試分析暖通空調技術的發展

摘要：隨著現代人們的生活理念和方式的多樣化細節化，對于建筑物內的環境要求也日益增加，舒適和高品質的居住環境成為人們追求的趨勢，伴隨著建筑能耗的總量呈逐年上升趨勢，而暖通空調系統在建筑能耗中占有重要比重。本文通過分析暖通空調系統能耗的構成及主要特點，針對當前在節能方面面臨的問題，對暖通空調控制系統設計進行了探討，并提出解決途徑與方法。

關鍵詞：暖通空調；環保節能；解決方案

隨著生活水平的提高，空調系統的應用越來越普及，中央空調系統的能最消耗一般占整個建筑耗能的50%以上。但目前實際情況是，空調系統是按滿足用戶最大需求而設計，所有的空調系統長時間處在低負荷下運行。由于能源十分緊張，同時暖通空調的能耗在國民經濟總能耗中所占比重越來越大，所以開發中央空調系統的優化控制技術，使中央空調系統在不同負荷下、不同工況條件下，都能以最佳效率運行，并且達到最好的控制效果，是非常迫切的并且具有非常廣闊的應用前景。

一、暖通空調系統的論述

（一）暖通空調工作原理

暖通空調工作原理就是制冷劑在制冷機組的蒸發器中與冷凍水進行熱量的交換而汽化，從而使冷凍水的溫度降低，然后，被汽化的制冷劑在壓縮機作用下，變成高溫高壓氣體，流經制冷機組的冷凝器時被來自冷卻塔的冷卻水冷卻，又從氣體變成了低溫低壓的液體，同時被降溫的冷凍水經冷凍水水泵送到空氣處理單元的熱交換器中，與混風進行冷熱交換形成冷風源，通過送風管道送入被調房間[1]。如此循環，在夏季，房間的熱量就被冷卻水所帶走，在流經冷卻塔時釋放到空氣中。本文主要研究控制暖通空調系統的空氣處理部分，主要涉及供水系統和空氣處理單元。

（二）暖通空調供水系統

常用的冷凍水（水為載冷劑）系統的冷凍水管道均為循環式系統，根據用戶的需求情況的不同，按水壓特性劃分，可分為閉式系統和開式系統兩種：按冷、熱水管道的設置方式劃分，可分為雙管制系統、三管制系統、四管制系統：按各末端設備的水流程劃分，可分為同程式和異程式系統：按水量劃分，可分為定水量和變水量系統。變流量系統中的原則足的供、回水溫度保持不變，建筑物負荷變化時，通過改變供、回水的流量來適應，該水系統輸送的水流量要與建筑物需求相適宜。

隨著現代控制技術和電子技術的發展，自動控制設備的造價不斷的下降，變流量系統可以使系統全年以定溫差、變流量的方式運行，盡量節約冷凍水泵的能耗，使得其得以越來越廣泛的應用。目前，通常所說的變流量系統是指在水路系統的空調末端使用二通閥的系統，是與水路系統的空調末端使用三通閥的定流量系統相對而言的，所謂變流量與定流量均是指送冷凍水的水路系統的流量，而不是通過末端的流量，通過末端的流量變流量與定流量均是變化的。變流量系統的目的是要冷源輸出的流量所載的冷量與經常變化的末端所需的冷量相匹配，從而節約冷量的輸送動力和冷源的運行費用。由于目前大多數冷水機組的水流量要求恒定，所以變流量系統實際上是供冷（水）量與需冷（水）量相對匹配的。即供冷（水）量只能隨冷水機組的運行臺數的不同產生變化。由于空調系統大部分時間都處于設計負荷的60%[3]以下運行，且負荷隨著時問在不斷地變化，為了使冷水所載的冷量與經常變化的負荷相匹配，從而節約冷量輸送動力和冷源的運行費用，采用變冷水流量控制便成了理所當然的做法。

二、暖通空調的作用及其產生的效果

（一）暖通空調的作用

安裝暖通空調是為室內提供舒適的工作和生活環境。其作用主要包括控制空氣溫度、濕度、氣流速度和潔凈度[4]等。在正常的舒適性空調中，以能夠使人體保持熱平衡而滿足舒適感為目標，在恒溫恒濕或有清潔要求的工藝性空調室內，主要以滿足生產工藝為標準。

（二）暖通空調對人體的影響

由于建筑物的密閉性逐漸增加，裝修檔次也越來越高，從而導致室內污染物的滯留量增加及延長停留時間。如煙霧、病菌及從家具、墻面、地毯和油性漆中散發出的多種致病化學物質，加上通風換氣量的明顯不足，空氣在室內循環造成室內空氣品質嚴重不合格[5]。 如何才能有效地解決空調房間存在的空氣品質問題，已引起人們的廣泛關注。通過通風換氣向室內提供大量新鮮空氣，是改善空氣質量的有效措施。但同時意味著增加新風負荷。利用增加新風量和排風進行熱交換可以解決這一問題，從而減少空調的運行耗能。

三、影響暖通空調的不利因素

在房屋建筑熱工設計時，為了能達到房間內有舒適的微氣候，需要恰當地利用房屋圍護結構的熱工特性以抵御室外氣候的變化。除此之外，還有規劃設計、太陽輻射、空氣溫濕度等幾個方面。

（一）圍護結構的作用

圍護結構包括外圍護結構和內圍護結構。外圍護結構包括屋面、外墻和窗戶等；內圍護結構系指室內地面、天棚、內隔墻等。在北方采暖建筑中，圍護結構的傳熱損失占總熱損失的比例很大，如北京地區，通過圍護結構的傳熱損失占全部熱損失的77%，在沈陽地區，占65%左右。由此可見，改善圍護結構的熱工性能對暖通空調節能有著很重要的作用。

（二）規劃設計的作用

建筑物的規劃設計是建筑節能設計的重要指導，規劃節能設計需要從地址選擇、功能分區、建筑和道路布局走向、建筑物朝向、體形、間距、季節性尤其冬季主導風向、太陽輻射、建筑外部空間環境等方面進行規劃布局。主要為優化建筑物微氣候環境，重點考慮利于節能，充分重視利用太陽能及冬季主導風向、地形地貌的自然優勢。節能規劃設計就要分析構成環境小氣候的決定因素，即輻射因素、大氣環境因素和地理因素的不同影響因素，通過建筑師的規劃布置，認真分析，充分論證，利用和改造不利為有利，形成良好的、利于節能的微氣候環境。

四、暖通空調的節能設計

空調節能系統的設計必須根據工程具體情況，對空調運行季節進行全方位、全過程的分析，找出一個合適的方案，使空調系統在不同的室外氣候參數或室內狀況下都可以經濟、合理、正常地運行。

（一）采用合理的冷熱源

對系統設計中的設備進行合理選型是影響空調節能的關鍵因素，合理配置中央空調系統的冷熱源對節能和能源合理利用關系重要。中央空調系統常用的冷熱源配置方式有水冷冷水機組加鍋爐、熱泵型機組和澳化鏗吸收式機組[7]。比如：浪化鏗機組的能效比（制冷量/消耗的熱量）比較低，省電但并不節能適用于有廢熱和余熱的地方，如熱電廠等附近。

（二）采用蓄冷系統

各地區經濟發展不平衡，但程度不同地存在著電負荷峰谷差較大的實際，在用電高峰時電力供應不足，而在低谷用電時供應過剩的浪費。在實施電力峰谷電價的地區，就可以采取低電價時段采用冰蓄冷系統將水制成冰來儲存冷量，高電價時段再將冷量釋放出去，這會對整個電力負荷的移峰補谷工作起到很好的效果，并能產生較好的經濟社會效益。

結束語：通過上述分析，環保節能技術在暖通空調領域的應用正在擴大和普及，而空調的耗能又是巨大的，應從設計、運行方面考慮節能，提高空調系統的節能總體水平。在節省能源、保護環境的大環境下，要采取各種節能措施，降低空調系統的運行能耗和費用。只要通過暖通空調專業人士的不懈努力，空調系統的節能降耗終會為社會做出有益的貢獻。

參考文獻：

[1]戴磊磊，淺談中央空調系統安裝工程中噪聲的控制措施[J]，中國科技信息，2005.

[2]羅高山，高子惠，空調系統結露滴水原因分析及解決辦法[J]，安裝，2002