談暖通空調系統的節能問題

鐘茂群

摘要：隨著人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大。能源和環境危機的日益加劇，暖通空調系統因為其高能耗在而不得不面臨嚴峻的考驗。現有的暖通空調系統所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中電能占了絕對的比例。對于這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時也帶來了嚴重的環境問題。

關鍵詞：暖通 空調系統 節能問題

中圖分類號：TU96+2 文獻標識碼：A文章編號：

1暖通空調系統能耗的構成及主要特點

隨著我國國民經濟的迅速發展，能源和環境問題日益尖銳，城市化的飛速發展和人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大，在發達國家已達到40%，建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通風、空調、照明、電器和熱水供應等需求方面的能耗，用于暖通空調的能耗又占建筑能耗的30%～50%，且在逐年上升。為了維持建筑物內部空氣環境適宜的溫濕度，現代建筑中通常采用設置暖通空調系統來保證這一需求，而所消耗的能量即為暖通空調系統的能耗。影響暖通空調系統能耗的主要因素有室外氣候條件、室內設計標準、圍護結構特征、室內人員及設備照明的狀況以及新風系統的設置等。暖通空調系統的能耗還有幾個特點表現在:（1）系統的設計、選型、運行管理的不合理將會降低能量使用效率。（2）維持室內空氣環境所需的冷熱能量品位較低且有季節性。這就使在具備條件的情況下有可能利用天然能源來滿足要求，如太陽能、地熱能、廢熱、淺層土壤蓄熱等。（3）暖通空調系統涉及到的冷熱量的處理通常以交換形式處理。這就可以采用冷熱量回收的措施來減少系統的能耗，有效利用能量。

2通暖空調節能設計中存在的問題

2.1暖通空調系統的管理人員素質待提高

運行管理在暖通空調設計中起著重要的作用。有些單位的空調系統，一年四季只有開機關機和冬夏季轉換操作，顯然系統達不到相應的節能效果。為此要求運行管理人員不僅要有強烈的責任心，上崗前還必須要進行系統的培訓和考核，對沒有達到要求的，應重新培訓，考核合格后才能上崗。在調查中我們發現，同樣一套系統，管理人員不同，系統的能耗大不相同，有的甚至相差50％以上。

2.2暖通空調系統的設計需要重視

空調系統的設計對空調系統的節能性有著重要的影響，然而在實際中往往得不到一些設計部門和設計人員的足夠重視，使得設計建造的系統不僅初投資大，運行能耗也相當驚人，大大超過了國家標準。據實測，有的公共建筑的空調能耗占建筑總能耗的60％。為此，我們有必要建議政府有關職能部門加強對暖通空調設計項目的管理，可以委托相關技術部門如學會等對設計圖紙文件進行嚴格審查，對未達到國家有關節能標準的設計嚴禁施工建造。

2.3政府應扶持新型空調的政策

采用新型空調方式、新的控制方法，不僅能顯著提高熱舒適性而且可以使系統大幅度節能。新型空調方式和控制方法的研究已經取得了一些可喜的成果，只要政府部門加以扶持這些成果將很快能得到適用，并形成產業化，對這些項目的實施，將對我國的能源、環境和經濟都將起到巨大的推動作用。

3暖通空調系統的節能設計

3.1改善暖通空調系統的設計

空調系統的設計原則：一保證各個房間(樓梯間除外)的室內溫度能獨立調控是供暖系統的首要；二是便于實現分戶或分室(區)熱量(費)分攤的功能；三是管路系統簡單、管材消耗量少、節省初投資。暖通空調系統特別是中央空調系統是一個龐大復雜的系統，系統設計的優劣直接影響到系統的使用性能。空調系統的設計對系統的節能起著重要的作用。

3.2改善圍護結構性能。對于暖通空調系統而言，通過圍護結構造成的熱損失在整個空調系統能耗中占有很大比重，而圍護結構的保溫性能決定圍護結構綜合傳熱系數的大小，亦即決定通過圍護結構消耗的能耗所占空調負荷的大小。因此，提高維護結構的保溫隔熱性能在空調系統節能中是十分必要的。

3.3提高系統控制水平

解決傳統控制方法存在的弊病，繼而實現大幅度的節能，采用舒適性評價指標即體感指標作為空調系統的調控參數不失為一種好方法。據研究表明，采用這種控制方法可使空調系統在人體舒適的條件下節能30%左右。

4暖通空調系統節能技術具體措施

4.1空調系統的設計負荷的合理計算

如今正確地計算負荷對整個系統的設計十分重要，負荷算大了會導致投資運行費用增大，耗能增大，算小了則不能滿足功能要求，負荷直接決定空調系統設備和容量的大小。目前我國普遍在負荷計算上結果偏大，通過采取合理降低室內給定值標準與適當的減少新風量的方法，可以消除不必要的損耗，節約能源。

4.2熱源溫度的控制

外網及熱源必須采取相應的控制手段，是由于暖用戶在室內多采取溫控措施及室外氣溫的變化，使系統熱負荷的動態的變數，例如熱水網路采取相應的質量、流量調節或質量調節方式及氣候補償方式等。目前，許多地方采用根據室外溫度自動調供水溫度的方法。

4.3采暖、通風與空調系統的選擇要合理

其選擇時應在滿足規范要求的前提下，選擇系統形式。充分分析人工環境控制場所的特點，注意朝向、周邊區與內區、使用功能的差異，分開設置或分環設置以便于控制、調節及管理，避免不同區域出現過冷或過熱的能量浪費現象，使其與系統能夠相互配合達到最佳效果，從而達到既經濟又節約的目的。

4.4地源熱泵技術

當前以地熱作為熱泵裝置的熱源或熱匯來對建筑進行采暖或制冷的技術被成為地源熱泵技術。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），既可實現低溫熱源向高溫熱源的轉移。在冬季和夏季，分別將地熱能作為高溫熱源和低溫熱源，在冬季將地熱“取”出來用于采暖或熱水供應，在夏季將室內的熱量提取后釋放到地層中去。目前在自然界和工業生產中，存在大量的低溫位熱源，儲藏于空氣、土壤、水，以及工業廢氣、廢水中，利用熱泵可以回收這些低溫位熱源，產生高溫位熱量來供應生產和生活之用。

4.5冰蓄冷技術

冰蓄冷是讓制冷設備在電網低負荷時工作，將冷量以冰的形式儲存起來，供空調系統高峰負荷時應用。它可以對電網運行“削峰填谷”，緩和供電緊張狀況，它可以將原來設計8―12小時的冷水機組，壓縮容量30---50%，改為24小時運行。尤其是在空調負荷較小的春秋季，可以盡量融冰釋冰，提供空調負荷，減少電制冷機的開啟。冰蓄冷技術是“平衡用電負荷”的有效方法，它可以利用低谷電價，為用戶全年節約運行費達25%，對我國經濟建設具有重大意義。

4.6降低輸送過程中能耗

現如今選用保溫性能好的新型保溫材料對管道進行處理有利于節能。對供暖系統進行全面的水力平衡調試，改善供暖質量主要利用計算機。采用以平衡閥及其專用智能儀表為核心的管網水力平衡技術，實現管網流量的合理分配，提高輸送能量的效率。在滿足空調精度、人體舒適度和工藝要求的前提下，通過提高供回水溫差、選用低流速、輸送效率高的載能介質和效率高、部分負荷特性好的動力設備，可以減少輸送過程的能耗，從而提高輸送效率。

4.7實現供熱管理信息化，采用計算機控制技術

對供熱采暖系統的各種設備、閥門等運行狀態進行在線的智能化監測、控制和管理主要采用計算機控制。全面監測、記錄各運行參數協調各系統間的運行，提高管理水平，增強系統的安全性和可靠性并可使整個生產過程實現信息化管理，節省運行能耗，使供熱采暖系統的運行、管理水平走向現代化。

暖通空調系統使用者可根據個人需要設置每月甚至每天的控制程序讓空調系統按預定的要求工作，在保證熱舒適的前提下節能10％。開發并利用功能強大、界面友好的控制軟件也是保證空調系統節能運行的有效措施。

5結語

民用建筑的采暖、通風與空氣調節系統工程量大面廣，其能耗在建筑總能耗中占有相當大的比例，對其設計應積極采用有關的節能措施，以達到合理有效地使用能源，促進能源、經濟與環境的協調、可持續性發展。

參考文獻：

[1]曉明，李向東，馮曉梅．新建集中供暖住宅分戶熱計量系統設計與施工技術要點，暖通空調，2010

[2]建設部工程質量安全監督與行業發展司，中國建筑標準設計研究院．2009