對暖通空調系統節能設計的思考

摘要：對暖通空調節能技術研究、開發與利用是暖通空調系統節能的基礎，需要我們全體社會成員引起關注。本文通過對暖通空調系統存在問題的分析，提出了一系列合理化解決方案，找出暖通空調節能具體措施，降低暖通空調系統能耗，提升能量使用效益。

關鍵詞：暖通空調;系統設計;環保節能

1.暖通空調系統節能的意義

隨著時代的進步，經濟的快速發展，我國的建筑業迅速發展，建筑能耗不斷增加，建筑能耗已經占據社會總能耗的1/3左右，有些地區高達40%，且其總量呈逐年上升趨勢，能源總消費量的比例已從上個世紀70年末的10%上升到近年的28%左右，其中2/3為暖通空調系統所消耗。隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善，暖通空調系統得以廣泛應用，用于暖通空調系統的能耗也將進一步增大，這勢必造成能源供求矛盾的進一步激化。此外，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，其中電能占絕大比例。能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時也帶來嚴重的環境問題，隨著二氧化碳、氮氧化物、硫化物、煙塵等的排放增加，酸雨現象頻繁發生，對生態環境和可持續發展帶來了很大影響。根據暖通空調行業的研究成果，現有空調系統的能耗是驚人的。如果采取相應的節能技術，使現有空調系統節能30%～50%完全可能。因此考慮暖通空調系統節能具有長遠意義。

2.暖通空調系統節能設計原則

2.1在節能的同時保持系統實際使用中的舒適度

這也就是要求設計者要綜合考慮暖通空調系統的溫度、風速、功率以及輻射等影響實際使用舒適度的指標間的相互影響，尋求合理的組合方式，調整適當的比例，最終達到節能與舒適二者間的平衡。為此，可以考慮盡可能的利用房屋的結構與氣候環境的變化對房屋內微氣候的影響，簡化系統管路，在保證使用舒適度的基礎上進一步減少管材的消耗量，同時也能方便系統的安裝，節省系統投資。

2.2統籌兼顧，實現整體到局部的全面調控

有些設計者考慮利用暖通空調系統實行集體供暖來降低能耗，雖然這樣能達到節能的目的，但并沒有考慮到空調使用過程中個人對環境的需求，不同人對環境的適應性差異較大，對空調的使用習慣也存在很大差別，因此集體供暖也并未在實質上達到節能的效果。因此，設計者應統籌兼顧，一方面利用系統保證每個房間內部能夠實現的溫度的獨立調控，另一方面也要實現分戶或分室熱量分攤的功能。

2.3與室內環境協調作用

室內的聲、光、色等因素直接影響著人體對環境舒適度的主觀感受，如果室內裝修以暖色為主，且光線充足，無噪聲影響，那么即使環境溫度并不高，人們也很容易在心理上感覺到溫暖，從而避免能源的過度消費。

3.暖通空調系統節能存在的問題

3.1設計管理方面

空調系統的節能有一大部分的因素來自于暖通空調系統的設計，但是，在我們的實際工作過程中有一些設計部門和設計人員并未給予足夠的重視，加之工程設計周期普遍較短，以及一些技術性問題沒有完全得到解決等原因，一些設計單位只求數量，忽視質量，使得按設計施工完的系統不僅投資大，運行能耗也相當驚人，大大超過了國家標準，甚至有的公共建筑的暖通空調能耗占建筑總能耗達60%。

3.2能源管理的需求問題

因為“調整優化”概念的缺乏，系統往往不能達到設計要求。很多大型的建筑缺乏基本的能耗監控和分析功能，在一定程度上對運營管理是不利的。同時很多大樓的節能改造，其實只要對系統進行認真的調試使之達到設計功能、將系統的調節控制功能發揮出來，就可以將能耗降下來、但這種“軟”改造沒有多大的經濟收益，所以商業化運作的能源服務公司往往不愿意進行這種改造。

4.節能設計的主要措施

4.1充分利用室內環境對空調使用的影響

研究表明，室內設定溫度變化1℃，暖通空調系統的負荷則變化約10%左右，室內濕度變化1%，暖通空調系統的負荷則變化約2%左右，如果合理利用室內溫度和濕度對空調使用功率的影響，其節能效果將是非常顯著的。因此，在選擇系統的設計參數之前，首先要對使用環境的溫度及、適度及其變化規律進行精確的測量和科學的計算，在滿足使用舒適度和生產工藝的前提下，盡可能的降低系統的能耗。

4.2綜合考慮建筑物的整體能耗

在考慮暖通空調系統的節能措施時，要將其與建筑物和周圍環境作為整體考慮，以提高建筑圍護結構熱工性能，減少熱負荷為主線，綜合降低建筑物的整體能耗。對于暖通空調系統的設計，則利用PDCA循環進行動態管理，與實際使用情況做實時對比，一方面可以尋求最佳的設計方式，另一方面在出現問題時也可以及時采取措施進行糾正。實際使用中，環境情況不斷變化，因此固定的設計工況顯然無法做到最大程度的節能，因此在設計前就要綜合分析建筑系統在使用中可能出現的典型狀態，有針對性的提出應對方案，將建筑系統的整體能耗降到最低。

4.3開發使用可再生能源或低品位能源為動力的空調系統

設計人員應密切關注可應用的新技術，盡可能開發使用可再生資源或低品位能源為動力的空調系統，從而在根本上降低空調系統對能源的消耗量，同時減少空調系統對環境的影響。由于我國地熱資源豐富，因此可推廣發展地源熱泵空調系統，目前這種空調系統已在發達國家得到了有效的應用，且效果良好，對于我國暖通空調系統的發展具有借鑒意義。此外，太陽能無疑是最潔凈且最具應用前景的能源，設計人員可以此為研發重點，將太陽能應用到空調系統的動力源，提高太陽能的利用效率。

4.4提高設備系統的效率

隨著生活水平的提高，居民在生活中已不僅僅再滿足于溫飽的需求，而對生活品質和質量都有了更高的要求，其不僅需要具有良好的室內環境，同時對居住的舒適性也有了更高的要求，這將導致居民在生活中為了滿足對環境及舒適度的要求，需要不斷的增加能耗來滿足自己的需求，從而使住宅建筑能耗呈不斷增長的勢頭。由于全球氣候變暖，各地夏季氣溫逐年升高，從而將延長空調器的使用時間，增加住宅的空調能耗。由此可見，提高住宅空調設備的效率，對于降低建筑能耗強度、減緩能耗量增長速度有著重要意義。

4.5冷熱源回收也是重要節能途徑

最大限度地提高暖通空調系統能源利用率也是實現空調節能的主要途徑。空調冷熱回收利用主要是通過系統中安裝能量回收裝置，用排風中的能量來處理新風，就可以減少處理新風所需的能量，降低機組負荷，達到節能的目的。在選擇熱回收裝置時，應當結合當地氣候條件、經濟狀況、工程的實際狀況、排風中有害氣體的情況等多種因素綜合考慮，選用合適的熱回收裝置，從而達到花較少的投資，回收較多熱（冷）量的目的。

4.6合理設計空調風系統

設計前對暖通空調供應的所有房間的運行時間、供暖面積以及人數等因素進行充分調研，并將其劃分成幾個重點區域。全空氣空調系統易于改變新、回風比例，可實現全新風運行，且易于集中處理噪聲、過濾凈化和控制空調區的溫、濕度，在面積較大、使用人數較多，或者需要集中控制溫度的房間中使用，可以獲得顯著的節能效益和環境效益;風機盤管加新風系統可靈活調節各房間的溫度，根據房間的使用情況確定風機盤管的啟停，容易實現系統分區控制，且設備體型小，在需要把系統分割為若干區域實施分區控制時可取得顯著的節能效益，但由于盤管內細菌滋生及很難進行二次過濾等問題，會使室內空氣品質相對較差。但無論采取何種方式，都應因地制宜，從節能、經濟等多方面綜合合理的選擇空調系統。

5.結語

暖通空調系統在建筑行業也占據重要的位置，起著重要的作用，節能技術的研究開發和運用是暖通空調系統、建筑系統節能的途徑和方法，是實現大幅度節能、產生顯著的環境和社會效益、推動經濟科學發展前提。

參考文獻：

[1]王麗莉.淺議暖通空調設計的幾個問題[J].中國新技術新產品，2011，12.

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