有關暖通空調系統的節能設計思考與實踐

【摘 要】本文以杭州城西某工程實例為出發點，針對暖通空調系統節能設計，從暖通空調系統冷熱水系統、冷卻水系統以及冷熱源的選取這三個方面入手，針對暖通空調系統節能設計過程當中應當重點關注的幾個方面問題展開了較為詳細的分析與闡述，旨在于為今后相關研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。

【關鍵詞】暖通空調；系統；節能；設計；要點；分析

暖通空調主要涉及到采暖、通風以及空氣調節三個方面。在暖通空調系統的實踐應用過程當中，其能夠實現對環境空氣溫度指標以及濕度指標的合理控制，能夠顯著提升整個室內環境的舒適性，是現階段大型工業或是辦公建筑應用最為頻繁的空調系統之一。然而受到設計階段相關因素的制約與影響，暖通空調系統正常運行狀態下的能耗問題表現顯著，需要對其進行合理控制與優化，在不影響暖通空調系統使用性能的前提下，確保其節能降耗的有效性。本文重點研究暖通空調系統節能設計中的相關問題，旨在于引起各方工作人員的特別關注與重視。

一、暖通空調冷熱水系統節能設計要點分析

如果將有關暖通空調系統的節能設計視作一個整體的話，有關暖通空調冷熱水系統的節能設計可以說是基礎，同樣也是最為關鍵的組成部分之一。在針對暖通空調冷熱水系統進行設計作業的過程當中，要想實現對整個運行系統的能耗降低目標，需要重點關注如下幾個方面的問題。

（一）在暖通空調冷熱水系統的設計過程當中，作業模式中的最優選取方式為閉環式運行方式。實踐研究結果表明：閉環式的運行方式一方面可以實現對暖通空調冷熱水系統靜水力輸送能耗的合理降低，另一方面則可以使管道及設備可能出現的腐蝕問題得到顯著控制。借助于此種方式能夠使整個暖通空調是使用壽命得到顯著提升。

（二）在暖通空調冷熱水系統的設計過程當中，需要注意一點：對于建筑物而言，在部分區域當中要求冷水供應的全年性，而在部分區域當中則需要冷熱水能夠實現供應的交替性。從這一角度上來說，暖通空調系統節能設計過程當中需要采取兩管分區制水系統。而如果整個暖通空調系統的運行對于冷熱水供應的交替動作極為頻繁，則需要盡可能的采取四管制水系統模式。

（三）在有關暖通空調冷熱水系統的節能改造過程當中，需要針對冷凍水回水狀態下的溫度差單位進行合理加大，借助于此種方式合理控制循環水泵裝置在正常運行狀態下的流量消耗。從暖通空調系統的實踐應用角度上來說，這也能夠在一定程度上冷卻水泵系統輸送過程中所對應的能量消耗問題。

（四）對于暖通空調冷熱水系統實踐運行過程當中所表現出靜壓力指標低于1MPa單位的情況下，冷熱水系統節能設計過程當中對于分區方式的應當避免使用豎向分區作業方式。在此過程當中，應當盡量選取一泵至頂的作業方式。從實踐應用的角度上來說，其一方面可以實現對暖通空調冷熱水系統設備運行維護難度的合理降低，同時控制因分區而增加的土建工程建設成本項目得到有效控制，另一方面也可以實現對設備電能消耗問題的合理控制，從而達到節能目的。

二、暖通空調系統轉輪式全熱回收裝置概述

在轉輪式全熱回收裝置中，通過排風和新風的交替作用，發動轉輪而實現轉輪式換熱器的熱量交換。在轉輪之間裝有清洗扇，可以對轉輪起到自凈作用并合理控制轉速，可更好地適應各種環境下的室外空氣參數，其有效率可達到70%-80%。

圖1 轉輪式全熱回收裝置工作原理

如圖（1）所示，在轉輪的一側中吸入排風，同時將部分冷/熱量傳遞到轉輪中；同時從轉輪的另一側吸入新風，此時轉輪以15-20r/min的轉速進行旋轉，將轉輪中蓄積的冷/熱量傳遞給新風。該轉輪的本體主要由鋁箔制作而成，在表面均勻地噴涂一層二氧化硅吸濕劑。通過這一作用過程，實現了對潛熱的回收，增強系統內熱回收的效率。

三、暖通空調冷卻水系統節能設計要點分析

如果暖通空調系統所應用區域不具備能夠長時間且持續性使用的自然水源，則在冷卻水系統的節能設計過程當中需要盡量避免使用直流式的冷卻水系統。在當前技術條件支持下，對于此種情況應當盡量采取冷卻塔循環使用的作業方式。從暖通空調系統的實踐應用過程當中，此種作業方式能夠顯著降低循環水泵裝置在正常運行狀態下的能耗問題。與此同時，還可以在冬季低溫狀態下將冷卻塔作為整個暖通空調系統的冷源設備。需要特別注意的一點在于：在針對冷卻塔進行設置的過程當中，首先需要確保的是整個設置允許環境的安全性與清潔性，其次應當保障的是通風條件的良好性。與此同時，冷卻塔裝置的設置需要盡量與整個暖通空調系統正常運行狀態下的高溫區域進行有效的隔離，確保其冷卻效率的可靠性。更為關鍵的一點在于：在針對多臺冷卻塔裝置進行并聯性使用的過程當中，需要在并聯冷卻塔裝置之間增設相應的連通管部件或是橫槽裝置，此種設計方式能夠最大限度的避免冷卻塔裝置在正常運行狀態下所出現的補水與溢水不平衡性問題。最后，從實踐應用的角度上來說，風機裝置的啟動/停止可以借助于對出水溫度的限制實現有效控制。一般情況下，可以應用變頻調速的方式確保風機運行狀態控制的有效性，同時達到節約電能消耗的關鍵目的。

四、暖通空調系統冷熱源節能設計要點分析

在暖通空調系統的正常應用過程當中，需要針對冷熱源的選取問題進行必要的節能控制。在當前技術條件下，基于暖通空調系統的節能降耗要求，應當盡量將以集中化方式所設置的冷熱水機或是供熱設備作為整個暖通空調系統的冷熱源。與此同時，在有關機組運行設備的選取過程當中，不僅應當考慮到機組運行設備自身的性能指標。同時還應當將暖通空調系統所對應建筑物的整體規模、功能特性以及建筑物所處區域實際情況作為重要的衡量指標。通過實踐研究分析表明，在暖通空調系統冷熱源的選取過程當中，需要特別重視以下幾個方面的問題：首先，如果暖通空調系統所對應建筑物周邊具備工廠余熱或是區域性供熱的基本條件，則可以將這部分余熱、供熱作為暖通空調系統運行的必要熱源；其次，如果暖通空調系統所對應建筑物周邊區域分布有熱力發電場，則可以將熱力發電場在正常生產運行過程中所產生的余熱供熱以及供冷技術相融合，為暖通空調系統的運行提供必要的冷熱源支持；再次，如果暖通空調系統所對應建筑物所處區域范圍內的天然氣能源供應長期處于充足狀態，則可以借助于分布式熱電冷聯供的方式，達到提高能源利用效率的關鍵目的；最后，如果暖通空調系統所對應建筑物所處區域范圍內具備可供利用的水資源或是地熱資源，則可以借助于水源熱泵的方式為暖通空調系統運行提供充足的冷熱源。

五、結論與思考

在能源危機問題成為全球性環境問題的背景作用之下，有關暖通空調系統節能問題的研究備受社會各方的關注與重視。從設計階段確保暖通空調系統的節能型，對于降低暖通空調系統在正常使用過程中的能耗問題而言有著重要意義。但是在應用暖通空調系統轉輪式全熱回收裝置過程中，應注意如下問題：

（1）在采用換熱器實行回收之前，應結合項目的實際情況，判斷所處的地理位