淺談暖通空調系統節能設計分析

董晨迪 付豪

摘要：暖通空調系統節能在現代建筑節能體系中占有十分重要的地位。節能設計與節能技術的研究與運用是實現暖通空調系統節能的主要途徑之一,文章從節能設計措施、改進系統的控制方式、應用變頻技術、推廣使用新技術、推廣使用可再生能源等五個方面探討了暖通空調系統的節能措施。

關鍵詞：暖通空調節能設計

建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升，已與工業耗能、交通耗能并列，成為我國能源消耗的三大“耗能大戶”。 建筑能耗指建筑物使用的能耗,包括采暖、空調、熱水供應、炊事、照明、家用電器等方面所消耗的能源。用于暖通空調的能耗占建筑能耗的30%～50%，且逐年呈上升趨勢。隨著科學技術的不斷進步，暖通空調領域不斷涌現出新技術，我們可以通過多種途徑實現暖通空調系統的節能。

1、采用節能設計實現節能

1.1 選擇合適的設計參數

通過實時監控室內實際的溫、濕度，經過科學計算后，空調系統的設計參數選擇一個合適的取值范圍,保證夏季不得過高，冬季不得過低。在滿足室內溫、濕度情況下，選擇新風量空調系統節能設計盡可能的節約能耗。室內設計溫、濕度標準以保證生產工藝、人身舒適度為前提,選擇合適的設計參數。

1.2 冷卻水系統的節能設計

冷卻水系統采用冷卻塔循環合使用,降低循環水泵的揚程與能耗,冷卻塔在冬天還可以作為冷源設備。在保證清潔的運行環境、良好的通風條件下，冷卻塔設置時要與高溫區域隔離開來,提高冷卻塔的冷卻效率。如果多臺冷卻塔并聯使用,需要設置共用連通管來連通各冷卻塔,防止冷卻塔補水與溢水的不均衡而造成浪費。連通管的管徑設計要大于總回水管的管徑,并且要與冷卻塔出水管的管頂平接連接。冷卻水的低溫保護冷水機組，采用變頻調速控制的模式控制風機的啟停，進一步節約空調能耗。

2、改進系統的控制方式實現節能

人體對環境的冷熱感覺是空氣溫度、濕度、風速、環境平均輻射溫度等因素綜合作用的結果。而傳統的空調系統控制方式只是測控室內空氣的溫度和濕度,有的甚至只測控空氣的溫度，空調系統不能夠直接作用于人體,對于環境變化的調控不夠及時迅速,人體難以感覺到舒適,這種空調系統的調控方式不夠節能。改進系統的控制方式，及時調整室內的各種環境參數,從而降低空調系統的能耗。運用舒適性評價指標（體感指標）作為空調系統的一種調控參數,采用熱舒適性指標對空調系統進行調控，這樣不僅能夠解決傳統控制方法中存在的不足,而且還能實現大幅節能。

3、應用變頻技術實現節能效果

空調的運行方式是空調節能的重要組成部分。近年來,變頻空調由其節能與能提供舒適環境的鮮明特點而實現了快速發展。暖通空調中變頻技術的應用是空調發展的一個突出趨勢,讓空調盡量能達到節能環保的要求。在如今的中央空調系統當中,我們應當充分利用變頻技術,其主要實現形式有兩種,即運用變速泵、變速風機以替換調節閥,從而減少系統內部的消耗,提升整機的效率。或者是運用變流量技術,依據空調的負荷來改變水流量或者風流量,從而實現節能之效果。

4、推廣使用新技術空調實現節能

4.1 發展燃氣空調

根據制冷制熱原理和使用目的的不同，燃氣空調大致有燃氣發動機驅動空調、直燃型吸收式空調機組、冷熱電三聯供系統。發展燃氣空調，既可以緩解由于大量使用電空調器引起的高溫季節的電力緊張，又增加了夏季的用氣量，可以調節用電用氣的季節不平衡，而且燃氣空調還具有很好的環保性能。

4.2 發展蓄冷空調

水蓄冷系統以空調用的冷水機組作為制冷設備，以保溫槽作為蓄冷設備，利用水的顯熱來儲存冷量的。常用水和鹽水作為蓄冷介質，水蓄冷系統組成是在常規供冷系統中加入一個或多個蓄水罐。水蓄冷是利用水的溫差進行蓄冷，可直接與常規空調系統匹配。空調主機在用電低谷時間將4～7℃的冷水蓄存起來，在用電高峰期將蓄存的冷水抽出使用，提供給空調運行。為實現冷量的儲存，滿足冷負荷的需要，設計合理的水蓄冷罐應能通過維持一個盡可能大的蓄水溫差并防止冷水與熱水的混合來獲得最大的蓄冷效率。

4.3 利用熱回收技術

熱回收技術就是利用熱回收裝置回收建筑物內外的余熱/冷或廢熱/冷，并把回收的能量作為供熱/冷或其它加熱設備的熱源。利用熱回收裝置把排風所帶走的能量回收部分能量用來處理新風，降低制冷或制熱機組負擔的新風負荷，提高空調系統的效率，降低空調系統能耗。高層建筑使用的空調中，夏季新風負荷占空調總負荷很大比重，如醫院、商場等人員密集公共場所對如新風的需求量則更大，新風負荷的比重都超過30%，利用回收的熱量對新風進行預冷/預熱能夠降低空調能耗給力的有效措施。

5、推廣使用可再生能源實現節能

傳統的空調系統中使用的高品位、不可再生能源，導致能源短缺矛盾日益突出，需要開發使用可再生能源以緩解當前的能源緊張局面。利用熱泵技術將熱能（如空氣、土壤、水的熱能以及太陽能、工業廢熱等）轉換為可以利用的高位熱能，能夠節約部分高位能（煤、石油、天然氣、電能等），降低空調系統能耗。地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量，包括土壤、地下水等作為冷熱源，還可以利用城市工業廢水或民用污水做冷熱源，是既能供暖又可制冷的新型中央空調系統。

6、結語

建筑節能對緩解我國能源短缺矛盾具有十分重要的意義,而暖通空調系統節能是建筑節能的重要組成部分。所以,暖通空調系統節能不僅關系到人民群眾的冷暖,而且影響到國家能源安全策略。因此,我們需要積極采取各種措施提高暖通空調系統的節能技術,減少建筑能耗。

參考文獻

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