谈暖通设计中的变频技术

谈暖通设计中的变频技术

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摘要:随着经济的发展和社会的进步,人们面临的严峻问题是能源缺乏。而暖通系统作为建筑工程中最消耗能源的工程之一,在建筑设计中应积极响应国家的绿色可持续发展战略。从建筑商的角度来看,如何在经济利益最大化的基础上,实现能源最小消耗是亟需解决的问题。本文就是基于暖通设计中绿色节能技术应用的必要性进行分析,并对暖通设计中绿色节能技术的应用进行分析,为今后建筑工程中绿色节能的暖通设计提供参考。

关键词:绿色节能技术;暖通设计;变频技术

引言

随着我国经济发展模式由“粗放型”向“集约型”转变,节能观念开始深入人心。作为能耗大户,暖通空调在民用和工业领域的能耗问题日益凸显。变频作为一种节能技术,在越来越多的暖通空调工程中得到应用。但是,在一些实际工程中,变频器被滥用或应用不当,不仅没有发挥变频技术的作用,反而影响了系统的正常使用,适得其反。如何在保证功能的前提下正确应用变频,减少暖通空调系统的能耗,是当代设计师需要深入研究的问题。

1绿色节能技术相关概述

绿色节能技术是以环保、绿色、生态作为指导理念,有机地将各种技术融合在一起,实现对资源的配置优化与可持续利用。该技术符合国家提出的绿色可持续发展战略,对打造绿色、生态、和谐的社会具有推动作用。绿色技能技术作为新时代下的产物,在满足人们日常生活中各种要求的基础上,还创造了显著的生态经济效益。能源是社会发展的主要核心推动力,在社会经济不断发展的情况下,能源消耗与需求也随之增长,使得能源危及成为了现代社会发展面临的严峻问题。因此,如何降低能源的浪费,保护能源开发成为当前的主要任务。目前,我国的大部分建筑中的暖通工程依然使用的是不可再生资源,这对于能源资源丰富的中国而言是极大的挑战,对于生态环境而言也造成了较大的负面影响,比如沙尘暴、酸雨等。暖通设计中绿色节能技术的应用,不仅为人们提供更加美好、舒适的生活环境,同时也降低了成本,保护了生态环境,对社会可持续发展具有重大意义。暖通设计中绿色技能技术的应用要遵循以下几点原则:第一,可靠性原则。相对于建筑暖通工程中的其它技术而言,绿色节能技术的发展历程较短,且技术应用成熟度欠缺,因此,在实际应用中要秉承技术应用的可靠性。绿色节能技术应用中,首先要对建筑暖通工程的组成设备,水电输出设备进行充分的了解;然后在此基础上,为确保暖通系统的安全、高效运行,制定出相关应急方案。第二,经济实用性原则。任何工程建设中都会考虑其经济实用性。在暖通设计中,设计人员会对能源价格、建材市场价格、设备档次等因素进行衡量比较,最终制定经济实惠的方案。而绿色节能技术在暖通设计中的应用,且被社会认可的重点在于,其能够为企业带来显著的经济效益。第三,环保节能原则。我国能源消耗中所占比例最大的是建筑行业,且暖通工程中消耗的能源比例也是巨大的。

2变频器的基本原理和作用

2.1变频调速

变频调速是节能的基础,但在很多情况下,工艺工况才是决定应用变频的首要因素。比如放化类实验室和电子厂房,很多工艺设备需要局部排风,在变频技术之前大多采用两种方式:一种是一台工艺设备一台排风机,风机台数众多,占地面积大、初投资高、运行噪声大;另一种是用一台定速风机服务多台工艺排风设备,通过调节阀节流的方式来实现不同工艺设备风量的分配,这种方式的弊端是控制不精确、风量分配不合理、运行能耗高。在第二种方式的基础上增加变频调速后,调节范围扩大,与现有控制系统相结合,调节平稳,线性度可达0.99,控制精度高;随着系统中工艺设备启停台数的变化,通过对风管中压力的检测自动地调节风机转速,满足风量连续变化的要求,实现风量按需分配。

2.2节能

暖通空调领域常用到的传输传动装置主要是水泵和风机,其电动机的转速、功率存在以下关系:N1/N2=(n1/n2)3=(f1/f2)3(1)其中,N1,N2均为异步电动机的轴功率,W;n1,n2均为异步电动机的转速,r/min;f1,f2均为电动机的频率。由式(1)可以看出,频率的变化对电机功率的影响很大,即变频调速有很好的节能潜力。理论上,设备使用变频器后的节能情况见表1。

3在暖通工程中的若干应用

3.1中央空调系统

目前,中央空调系统是根据典型设计日的状态参数来确定机组装机容量和系统设计的,但以全年来说,大部分时间是部分负荷运行(据统计,50%负荷以下运行的时间超过70%),系统能力远大于实际需求。节能的关键就在于如何使系统在全年运行周期内更为经济。变频技术的应用使得中央空调系统能够针对建筑使用情况的变化和全年气候的周期性变化及时做出调整,基本做到“按需分配”。中央空调系统变频控制方案一般有两种:1)冷热源制冷主机变频控制;2)水系统,主要是冷冻(却)水泵变频控制。制冷机组的装机容量与建筑典型设计日最大冷负荷相匹配。采用压缩机变频控制的方法改变冷水机组的转速,实现主机出水温度随室内负荷的变化而变化(通过检测机组供水温度与设定值比较),通过高精度控制,使其始终处于最佳运行状态。有研究报告指出,制冷机组采用变频技术后年均节能在30%以上,在低负荷运行时,可实现节能70%。与制冷机组根据负荷变化变频控制相对应,水系统主要是根据输送能耗的变化来改变冷冻(却)水循环水泵的电机转速来实现的。

3.2变频技术的应用

暖通设计中绿色节能技术的应用,最具直接体现的是变频技术的应用。在现代社会快速发展的背景下,绿色节能技术在暖通设计中的应用是时代发展的必然趋势,也是生态环境保护的实际需求。变频技术是将直流电转换成频率不同的交流电,这一过程没有电能的消耗,只是对频率进行变化。暖通设计中的变频技术应用,是指建筑物的室内流通人员密度或者是建筑物室内室外的环境有变化等,引起暖通空调系统实际的需求需要改变,此时,利用变频冷水相关调节机组与风机、调节水泵设备对系统能量输出进行最大限度的降低,同时达到节能效果的一种绿色节能技术。一般情况下,变频技术的应用能够节能35%~40%。变频技术应用中所涉及到的耗能设备,都具备对实际的能量输出进行变频调节的功能;如果暖通空调系统处于负荷较低的情况,也能进行有效的变频调节。

3.3可再生能源的使用

我国大部分建筑工程使用的能源是不再生能源,使得能源消耗巨大。将绿色节能技术应用到暖通设计中,对于人类面对严峻的能源危及问题不能得以很好的解决,这就需要注重可再生能源在暖通系统中的充分利用。可再生能源的运用,主要是改变传统的只借助电力能源,为暖通系统提供运转动力的状况,达到节约能源消耗的效果。可可再生能源中,太阳能、风能均可以作为理想的能源,且从生态环保的角度来看,也是别的能源所不能比拟的。

结语

随着经济的不断发展,人们的综合生活水平逐渐提高,使之对生活质量的要求也越来越高。新形势下,应以降低电力、减少能源消耗、保护生态环境为理念,在暖通设计中融入绿色节能技术,如变频技术、环境监测技术。同时,应不断开发和利用可再生能源,替代不再生能源的应用。在响应国家“绿色、节能、和谐”发展的号召下,推动暖通工程的绿色发展。

参考文献:

[1]陈少良.暖通设计中绿色节能技术的应用分析[J].中国新技术新产品,2015,5(12):154-155.

[2]宋庆东.暖通设计中绿色理念和节能技术的应用分析[J].工程技术(全文版),2016(1):157.

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