当前位置:首页 >> 建筑/土木 >>

暖通空调的过去现在未来


暖通空调的过去、现在 和未来

建环 1001 *** ************

上世纪 20 年代,随着压缩式制冷机的加速发展,暖通空调技术 开始大量应用于以保证室内环境舒适为目的的公共建筑、 商用建筑的 环境控制中。在国内外,越来越多的民用建筑以及工业建筑都使用了 中央空调,它的使用标志着一个地区的经济、技术发展水平和文明程 度,同

时也提高了企业管理水平和保证了产品的质量。家用空调以及 供暖开始普及。随着空调大规模的使用,一系列的问题也随之产生。 就我国而言,改革开放以来能源建设有了长足的发展,但是能源 的供给满足不了社会经济保持可持续发展的需要。 建筑耗能在社会总 耗能中占的比例相当大, 发达国家的建筑用能一般占到全国总耗能的 30%~40%,而采暖制冷用能在建筑用能中占有 30% 左右。高能耗带 来严重的环境问题,造成大气污染、水污染、固体废弃物污染等。近 年来,中国的大气污染已经跨出国界,影响到周边的国家和地区。 在过去 20 多年来,长期生活和工作在现代建筑屋内的人们表现出 越来越严重的病态反应,这一问题引起了专家学者的广泛重视,并提 出了病态建筑和病态建筑综合症 (SBS) 概念。 随着 SARS 病毒的爆发, 空调房间内空气品质要求越来越高。因此,环保节能和室内空气品质 是暖通技术今后研究的重点。 能源为经济发展提供了动力,但是由于各种原因,能源的发展往 往滞后于经济的发展。近几年,中国的国民生产总值的增长率维持在 约 10%,但能源的增长率只有 3%~4%。在我国的能源利用率只有 30% 左右。 有资料表明, 我国每 1 美元的 GDP 能耗是世界平均水平的 3 倍, 是所以发展中国家平均水平的 2 倍。这样的形势要求我们必须节能。

建筑节能是建筑发展的基本趋势, 也是当代建筑科学技术的一个新的 增长点。 当然我们所说的建筑节能不是说不用空调或采暖系统,而 是尽可能的设计和制造绿色空调以及节能的空调采暖系统。 土壤源热 泵空调系统、太阳能空调系统、低温地板辐射冷暖系统、蓄冷空调系 统都是节能和环保 的有效手段。 地源热泵空调系统是一种使用可再生能源、高效节能、环保的空 调系统。在冬季吸收土壤、地下水、地表水等天然资源的能量向建筑 物供热;夏季向天然资源释放热量,给建筑物供冷。地源热泵系统按 天然资源形式可分为土壤源热泵系统、 地下水热泵系统和地表水热泵 系统。 土壤源热泵系统的核心是土壤耦合地热换热器。土壤源热泵是以 大地为热源对建筑进行空调的技术, 冬季通过热泵将大地中的低位热 能提高对建筑供暖,同时蓄存冷量,以备夏用;夏季通过热泵将建筑 物内的热量转移到地下对建筑进行降温,同时蓄存热量。土壤源热原 系统因节能、节水而普遍受到美国、加拿大、欧洲各国等的关注。至 1983 年,瑞典就有 6000 多个水平埋管热泵系统,美国有 1 万多个此 类系统在运行之中,主要用于居民住宅、别墅、学校、商业建筑。我 国至今还未有应用实例,但已经有一些研究人员注意该系统。我国长 江以南及东南沿海大部分经济较发达地区希望冬季供暖,因此,在我 国开发、研究土壤源热泵技术有很大的发展前景和较高的经济效益。 地下水热泵系统分为开式、闭式两种。开式是将地下水直接供到

热泵机组, 再将井水回灌到地下; 闭式是将地下水输送到板式换热器, 需要二次换热。地表水热泵系统与土壤源热泵系统相似,用潜在水下 关联的塑料管组成的地下水换热器代替土壤换热器。 湖南的凌天科技 的空调系统就采用水源热泵与地源热泵,其共性是以水(或者其他液 态媒质)作传媒,水源热泵是其目前应用比较广泛的形式,地源热泵 是目前正处于积极开发的机型。 其制冷或制热工作性能系数均可达到 3.5~4.4,与空气源热泵(空气-空气或空气-水热泵 )相比,要高 40%左右。 虽然采用地下水、地表水的热泵系统的换热性能好、能耗低、性 能系数高于土壤源热泵,但由于地下水、地表水并非到处可得,且水 质也不一定能满足要求,所以使用范围受到一定的限制,且水源的探 测开采技术须进一步提高和降低开采费用。 太阳能空调所需的能源部分或全部来自太阳能。太阳能空调是利 用太阳光辐射为能源进行制冷工作的空调系统。 通过使用太阳能空调, 不仅可以弥补供电缺口,还可以为创建环保模范城市做出贡献。推广 使用太阳能空调,既没有使用电空调所带来的城市热岛效应,也由于 不使用氟里昂等有害物质而不会破坏大气环境。 所以说太阳能空调是 名副其实的绿色节能空调。目前太阳能空调的主要型式有:太阳能电 制冷空调、太阳能热制冷空调、太阳能热泵太阳能液体除湿空调等。 太阳能制冷空调主要包括:太阳能蒸汽压缩式制冷空调、太阳能吸收 式制冷空调、太阳能喷射式制冷空调。 上海交大机械与动力工程学 院燃烧与环境技术研究中心于 2002 年研制出同时制冷和制热的太阳

能冷管,的这项成果日前通过了江苏省科技厅的鉴定。 该太阳能冷 管利用吸附热泵原理,用沸石分子筛作为主体吸附剂,采用整体成形 新工艺使吸附性能比传统的颗粒床提高 55%,传热性能提高 100% 以上;用水来作制冷工质,避免了化学药物(如氟利昂)一旦泄漏对 环境造成的污染。同时,其造价比同类设备降低了一半。 目前,这 种“太阳能冷管空调”有望解决如别墅、活动房的全天冷气、热水供 应的需要。如果应用在警察岗亭,可以大大改善警察的工作环境,而 无需为电能供应而烦 恼。 我国首台太阳能空调是浙江海宁斯泰德于 2004 年 9 月研制成 功。该太阳能空调是以太阳能无穷的光热原理,采用化学能强化多级 接收方法,收集和储存大量的能量,再由太阳能吸附器、热助器和冷 助器,根据制冷、制热需要随时满足阴雨雪夜使用。实现了昼夜全优 化高效运行, 特点是热值高, 升温、 降温快, 使用时无明火、 无烟尘、 无污染。通过光能高效产氧制冷、制热,比传统空调节约电能达 60% 左右。另外,在遇连续阴天和梅雨季 节,该机会自动采用光电转换系统,以达到连续运行功能。从外观上 看,该机与传统压缩机相差不大,目前制造成本和销售价格略高于一 般家庭空调。 低温地板辐射采暖就是在地板中直接埋设热水管来加热地板, 再 由地面辐射热来加热室内空气的采暖形式。 这种采暖方式辐射体表面 温度不大于 45℃,采暖介质常用热水,其辐射体一般是其中埋设了 加热管的建筑物构件,如墙壁、顶棚或地板,其中以地面辐射采暖应

用居多。 由于地板层结构中有多孔介质,具有储热能力,因此该系 统可以考虑采用间歇供暖方式, 即通过降低日间温度来减小房间负荷, 从而减小建筑物的能耗。 低温地板辐射采暖是在地板上均匀布置散热 盘管,热量以辐射对流的方式向上传递,室内温度下暖上凉,给人以 “脚暖头凉”的良好感觉,热舒适性比较好,根据范格方程计算,在 比正常室内温度低的情况下, 同样可以达到其他供暖正常室内温度的 热舒适感。地板供热具有舒适性好、减 少扬程、节省空间、私密性好、易于计量改造、可利用低位热源和节 省维修费用等特点。但是低温地板辐射采暖也有一定的局限性,造价 高,维修度大,热媒适应性差给这种系统的普及带来了局限。 蓄冷空调的介质主要有冰和水两种。 冰冷空调是指在夜间电价较 低廉时,开启一部分制冷机组制冰,并将总能量储存起来;在白天用 电高峰、电价较贵时,采用融冰提供的低温水,将储存的能量释放出 来,从而满足用电高峰时空调的负荷,降低用电成本。冰蓄冷是七八 十年代发展起来的一种新的蓄冷技术,其蓄冷密度为 335KJ/kg,占 用空间只有水蓄冷的 25%~30%,可以提供较低温度的空调供水,有 利于提高空调的供回水温差,以减小水泵容量和配管尺寸。因此,冰 蓄冷应用更加广泛。但蓄冷机组在蓄冷时工作在制冰工况,其效率较 低,而且蓄冷和释冷都必须用不冻液循环,其技术较复杂,投资及运 行费用比水蓄冷高。此外,还有利用变温相变材料(如共晶盐)作为 蓄冷介质的,但因技术尚待完善且成本高,任在开发研究之中。 水蓄冷技术十利用 3℃~5℃的低温水蓄存冷量,发展于五六十

年代。其优点是投资省,技术要求低,维修费用少,有事可以利用原 有的消防水池兼作蓄冷水池, 对于有些大型的蓄冷工程其投资比常规 空调还低。同时水蓄冷系统在冬季还可以蓄热供暖,我国葛洲坝水电 站的水蓄冷式中央空调,可兼顾夏季供冷和冬季供热使用。但水蓄冷 只能利用 8℃~11℃的温差,蓄冷密度低,仅有 334~460KJ/kg,且 水蓄冷占地面积大,保温性能差,冷损耗大。 还有一些环保节能的暖通系统例如说集中供热系统, 楼宇自动化 系统等,这里就不一一介绍了。 空调的发展一来于建筑业的发展,近年来建筑业的迅猛发展给空 调提供了良好的发展机遇。大力开发使用节能、环保、健康的空调系 统是暖通技术发展的必行之路。


相关文章:
暖通空调的过去现在未来
暖通空调的过去现在未来_建筑/土木_工程科技_专业资料。描述暖通空调的发展历史、现状及前景暖通空调的过去、现在 和未来 建环 1001 *** *** 上世纪 20 年代,...
更多相关标签:
暖通空调的过去 | 暖通空调过去 | 暖通行业未来发展走向 | 过去佛 现在佛 未来佛 | 于我过去现在以及未来 | 过去 现在 未来 | 过去现在未来同时存在 | 过去现在和未来 |