基于節能理念下的暖通空調系統設計

【摘 要】 近年來能源供應日益緊張，然而建筑耗能卻在不斷上升，因此合理控制建筑能耗迫在眉睫。暖通空調系統節能設計能有效降低建筑能耗，是建筑節能的有效途徑之一。本文結合基于節能理念下的暖通空調系統設計的意義，堅持的4R設計原則，重點從暖通空調系統的節能設計策略進行闡述，提出個人觀點，僅供同行參考。

【關鍵詞】 節能理念；暖通空調系統；設計

1 基于節能理念下的暖通空調系統設計的意義

隨著經濟的迅速發展與城市化進程的加快，環境與能源問題也越來越受到人們的重視。目前，我國建筑業飛速發展，空調技術在國防、科研、工廠、醫院、賓館、旅館、商店、辦公樓、影劇院、住宅等建筑中廣泛應用。在人們生活水平提高的同時建筑物的總耗能也在不斷增加，據統計建筑能耗占社會總能耗的27%以上并呈不斷上升趨勢。建筑能耗一般包括在照明、空調、通風、采暖、熱水供應與電器等方面的能耗，其中暖通空調能耗已成為建筑能耗的重要構成部分，占建筑能耗的30%～50%，所占的比重逐年上升。

現代建筑匯總常用暖通空調系統維持建筑物內部環境的溫度與濕度。暖通空調系統能耗包括輸送設備能耗、新風負荷產生的能耗以及冷熱負荷產生的能耗。這種不斷上升的能源消耗進一步激化了能源供求的矛盾，能源的大量開發利用不但導致了地球資源逐漸匱乏，而且造成了嚴重的環境問題。煙塵、硫化物、氮氧化物和二氧化碳等的排放量不斷增加，極大地破壞了生態環境，嚴重阻礙了可持續發展。據相關研究表明，雖然暖通空調系統的能耗非常大，但采取科學的節能技術是能有效降低暖通空調系統的能耗。節能對于我國現代化建設來說，具有更重大的意義。

2 基于節能理念下暖通空調系統設計的4R原則

Replace，廣回收。廣回收應包括暖通空調系統中的零部件和材料的回收，與回用的區別是其指對零部件及材料進行分門別類的回收，并非籠統的回收，比如對系統管道、設備報廢后其在拆散或維修的過程中對拆卸下來的零部件及材料進行系統的回收。

Recycle，循環。該原則是指在對暖通空調系統中設計的材料設備等進行回收、回用等后將廢料送到專門的工廠進行再生，從而實現原料——產品——廢料——原料為閉環的良性循環，而對于諸如巖棉、玻璃鋼等不能回收或回收后利用成本過高的產品在設計過程中則應最大限度的限制其使用量。

Reuse，回用。暖通空調系統的回用涉及到系統整體和部分的回用，高層建筑工程的暖通空調系統中各部分具有相對獨立性，其大部分是可以拆卸的，在其經過一段時間運行甚至報廢后，其中的諸如管材、運行設備中的部分非運轉件等部分設備及材料經過維修、保養以及清洗等過程仍可回收再利用。

Reduce節省。即節省能源和節約材料。其包括在整個空調系統內涉及的制冷機、水泵、風機以及控制系統等方面的初投資過程中對原材料以及能源涉及材料的運行費用的節省，其應涉及整個空調通風系統的所有環節，而不是其中單一的某個環節，對于高層建筑工程而言還應充分考慮建筑物圍護結構、室內照明等與暖通空調系統之間的相互關系。

3 基于節能理念下暖通空調系統設計的策略

利用新的節能技術。暖通空調系統的不同熱濕參數設置的能耗是不同的。傳統的空調是將室內的空氣進行加熱，借助空氣實現環境和人體的熱濕交換，因而需要的空氣溫度也相對較高，而且此時空調設備中的維護機構熱損失與加熱新風熱損失都非常大。根據熱濕環境協調配置的研究承購，采用新的節能技術以改變傳統的空調運行方式，增強熱輻射，所需的空氣溫度會限度地下降，可以起到明顯的節能效果。此外，采用變頻調速技術也是暖通空調進行節能控制的有效途徑之一。

運行科學管理控制。科學的運行管理能夠有效地節約暖通空調系統的能耗。加強暖通空調的運行管理控制能夠在一定程度上彌補設備缺陷所造成的能耗，通過對空調設備運行的有效控制可使能源更加精確、消耗使用更加合理。理想的暖通空調系統節能運行管理控制是通過樓宇自控系統進行的。樓宇自控系統能夠對建筑物內的各種設備進行監視、測量、管理與控制，能夠保證設備的安全可靠運行，從而達到節省人力、節約能源的目的。暖通空調節能系統可以借助樓宇自控系統進行節能控制，但目前大部分建筑的智能化程度還有待提高，空調自控系統有待完善。

改善建筑保溫性能。通過改善建筑圍護結構能夠有效地提高保溫性能，從而減少冷熱的損失。首先，建筑物應當選擇合理的朝向。其次，建筑物在相同體積的情況下，如果體形系數越大、外表面積越大，那么圍護結構的傳熱也就越多、空調的符合也就越大。因此應當盡量控制建筑物的外表面積。再者，建筑物的地板、屋蓋、樓板、墻與外窗傳入室內的熱量較多，因此要多采用必要的遮陽措施，如選用遮陽板、雙層玻璃和特種玻璃等。最后，圍護結構的保溫性能影響維護結構綜合傳熱系數，也決定了暖通空調系統負荷的大小。因此應當提高建筑物的保溫性能從而減少暖通空調系統能耗，例如，采用氣密性較好的門窗、合理控制窗戶與墻的比例、采用新型的復合墻體圍護結構等。

降低輸送系統能耗。暖通空調的輸送系統會產生較多的動力能耗，其主要是暖通空調運行中水泵與風機消耗的電能。使用合理的方法降低動力能耗能有效增強整個暖通空調系統節能效果。在實踐中往往采用以下方法降低暖通空調系統的動力能耗：首先，采用溫差較大的水系統。加大暖通空調冷卻塔水系統和空調冷凍水系統的工作溫差能夠減少水量、降低設備輸送能耗。其次，采用低流速。管路系統中的流速的平方和風機、水泵的功耗成正比，因此采用較低的流速可有效節約能耗，并且有利于提高水利設備的穩定性。最后，采用輸送效率較高的載能介質。通常使用水輸送熱或冷量所耗費的能力比使用空氣耗費的能量要小得多，而且輸送同樣熱或冷量所使用的水管的管徑要小于風管管徑，減少占地面積。

4 結語

暖通空調系統的節能不僅關系到千家萬戶的冷暖，關系到人們的健康和安全，關系到工作效率和產品質量，還關系到國家能源安全、資源消耗和環境污染，是關系國計民生和國家可持續發展的重要行業。作為建筑節能的主要構成部分，我們有必要充分重視暖通空調系統節能中目前存在的問題，并加以改善。

參考文獻

[1] 趙艷軍：《暖通空調節能設計探究》[J]城市建筑，2012（09）

[2] 伍小亭：《暖通空調系統節能設計思考》[J]暖通空調，2012（07）