淺談暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中的節(jié)能技術(shù)

王秀玲

（秦皇島市海港區(qū)城市建設(shè)綜合開發(fā)辦公室, 河北 秦皇島 066000）

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗構(gòu)成及主要特點

隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，能源和環(huán)境問題日益尖銳—能源逐年遞減、環(huán)境破壞嚴重。城市化建設(shè)水平的不斷提高使得人們對生活物質(zhì)水平的要求也不斷的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大，在世界上各個國家生產(chǎn)過程中，都以節(jié)能為主要目標。在發(fā)展階段各不相同的國家中，都是以環(huán)境的保護和生態(tài)的保護做為單一的目標，逐步提到新的議程上來。在生產(chǎn)過程中為了維持建筑物內(nèi)部空氣環(huán)境適宜的溫濕度，現(xiàn)代建筑中通常采用設(shè)置暖通空調(diào)系統(tǒng)來保證這一需求，而所消耗的能量即為暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗。在暖通空調(diào)的運行過程中能量的消耗包括建筑物冷熱負荷引起的消耗、新風(fēng)負荷引起的消耗以及各種輸送設(shè)備中所產(chǎn)生的消耗。影響暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的主要因素有室外氣候條件、室內(nèi)設(shè)計標準、圍護結(jié)構(gòu)特征、室內(nèi)人員及設(shè)備照明的狀況以及新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置等。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計原則

2.1 控制室內(nèi)空氣品質(zhì)

節(jié)能設(shè)計中總的發(fā)展趨勢是通風(fēng)量應(yīng)增大，通過室內(nèi)進排風(fēng)合理的氣流組織，消除空氣中的浮游塵埃、細菌、異味等有害人體的物質(zhì)，必然要解決的就是空氣的質(zhì)量問題。在這個過程中，改善居住環(huán)境，從而達到改善空氣的品質(zhì)，節(jié)約能源的目的。

2.2 節(jié)能設(shè)計指導(dǎo)

影響熱舒適指標、風(fēng)速、溫度、平均輻射溫度、濕度、勞動強度。同時恰當(dāng)?shù)乩茫ㄟ^尋找這六者之間的合適比例，房屋圍護結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)性，使得房間內(nèi)產(chǎn)生舒適的微氣候管路，抵抗室外氣候的變化，系統(tǒng)設(shè)計要簡單，這樣管材消耗量少，巧妙組合，達到舒適和節(jié)能的協(xié)調(diào)。而且便于施工，可以達到節(jié)省初投資的目的。

2.3 整體和局部

在一定的條件下，不強求全面統(tǒng)一，實行集體供暖，但是也需要注意滿足個人需求，這樣對節(jié)能和控制的靈活性均有好處。暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)保證各個房間的室內(nèi)溫度能獨立調(diào)控，無疑會很大的降低能耗，便于實現(xiàn)分戶或分室熱量分攤的功能。

3 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 熱源系統(tǒng)的優(yōu)化選擇

在暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)工程建筑的實際情況，合理選擇熱源系統(tǒng)。一般情況下，我國市場常見的熱源種類主要為：熱泵、熱電站、區(qū)域鍋爐房、小型鍋爐、直燃型溴化鋰吸收式熱水機組等。以能源的利用效率來看，一般熱電站的運行效率最高，熱泵技術(shù)位居其次。熱泵主要應(yīng)用自然中蘊含的大量可再生、低品位能源作為熱源，如地表水、太陽能、大氣、地?zé)岬?，通過壓縮機的運行，在熱源中吸取熱能，提高溫度之后傳輸?shù)礁邷責(zé)嵩粗?。根?jù)熱泵的能源不同，可以分為兩大部分空氣源(風(fēng)冷)熱泵。主要為商用單元式熱泵空調(diào)機組、家用熱泵空調(diào)器、熱泵冷熱水機組等多種類型地源熱泵，以土壤型為代表，可以實現(xiàn)至少30%以上的節(jié)能目標：直燃型溴化鋰吸收式機組，其供熱效率與燃氣鍋爐基本類似，但是對于鍋爐房來說，大型區(qū)域鍋爐房的蓄冷系統(tǒng)應(yīng)用效果比小型鍋爐更佳。

3.2 推廣使用變頻技術(shù)

在現(xiàn)代化暖通空調(diào)系統(tǒng)中，變頻技術(shù)的應(yīng)用具有較強的必然性。通過變頻技術(shù)，既可彌補空調(diào)系統(tǒng)的工藝問題，也可減少能源消耗，降低運行成本。一般情況下，空調(diào)系統(tǒng)僅按照事先設(shè)計的額定功率運行，在負荷較低的情況下，如果設(shè)備仍以額定功率實行全負荷運行，那么必然產(chǎn)生能源浪費。通過在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)，就可實現(xiàn)空調(diào)設(shè)備的輸出功率隨著負荷的變化情況而有所調(diào)節(jié)，發(fā)揮節(jié)能減排效果。結(jié)合空調(diào)的實際負荷狀況，適當(dāng)改變風(fēng)流量或者水流量，實現(xiàn)節(jié)能目標。一方面，變風(fēng)量系統(tǒng)，利用空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置實現(xiàn)室內(nèi)負荷的補償機制，優(yōu)化調(diào)整送風(fēng)量，以保持合適的室內(nèi)溫度；與定風(fēng)量系統(tǒng)相比較，變風(fēng)量系統(tǒng)可節(jié)能約5O%；另一方面，變水量系統(tǒng)，主要通過控制數(shù)量來調(diào)節(jié)溫度，比定流量系統(tǒng)更加省電。隨著我國工業(yè)變頻器的推廣與使用，通過優(yōu)化調(diào)節(jié)風(fēng)量、水量及主機等，可實現(xiàn)與空調(diào)負荷的匹配運行，發(fā)揮良好的節(jié)能效益。

3.3 降低熱媒介的能耗

在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，節(jié)能工程設(shè)計應(yīng)該注重各個環(huán)節(jié)的能源消耗。以具體設(shè)計及實際運行狀況為出發(fā)點，形成整體性的空調(diào)節(jié)能體系。其中熱媒介質(zhì)傳輸系統(tǒng)作為暖通空調(diào)的重要組成部分，其熱能輸送方式、材料選擇等，均對節(jié)能問題產(chǎn)生影響。在熱媒介質(zhì)傳輸系統(tǒng)中，選擇保溫材料，如直埋管等，可實現(xiàn)熱水的預(yù)制保溫；進而降低熱能傳輸過程中可能出現(xiàn)的損失。另外，還可應(yīng)用計算機系統(tǒng)全面測試空調(diào)系統(tǒng)的供暖狀況，應(yīng)用智能管網(wǎng)、平衡閥等，優(yōu)化配置管網(wǎng)流量，加強管理對策，以此提高運行效率，實現(xiàn)節(jié)能目標。有關(guān)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計，還可應(yīng)用動力傳輸系統(tǒng)，進而優(yōu)化動力系統(tǒng)的設(shè)計與施工，提高空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效率。動力系統(tǒng)應(yīng)選擇負荷性質(zhì)良好、運行效率高、溫差大、流變速度的供應(yīng)管道，運用合理、有效的動力設(shè)備，提高傳輸效率，構(gòu)建良好的空調(diào)運行系統(tǒng)。

3.4 合理確定空調(diào)方式

隨著人們生活水平的提高，新型節(jié)能、舒適、健康的空調(diào)運行方式逐漸被推崇。對于暖通空調(diào)系統(tǒng)來說，其應(yīng)用的舒適程度主要取決于風(fēng)速、濕度、空氣濕度、環(huán)境平均輻射溫度以及人們對環(huán)境的感覺等綜合因素。因此，選擇各種不同的組合型環(huán)境參數(shù)，產(chǎn)生的熱舒適效果有所區(qū)別：例如，熱濕環(huán)境的不同，空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗也有所區(qū)別。在冬季時期，如果選擇傳統(tǒng)的空調(diào)方式提高室內(nèi)溫度，熱濕交換通過空氣在人體和環(huán)境中進行，所需要的空氣濕度較高，這種情況下，加熱新風(fēng)的熱損失及維護結(jié)構(gòu)的熱損失相對較大；如果能應(yīng)用全新熱濕環(huán)境應(yīng)用成果，優(yōu)化選擇空調(diào)運行方式，提高輻射熱度，就可顯著降低空氣濕度，一般以12℃～24℃為宜，而傳統(tǒng)的空調(diào)運行方式則需要在18℃～20℃，顯然新型空調(diào)運行方式的節(jié)能效果更加客觀。同理，在夏季使用空調(diào)系統(tǒng)時，新型空調(diào)運行方式更加適用。通過應(yīng)用這種健康、舒適、節(jié)能的新型空調(diào)運行方式，既可滿足高水平的生活需求，同時也實現(xiàn)節(jié)能減排目標，與低碳經(jīng)濟發(fā)展相一致。

3.5 冷熱能回收的優(yōu)化

當(dāng)前，有關(guān)暖通空調(diào)系統(tǒng)的冷熱能回收問題正在進一步研究，以推動空調(diào)系統(tǒng)的冷熱能回收效率，在保障能源利用效率的前提下，實現(xiàn)節(jié)能目標。通過對排風(fēng)余熱的回收，可更好地應(yīng)用排風(fēng)能量，對新風(fēng)進行預(yù)冷或者預(yù)熱，減少負荷量，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能；排風(fēng)余熱的回收可以分為全熱回收及顯熱回收兩大部分，回收設(shè)備一般為板翹式全熱交換器、轉(zhuǎn)輪式全熱交換器、板式顯熱交換器。

結(jié)語

隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，節(jié)能的重點已經(jīng)逐步從工業(yè)轉(zhuǎn)移到建筑上。暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計在整個建筑節(jié)能方面占有十分重要的位置，一定要引起空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計人員高度的重視。設(shè)計人員需要從設(shè)計多角度、多方位進行全面的考慮，嚴格遵守國家出臺的相關(guān)節(jié)能規(guī)范，將節(jié)能的整個思想貫穿于建筑領(lǐng)域的方方面面。同時還要提高整個社會公眾的節(jié)能意識，大力開發(fā)推廣新型的節(jié)能技術(shù)，從而更好、更快地實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展道路。

[1]李天鵬.采暖工程中的室溫調(diào)節(jié)與節(jié)能[J].黑龍江水專學(xué)報，2005，33(1)：54-55.

[2]江億.我國建筑耗能狀況及有效的節(jié)能途徑[J].暖通空調(diào)，2005，35(5)：30-40.