疑对于我们的社会生活是更加有利的。

2. 现实需要

暖通空调在建筑使用过程中会产生相当大的能源消耗,据统计,空调能耗占建筑能耗的55%左右,约占社会总能耗的20%。因此空调系统的节能不容忽视,这就催生了一系列的暖通空调新技术,在第二章节我会着重介绍几种新技术。暖通空调技术在绿色建筑中的应用可以有效的达到建筑节能的目的,在保证住宅的舒适性、满足基本要求的同时,还能提高居民的生活品质。现在新型暖通空调技术在绿色建筑中的是发展的趋势,是主流。

二、相关新技术

1.蓄能技术

空调蓄能技术是一种最有效地获取分时电价差效益、节省电制冷或电制热运行电费的技术。在国外已经是一项成熟的技术,目前国内正在大面积推广应用。在用户扩容改造或新装制冷中央空调系统时,按蓄能方式设计系统,由于在空调负荷高峰时,可以使用预先储存的冷量来供冷,因此不必象常规空调系统那样按高峰负荷配备主机设备,而是按全天的平均负荷来配备空调主机设备,系统装机容量可减少达30—50%。从而使得按蓄能方式设计的系统比按常规设计的系统节约投资费用,它分为冰蓄冷和水蓄冷两种。

空调冰蓄冷技术,即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期,采用电动制冷机制冷,使蓄冷介质结成冰,利用蓄冷介质的显热及潜热特性,将冷量储存起来。在电力负荷较高的白天,也就是用电高峰期,使蓄冷介质融冰,把储存的冷量释放出来,以满足建筑物空调或生产工艺的需要。

冰蓄冷有以下主要特点:电力移峰填谷均衡电力负荷,加强电网负荷侧的管理。由于转移了制冷机组用电时间,起到转移电力高峰期用电负荷的作用。制冷机组在夜间电力低谷时段运行,储存冷量,白天用电高峰时段,用储存的冷量来供应全部或部分空调负荷,少开或不开制冷机。对城市电网具有明显的“移峰填谷”的作用,社会效益显著。享受峰谷电价 由于电力部门实行峰、谷分时电价政策,所以冰蓄冷中央空调合理利用谷段低价电力,与常规中央空调系统相比,运行费用大大降低,经济效益显著。且分时电价差值愈大,得益愈多。

由于冰蓄冷空调系统具有储存冷量的能力,故制冷机组无需按照峰值负荷进行选型,制冷主机容量和装设功率大大小于常规空调系统。一般可减少30%~50%。电力高压侧和低压侧设施容量减少,降低电力建设费用。

水蓄冷则是利用3-7°C的低温水进行蓄冷,可直接与常规系统区配,无需其它专门设备。它的优点是:投资省,维修费用少,管理比较简单。但由于水的蓄能密度低,只能储存水的显热,故蓄水槽上地面积大。如若利用高层建筑内的消防水池,在确定制冷机容量与蓄冷槽的容量时,可根据消防水池的容量来计算出蓄冷量,然后根据剩余负荷量来确定制冷机组的制冷量。最后校核一下冷水机组能否满足夜间蓄冷的需要。

2.地源热泵技术

地源热泵是利用地球表面浅层水源(如地下水、河流和湖泊)和土壤源中吸收的太阳能和地热能,并采用热泵原理,既可供热又可制冷的高效节能空调系统。根据地热能交换系统形式的不同,地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。

地源热泵机组运行时,不消耗水也不污染水,不需要锅炉,不需要冷却塔,也不需要堆放燃料废物的场地,环保效益显著。地源热泵机组的电力消耗,与空气源热泵相比也可以减少40%以上;与电供暖相比可以减少70%以上,它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%,比燃气锅炉的效率高出了75%。地源热泵系统可供暖、空调制冷,还可提供生活热水。

在制冷状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,使其进行汽-液转化的循环。通过蒸发器内冷媒的蒸发将由风机盘管循环所携带的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝,由水路循环将冷媒所携带的热量吸收,最终由水路循环转移至地水、地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中,通过风机盘管,以13℃以下的冷风的形式为房间供冷。

在供暖状态下,压缩机对冷媒做功,并通过换向阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地表水、地下水或土壤里的热量,通过冷凝器内冷媒的蒸发,将水路循环中的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过蒸发器内冷媒的冷凝,由风机盘管循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中,以35℃以上热风的形式向室内供暖。

地源热泵系统的能量来源于自然资源,它不向外界排放任何废气、废水、废渣、是一种理想的“绿色空调”。被认为是目前可使用的对环境最友好和最有效的供热、供冷系统。该系统无论严寒地区或热带地区均可应用,可广阔应用在办公楼、宾馆、学校、宿舍、医院、饭店、商场、别墅、住宅等领域。

3.空调变风量系统

变风量空调是指,在送风温度不变的条件下,通过改变风量的办法来适应负荷变化。而风量的变化是通过专用的变风量末端装置来实现的。变风量技术的基本原理很简单,就是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷。它具有以下的特点:

(1)由于变风量空调系统是通过改变送入房间的风量来适应负荷的变化,而空调系统大部分时间的部分负荷下运行,所以风量的减少带来了风机能耗的降低。

(2)区别于常规的定风量或风机盘管系统,在每一个系统中的不同朝向房间,它的空调负荷的峰值出现在一天的不同时间,因此变风量空调器的容量不必按全部冷负荷峰值叠加来确定,而只要按某一时间各朝向冷负荷之各的最大值来确定。这样,变风量空调器的冷却能力及风量比定风量可风机盘管系统减少10-20%

(3)变风量空调系统属于全空气系统,与风机盘管系统相比有明显的好处是冷冻水管与冷凝水管不进入建筑吊顶空间,因而免除了盘管凝水和霉变问题。

目前我国正在运行的空调机组大部分是定风量运行的,由于过去人们对节能认识不足和变风量系统控制、运行较复杂及该系统的初投资较大,这些都限制了变风量系统的应用。现如今提倡节能环保,因此变风量系统可以很大程度上适应我们的需求。

4.保温技术

保温、隔热是采暖、空调工程中重要的的组成部分,保温、隔热确保了我们的采暖、空调等各种系统的正常工作,是各种系统的技术参数达到设计要求的保证,同时,保温系统也能很大程度上降低我们的能耗。

5.新型锅炉技术

锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式,而经过锅炉转换,向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或者有机热载体。

近些年来,全国各地逐步淘汰了原有的燃煤锅炉,改用新型燃料做为工业生产的燃料,在实现清洁能源环保改造的同时,也降低了生产成本,实现了节能环保的目的。相比燃煤更环保,更清洁;而且新型工业锅炉燃料燃烧器系统先进、控温燃烧、噪音低、热转换效率高。特别是在实际的工业生产应用中,能够依靠高效的节能技术,让锅炉运行费用降到更低。

在我们专业中,推荐使用的是燃气锅炉,其使用发热量更高的燃气,结合更加先进的锅炉技术,提升燃气的燃烧效率,使其最大程度上完全燃烧,结合余热回收技术,将能源利用率提升至最优,并且有效的减少污染。

6. 太阳能供暖技术

目前对太阳能的热利用中,主要有太阳能热发电站,太阳能热水器,太阳能供暖系统。太阳能热发电站还没有大规模商业化,太阳能热水器现在已经大规模商业化使用,太阳能供暖系统只限于一小部分地区,太阳能热水器和太阳能供暖系统的使用大多分散化程度高,限于每家每户,造成了投资成本高,对太阳能热水利用不合理导致的系统整体成本高和对太阳辐射能的利用不足。

太阳能供暖利用太阳能转化为热能,通过集热设备采集太阳光的热量,再通过热导循环系统将热量导入至换热中心,然后将热水导入地板采暖系统,通过电子控制仪器控制室内水温。在阴雨雪天气系统自动切换至燃气锅炉辅助加热让冬天的太阳能供暖得以完美的实现。春夏秋季可以利用太阳能集热装置生产大量的免费热水。太阳能供暖工程的寿命可达20年以上,一般5年内就可收回成本,长达15年以上的免费享用尽显它的经济节能本色。

太阳辐射的年平均有效功率很低,在我国北部的平原地区达0.1kw/m,难以直接利用。太阳能供热系统就是利用品质较低的太阳直射辐射能或大气散射辐射能为建筑环境供热的新型能源系统。太阳能供热系统的主要组成部分是太阳能集热器。通过对几种型式的太阳能集热器的测试表明:在我国北部的地理气候条件下,最适宜用于房间供暖的集热器是平板式集热器,工作温度在300C~900C范围内。其主要优点有两个:

(1)不仅能利用的太阳的直射辐射且能充分利用大气的散射辐射

(2) 便于安装,节省费用。可在原有建筑物屋顶的适当方向安装上平板式集热器。太阳能供热系统需配置季节性蓄热装置,将夏季日照充足时的太阳能蓄存起来,在需要时为建筑环境供热。因此,太阳能供热系统方面的工业,同大型蓄热装置的研究、发展与试验性建筑工业紧密相关。太阳能供热系统的运行经济性是十分显著的,其全部费用基本由投资费用决定,运行费用仅限于循环泵所耗能和维持正常的管理和检查的费用。

三、前景展望

现代社会是以能源为基础而实现高速发展的社会,但是值得我们注意的是能源始终都是有限的,若是不对现有的能源加以节约利用,在不久的将来很有可能发生能源危机,因此现在有必要实现对能源的合理化利用,构建能源节约型社会,开发能源节约性建筑。这势必是对暖通空调行业的又一次改革,暖通空调行业要想发展,就必须跟上时代的步伐,将环保、低碳、节能放在第一位,这就要求我们暖通人去开发新的技术,寻找新的出路,以求暖通空调可以更好的发展。

拿中央空调来说,美国的家用中央空调普及率很高,正如你在美剧中看到的那样,他们的住宅里很少出现柜式或壁挂式空调,因为安装空调的美国家庭70%以上安装的都是中央空调;日本由于人口众多、资源匮乏,在家用空调的选择上也以节能性良好的中央空调为主,除了使用量大,日本的空调生产和研发能力也很强,世界制冷剂式空调市场的60%都被日本占有;欧洲的中央空调市场也一直很稳定,不少美日以及中国的空调企业都在欧洲建有工厂,可见其消费需求很旺盛。

然而,国内的中央空调市场远没有国外发展的成熟,我们在这一方面提升的空间还很大。中央空调是一个相对来讲节能高效并且能够满足人们所需要的舒适性要求的新型空气调节方式,如果在我国全面推广使用,将会缓解我国长期以来面临的能源压力,环保问题也会大大降低。

总之,节能环保时代的到来,是我们新一代暖通人的机会,它对于整个行业也是至关重要的。在节能环保成为暖通空调行业发展趋势下,在这个急需更加完美的新技术的时代背景下,我作为即将步入社会的当代大学生,应该牢牢把握住这次机会,努力提高自己的专业水平,开阔自己的视野。以扎实的专业素养为保证,为暖通空调行业,为节能环保事业尽自己的一份力量。

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