暖通高效制冷机房与低碳设计探讨

暖通高效制冷机房与低碳设计探讨

任毅  姚祥芳

摘要：随着全球气候变化的日益严重，节能减排、低碳环保已经成为各行各业发展的重要方向。暖通行业作为建筑能耗的主要组成部分，其高效制冷机房与低碳设计的研究与实践显得尤为重要。

关键词：暖通高效；制冷机房；低碳设计

1. 制冷机房设备配置及分级

本文对照高效制冷机房不同能效比分级等级所对应的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵的不同性能参数，进行碳排放值计算、比较分析，以探讨高效制冷机房中影响系统能效比的主要因子对碳排放值的影响权重。不同能效比分级等级对应的主要设备性能参数如表1所示。

表1 不同能效比分级等级对应的主要设备性能参数

2. 暖通高效制冷机房的优势

2.1节能减排效果显著

高效制冷机房通过采用先进的制冷技术和设备，能够显著提高制冷效率，降低能耗。与传统的制冷机房相比，高效制冷机房在制冷过程中能够减少大量的能源消耗，从而实现显著的节能减排效果。这不仅有助于降低建筑物的运行成本，还能为应对全球气候变化做出贡献。

2.2系统稳定性强

高效制冷机房的设计注重系统的稳定性和可靠性。通过合理的设备配置和先进的技术应用，高效制冷机房能够确保制冷系统的稳定运行，减少故障发生的可能性。这不仅可以提高建筑物的舒适度，还能避免因系统故障而造成的经济损失。

2.3维护成本低

高效制冷机房采用高品质的设备和材料，使得系统的维护成本相对较低。同时，高效制冷机房的设计还考虑到了系统的可维护性，使得维护工作变得更加简单和高效。这有助于降低建筑物的维护成本，提高整体的经济效益。

2.4环境友好

高效制冷机房注重环保和可持续发展。通过采用低碳设计和节能技术，高效制冷机房能够减少对环境的影响，降低碳排放量。这不仅有助于保护生态环境，还能提高建筑物的社会形象，推动绿色建筑的发展。

3. 低碳设计策略与实践

3.1优化制冷系统

在低碳设计的实践中，制冷系统的优化成为了降低能耗和减少碳排放的核心环节。随着全球气候变化的日益严重，减少碳排放、实现可持续发展成为了我们共同的责任。制冷系统在众多领域中都有广泛应用，如商业建筑、工业制造、食品加工等，因此，对其进行优化升级对于实现低碳目标至关重要。

为了实现制冷系统的低碳化，高效、节能的制冷设备成为了首选。例如，高效冷水机组采用了先进的压缩技术和热交换技术，能够在保证制冷效果的同时，大幅度降低能耗。此外，变频控制技术也被广泛应用于制冷设备中，它可以根据实际需求自动调整设备的运行频率，避免了能量的浪费。这些高效、节能的制冷设备不仅提高了制冷效率，而且为减少碳排放做出了积极贡献。除了选择高效、节能的制冷设备外，合理的管道和布局设计也是降低能耗的关键。在制冷系统中，管道是冷媒传递的重要通道，如果设计不合理，不仅会造成能量损失，还会增加系统的维护成本。因此，在低碳设计中，我们应该充分考虑管道的长度、直径、保温材料等因素，以减少能量损失和浪费。

3.2智能控制与管理

智能控制与管理是实现低碳设计的重要手段。通过采用智能控制系统，可以实时监测制冷系统的运行状态，及时调整设备的工作参数，确保系统始终运行在最佳状态。同时，智能控制系统还可以实现远程控制和管理，方便运维人员对系统进行维护和管理。这不仅可以提高系统的稳定性和可靠性，还能降低运维成本，提高整体的经济效益。此外，通过收集和分析系统的运行数据，还可以为优化系统设计和运行提供有力支持，推动低碳设计的持续改进和发展。

3.3绿色建筑材料与设备

首先，选择环保、可再生的建筑材料是低碳设计中的重要一步。例如，节能门窗和保温材料的使用，可以有效地提高建筑物的保温性能和能源利用效率，从而减少建筑物的能耗和碳排放。这些环保材料的使用，不仅有助于降低建筑物的运行成本，还能够减少对环境的破坏和资源的浪费。其次，选择低碳、高效的制冷设备也是低碳设计中的重要措施。高效空调、节能风机等低碳制冷设备，能够在保证建筑物舒适度的同时，降低能源的消耗和碳排放。这些设备通过采用先进的技术和材料，提高了能源利用效率，减少了能源的浪费和环境的负担。

3.4建筑整体设计与优化

除了制冷系统和设备选择外，建筑整体的设计和优化也是实现低碳目标的关键。建筑的整体布局、朝向、窗户设计、隔热材料的使用等都会影响建筑的能耗和碳排放。通过合理的建筑设计，可以充分利用自然光和通风，减少人工照明和空调的使用，从而降低能耗和碳排放。

例如，采用被动式设计，如合理的建筑朝向、窗户大小和位置，以及使用高效隔热材料，可以在冬季充分利用阳光进行加热，而在夏季则利用建筑本身的遮阳效果减少太阳辐射，从而减少空调的使用和能耗。

3.5可再生能源的应用

在低碳设计中，可再生能源的应用是一个重要的方向。太阳能、地热能等可再生能源的应用，可以大大降低建筑物的能耗和碳排放。例如，通过安装太阳能热水器或太阳能光伏板，可以将太阳能转化为热能或电能，为建筑物提供所需的能源，从而减少对传统能源的依赖和碳排放。

此外，地热能也是一种非常有潜力的可再生能源。通过利用地下稳定的温度，地源热泵等技术可以实现高效的制冷和制热，从而大大降低建筑物的能耗和碳排放。

3.6生命周期评估

生命周期评估（LCA）是一种系统的方法，用于量化产品在生命周期内的环境影响。在建筑领域，LCA可以帮助我们了解建筑物从原材料获取、生产、运输、使用、维护、拆除到废弃物处理等各个阶段的能耗和碳排放。通过评估这些环节，我们可以找出潜在的改进点，为优化设计提供重要依据。

在原材料获取阶段，我们需要关注建筑材料的来源和开采方式。例如，某些建筑材料可能来源于高能耗、高碳排放的工业过程，而另一些则可能来自可再生或循环利用的资源。因此，在选择建筑材料时，我们需要充分考虑其环境影响，优先选择低碳、环保的材料。在生产阶段，我们需要关注建筑材料的生产工艺和能源消耗。例如，某些建筑材料可能需要大量的能源来生产，而另一些则可能采用节能技术。通过评估不同材料的生产能耗，我们可以为建筑设计选择更节能的材料。

在运输阶段，我们需要关注建筑材料的运输距离和运输方式。长距离运输和高排放的运输方式将增加建筑物的碳足迹。因此，在建筑设计阶段，我们需要合理规划材料的运输路线和方式，以降低运输阶段的能耗和碳排放。

结语：

低碳设计是一个涉及多个方面的综合性过程，其中制冷系统的优化只是其中一个环节。为了实现真正的低碳建筑，我们需要从建筑设计、材料选择、设备选用、能源利用等多个方面进行全面考虑。通过采用高效、节能的制冷系统、智能控制与管理、绿色建筑材料与设备、建筑整体设计与优化、可再生能源的应用以及生命周期评估等方法，可以有效降低建筑物的能耗和碳排放，为实现可持续发展目标作出积极贡献。

参考文献：

[1]史源源.暖通空调制冷系统中的节能环保技术分析[J].应用能源技术，2020（4）：34-38.

[2]陈守恭.碳中和之路与被动式低能耗建筑[J].建设科技，2021（18）：14-18.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部，国家市场监督管理总局.建筑碳排放计算标准：GB/T51366—2019[S].北京：中国建筑工业出版社，2019.