暖通新技术与节能减排

魏 锋

2009年哥本哈根世界气候大会虽然在一片争论声中闭幕，但节能减排无疑已经成为全球关注的焦点。节能减排，顾名思义就是节约能源，包括二次能源，减少废气废物的排放。我国建筑能耗已经接近全国总能耗的30%，而在建筑能耗中，暖通空调能耗约占85%，而且用能效率低，和气候相近的发达国家相比，我国建筑能耗和污染物排放量都是其2倍多。所以暖通行业的发展和减排工作密切相关。中国作为能源消耗大国，节能减排任重而道远。可喜的是，在全国很多地方，很多工程都结合自身情况在暖通新技术和新能源利用方面取得了很大发展，下面就重点介绍一些较好的应用实例。

1 冷凝热回收

1.1 冷凝热回收与生活热水

在酒店等公用建筑中，要求必须有24 h生活热水，传统的方法都是通过锅炉生产热水，因为燃煤锅炉污染大等原因，现在大多数都为燃气锅炉，即便如此，燃气锅炉的污染排放依然不可忽视，并且运行费用也很高。但与此同时，空调主机夏季制冷时，冷却水的冷凝热通过冷却塔排放至空气中，白白浪费了这部分热量，不但加大了城市的“热岛效应”，并且冷却水的损耗也是非常之大，所以回收这部分热量就非常有必要。

由于酒店生活热水负荷相对集中，为冷凝热回收创造了良好的条件。目前，冷凝热回收提供生活热水的应用主要有两种方案:

方案一:热回收机组回收冷凝热(双冷凝器结构)+燃气锅炉辅助热源;工作原理:一定量的水送入热回收器，利用压缩机排气的显热和部分潜热对其进行加热。冷媒初步冷却后进入二级冷凝器，剩余的热量由冷却塔排出。该方案一般要求安装专用的热回收螺杆冷水机组。

方案二:采用高温水源热泵回收冷凝热+燃气锅炉辅助热源;工作原理:在冷却水管路设置旁路，将一部分冷却水旁通至高温水源热泵蒸发器，高温水源热泵吸收冷水机组的冷凝热后产生热水进入蓄热水箱，高温水源热泵蒸发器出来的冷却水和冷水机组冷却水混合后进入冷却塔。

冷凝热回收具有无污染和节约能源等优点，但需要指出的是，冷凝热回收不能完全代替冷却塔完成冷却，也不能完全代替锅炉生产热水，由于空调冷负荷、生活水热负荷等都随季节和时间在不断波动，整个系统如何实现在最佳工况下工作，这就需要设计单位精心计算并且合理选择设备选型，并应用一些自控装置来实现工况的转换，这样节能效果才更突出。

譬如，某酒店空调主机选用2台离心机组+2台带热回收螺杆机组，如果考虑到负荷的波动，在热回收工作状态下采用如下运行方案:系统满负荷运行时开启2台离心机和1台螺杆机，80%满负荷时开启1台离心机和2台螺杆机，60%满负荷时开启1台离心机和1台螺杆机，40%满负荷时开启2台螺杆机，18%满负荷时开启1台螺杆机组。当然，在不同工况下，水泵、冷却塔也有一定的对应关系，不再赘述。

1.2 冷凝热回收的另一妙用

去过酒店洗衣房的人都知道，洗衣房内空气高温高湿，洗衣工人的工作环境舒适度十分低。目前常规做法就是在洗衣房间内设置分体空调并设置送排风系统，理论上只要分体空调功率足够大就可以降温，但这部分热量只是转移到了洗衣房外，并没有被利用，热量也白白的浪费。

各个建筑内的高低压配电室的降温问题也一直困扰着很多设计人员和物业管理人员。由于配电室的特殊性，配电室内一般不允许走风机盘管的水路系统，而全空气系统需要专用机房的同时也需要专用的冷冻水路，如果设置空调分体机，室外机的安装位置往往又很难解决。目前大多数的做法也就是在房间内设置一些送排风系统，通过空气流动来降温，远远达不到降温目的，配电设备的安全存在一定隐患。

其实，如果合理的利用冷凝热回收，以上问题就很好解决。

通过图1可以看出，在蒸发器侧，空气通过风机驱动在蒸发器处流动，热空气不断通过蒸发器后温度降低，室内温度也随之降低，湿度较大的洗衣房内的湿度也会随之降低。另一方面，在冷凝器侧，通过循环水泵，水在不断的流经冷凝器后温度也随之升高，从而制出低温热水，即可以并入生活热水箱，在北方冬季可以用来采暖等。这个冷凝热回收的巧妙应用真正实现了事半功倍，一石二鸟。

2 水源热泵

水源热泵在暖通行业并不是什么新鲜玩意，其节能优势也非常明显。但制约水源热泵大面积推广使用的根本问题就是“热泵虽好，但水源难找”。污废水和室外游泳池也是一个不错的水源。

污水有着夏冷冬热的特点，利用好污水源热泵就可实现冬季供暖(或制热水)，夏季制冷的功能。使用污水源热泵一个重要的问题就是系统的过滤除污，这点解决不好的话将严重影响系统的寿命和效果。北京的奥运项目和一些住宅项目在污水源热泵使用方面已经取得了很大成功。

3 水景冷却塔

所谓“水景冷却塔”其实是作者本人提出的一个概念性东西。

在很多工程中，考虑到冷却塔的噪声、空间以及美观要求，冷却塔的安装位置一般比较难解决。

基于上述情况，我们可以假想一个系统。一般星级酒店内都有喷泉、水幕墙等人工水景，如果能将水景的水用作冷水机组冷却水，冷却水泵兼作水景水泵，通过水景水在室外的流动自然冷却，这样既节省了冷却塔，又可以省去一套水泵，在初投资、运行费用上都可以大大降低，真是一举多得。当然这个方案只是停留在概念上，由于这个冷却过程是个自然冷却的过程，冷却效果受天气影响很大，如何保证稳定的冷却效果是需要重点解决的问题。

4 热回收新风机组

对于夏季室外温度较高的城市，空调系统的新风负荷非常大，所以使用带热回收功能的新风机组和组合式空调机组就非常有必要。使用了热回收机组后，不但新风冷负荷大大降低，并且由于有了热回收排风系统，加大了空气流动，增强了空气品质。该设备比普通的新风机组体积要大，并且为双风机，应该多注意安装空间和配电控制问题。

5 自然通风

毫无疑问自然通风是最健康的通风方式。在海南三亚某酒店，大堂区为高大空间，并朝向大海，该酒店一年四季都利用海风对大堂自然通风，大堂区没有安装中央空调，只是在大堂顶上安装了多组无动力吊扇，在海风的驱动下，吊扇不断转动，增强了大堂区的空气流动，同时也起到了大堂装饰效果，降温通风效果和装饰效果都非常好。这种利用海风的通风方式，既健康环保，又节省运行费用，可以大力推广。

6 结语

虽然在现阶段，新能源还不能完全代替常规能源，一些新技术也只是对传统技术的重要补充，但随着新能源、暖通新技术的不断开发利用，暖通行业对节能减排工作的贡献也会越来越大。

[1] 方建生.关于暖通空调设计中几个问题的分析[J].山西建筑，2009，35(2):190-191.