高層樓宇建筑暖通空調節能降耗技術措施探討

摘 要 在對高層樓宇建筑暖通空調系統節能面臨的主要問題進行簡要闡述后，從合理優化設計、變頻調速、熱源水泵、復合能源站等方面，對高層樓宇建筑暖通空調節能降耗技術措施進行了詳細探討。

關鍵詞 高層樓宇；暖通空調；節能降耗

中圖分類號：TU831 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0129-01

對高層樓宇建筑節能要有創新思路，要從保障建筑功能正常發揮和可持續穩定發展的基礎出發，在設計、施工、運營維護等環節中，有針對性地采取相應的技術措施和管理措施，合理利用暖通空調系統中的能源，提高系統工作性能，降低能源和對環境的影響[1]。高層樓宇建筑暖通空調系統負荷存在季節性、時段性、非線性和時變性等特性，全年能耗高、供熱量大、晝夜負荷差異較大、不同功能結構房間其對系統的性能控制要求不同等特點。因此，在高層樓宇建筑中，探討和總結暖通空調系統的一些行之有效的節能方法手段和技術措施，具有非常大的工程實踐應用研究意義。

1 高層樓宇建筑暖通空調系統節能面臨的主要問題

1）暖通空調系統優化設計不夠科學。暖通空調系統的方案設計和優化選型搭配，對確保系統工作性能高效穩定發揮和運行節能降耗具有非常重要的影響。但在實際工程中，由于受傳統設計理念和經驗設計等因素的制約，節能優化設計沒有得到一些設計部門和設計人員的足夠重視。尤其是在一些技術創新方面，常規的設計方案很難滿足現代高層樓宇綠色節能建筑需求，導致工程實際綜合投資成本較高、運行能耗較大，嚴重制約高層樓宇建筑功能的正常穩定發揮。據一些統計資料和實踐工作經驗可知，暖通空調系統的系統能耗約占整個高層能源能耗的60%～70%。因此，合理進行暖通空調系統的方案的優化設計和選型搭配，從技術、經濟等多方面進行科學的評價分析，不斷引入新理念、新技術、新設備，就顯得尤為重要。

2）運行管理缺乏專業的技術管理人員。隨著高層樓宇建筑高度的不斷加高和結構功能的不斷復雜，暖通空調系統性能結構也變得更加復雜，集成化、網絡化、數字化、系統化也成為現代暖通空調系統的重要特點。但在實際工程中，專業的技術管理人員缺乏嚴重制約系統功能的正常發揮[2]。加上一些技術管理人員綜合素質不高，沒有接受過較多的專業知識和操控節能培訓，在遇上一些常見問題時不能做出科學合理的處理，更不能及時提出科學合理的解決方案，不同及時調整和合理應對，導致系統可能長期工作在“帶病運行”工況，很難滿足高層樓宇建筑暖通空調系統高效穩定、節能降耗調控運行需求。

3）暖通空調系統使用不合理。高層樓宇建筑暖通空調系統在使用過程中，由于受運行、維護、使用人員的個人習慣、使用方式等不同的影響，暖通空調系統不能長期運行在最優工況中，且設備得不到有效養護（如：空調過濾網沒有進行定期清洗等）、未及時關閉門窗、不能很好與遮陽窗簾配合使用等，導致空調系統能耗較高，節能效果不太明顯。

2 高層樓宇建筑暖通空調節能降耗技術措施

1）認真進行優化設計。設計人員在設計過程中，要認真通過暖通空調系統負荷，要仔細進行方案設計，并從技術、經濟等多方面進行綜合對比分析，優選出技術上合理、經濟上優越、可發展性強的設計方案，確保暖通空調系統能夠高效穩定的運行，盡量節約能源，達到技術創新、節能降耗等目的。

2）合理采用水源熱泵與地源熱泵等節能技術。采用以地表水、地下水、湖泊水或工業廢水等作為能量載體的水源熱泵系統，在冬夏兩個晝夜溫差較大季節里，可將蓄能水體作為供暖的熱源以及空調的冷源，提高暖通空調系統的能源利用效果。地表水或淺層水源其水體溫度常年較為穩定，通常在10℃～25℃范圍，是一種含有良好能源效益的熱泵熱源與空調冷源。在水源熱泵系統中，電機消耗1kW·h（度）的電量，大約可以獲得4.3～5.0kW·h的熱量或5.4～6.2kW/L的冷量，與常規空氣源熱泵系統相比，其運行效率普遍高出20%～60%，且運行成本僅為普通中央空調系統的40%～60%，節能降耗效果非常明顯。地源熱泵系統實質上是采用大地作為一個能量的蓄能器，合理利用地源熱泵機組可以使高層樓宇暖通空調系統的能源利用效果得到明顯提高，其電能消耗僅為空氣源熱泵能耗的30%左右，且環保效果非常明顯。

3）合理進行變頻調速節能技術升級改造。采用基于PLC和變頻器的變頻調速控制系統，對高層樓宇建筑暖通空調系統進行節能技術升級改造，系統具有非常良好的調控性能，穩定性高、可靠性強、智能自動化程度優越，且在實際運行過程中具有良好的節能降耗效果。追求高度智能化、網絡自動化化、標準化、遠程調控一體化的控制系統，是未來高層樓宇建筑暖通空調系統研究發展的重要方向。

4）采用復合能源站新技術。為了保證高層樓宇建筑暖通空調系統具有較高的節能和安全性，應采用多能源結構（如：電、油、氣、太陽能）等復合能源結構。根據高層樓宇建筑全年的負荷量、負荷類型、不同時段的冷熱負荷等因素來合理配置不同的冷源和熱源，如：單冷冷水機組、熱源水泵、冰蓄能空調機組、多功能熱回收機組等，實現不同能源機組的有機搭配。通過多種能源運行模式的相互匹配，實施整個高層樓宇建筑暖通空調系統的最佳能量調節。并充分結合能源管理系統中的運行數據資料，根據不同時段的冷熱量和室內外負荷波動情況，合理確定供能方案，確保暖通空調系統各時段均運行在較優工況中，降低能耗、減少排放量，達到優越的節能降耗效果。

5）加強系統運行的節能管理。通過合理的設計方案和技術升級改造，可以提高系統的節能潛力。而實際運行的節能調控，是系統節能潛力得以正常發揮的重要保障。結合先進的樓宇自動化控制系統，通過對建筑物內部運行工況參數的實時監控、在線監測以及動態調度管理，確保暖通空調系統運行具有較高的安全可靠性和節能經濟性。要加強暖通空調系統調控運行操作和管理人員的專業知識和技能培訓和考核力度，嚴格執行持證上崗、定期考核等管理制度，有效提高運行管理人員的綜合知識素質水平，提供系統的運行節能效果。

3 結束語

暖通空調系統節能是綠色建筑節能研究的重點。在高層樓宇建筑暖通空調系統節能研究和實踐應用中，應從全局優化出發，根據電力需求響應特性，通過合理采用合理優化設計、變頻調速技術、熱源水泵、復合能源站等技術措施，制定優越的節支優化策略，確保系統長期運行在最優工況，達到良好的節能降耗效果。

參考文獻

[1]黃志明.變風量空調系統控制方法的比較[J].建材與裝飾（中旬刊），2008（l）：195-196.

[2]苑珍珍.暖通空調系統的節能措施分析[J].科技創新與應用，2012（03）：198.

作者簡介

張利臣（1970-），黑龍江哈爾濱人，工程師。endprint