論暖通空調系統在建筑空調節能的有效措施

胡茂山

【摘 要】在社會經濟快速發展的今天，環境問題和能源問題也日漸尖銳，因此研究暖通空調對建筑節能作用至關重要。本文簡要分析了空調系統耗能大小的影響因素，同時對減少冷熱負荷、提高空調系統冷熱源的效率以及減少風機和水泵耗能等問題作出闡述，為家用空調的節能提供一定的對策和措施。

【摘 要】暖通空調；節能；措施

經濟的快速發展使得生活和生產所需的能源越來越多，因此要想方設法開展節能型和環保型生活。研究表明在建筑能耗中用于暖通空調系統的能耗占建筑能耗的40%左右，因此暖通空調系統節能在建筑節能中占有至關重要的地位。隨著暖通空調適用范圍的不斷擴大，能量消耗會進一步加大，所以對暖通空調系統的節能提出更高的要求是其發展的必然結果。

1 暖通空調系統簡介

暖通空調是指室內或車內負責暖氣、通風及空氣調節的系統或相關設備。暖通空調系統的設計應用到熱力學、流體力學及流體機械，是機械工程領域中的重要分支學科。暖通空調系統可以控制空氣的溫度及濕度，提高室內的舒適度，是中大型工業建筑或辦公建筑以及高檔住宅建筑中重要的一環。暖通空運系統是對空調實施的全面監控，如新風機組的監控，監視新風機組的運行狀態、風機出口的空氣流量和空氣溫度、濕度，控制風機的啟動和停止，控制水側調節閥，已達到預設的溫度和濕度定值。暖通空調系統是一個國際性的產業，其相關工作包括系統的運行、保養、設計及架構、設備制造商及業務、研究以及教育推廣。目前對于暖通空調系統節能研究較多，且取得了較好的研究成果。

2 目前暖通空調進系統在建筑節能中存在的問題和應對措施

2.1 暖通空調系統節能問題

正如以上介紹的暖通空調系統是一個復雜的系統，系統的設計方案直接關乎其使用性能，同時也直接影響系統的使用過程的能耗情況。例如在新風系統的設計過程中系統設計新風量時應按照室外氣象參數的不同而做出調整，從而減少啟動主機所消耗的時間，即減少能量消耗和浪費，由此可以看出暖通空調系統的設計方案對空調能耗有著重要影響。但是在實際生產中很多廠家不重視暖通空調系統的設計，或者受到利益等因素的誘惑而造成暖通空調系統存在一系列的問題。例如很多暖空調系統是根據最大負荷來設計的，但實際應用中系統僅能在部分負荷狀態下正常運行。這種情況下如果系統各個部分的設計不能滿足部分負荷下運行的技術要求，系統的運行就會大大的增加能耗，且大部分能耗沒有被有效利用，而是用在不必要的閑置部分上，同時還會造成機器成本升高，能量損耗嚴重以及后期的維護費用增加等問題。

2.2 對暖通空調系統節能問題的應對措施

解決暖通空調系統的節能問題最有效的措施是在設計系統是從分考慮能量利用和損耗情況，仔細對比設計方案，將節能作為系統設計的一個硬性指標。因為暖通空調的冷熱源系統需要消耗大量的能量，所以在設計冷熱源系統時不僅要考慮系統運行所需的投資費用，同時還要考慮使用地點能能源結構以及建筑物的使用功能，充分的比較各方案的能耗指標。在對系統的形式進行選擇和劃分時應綜合考慮暖通空調的朝向及周邊區的不同，最好對系統進行分環或分開設置，以利于后期控制各個分系統。這樣設計系統可以減少夏季和冬季因冷熱不均而產生的過量能量消耗。另外在設計系統時不能一味的引進新技術，忽視系統投入使用后實際的節能效果。因為每一項技術都具有一定的適用范圍，必須綜合考慮空調的實際使用情況如地點、建筑類型、安裝位置等，并且考慮使用成本以及節能效果后選擇合適的、實用性最強的技術方案后再投入生產。

3 家用暖通空調系統節能優化措施

3.1 合理設計暖通空調系統

暖通空調系統設計直接影響節能性能，因此合理選擇暖通空調系統至關重要。目前空調空氣處理機的DDC多采用P工D來控制，如果P工D的系數較高，空調對室內氣溫感應敏感，溫度波動的反應特異性曲線走向較陡，這樣大大縮短了控溫達到設定溫度的過渡時間。相反如果P工D的系數較低，達到設定溫度所需的時間就長。P工D的系數必須與空調系統匹配，否則會引起DDG控制系統的失衡，具體表現為室內溫度不穩定，波動幅度大，而且水側的電動調節閥無法在固定開度上正常運行。一般家用空調的P工D都能很好的控制空調系統，一些高級空調也可使用雙極控制系統，即在空調的送風道和室內均安裝溫度靈敏傳感器，室內溫度有DDC控制器來控制，水閥的驅動則有風道處的溫度傳感器以及DDC共同控制。雙極控制更加靈敏的原因在于風道溫度變化比室內更快，有了風到處的溫度傳感器發揮作用，系統對溫度波動的響應更加快速。

3.2 合理選擇空調的冷熱源

合理選擇空調的冷熱源能夠改善空調系統的節能性能。例如在過渡季節或冬季利用室外溫度較低的冷風作為新風引入空調，從而帶走室內的熱濕負荷，節省空調系統集中制冷所消耗的大量能源。而在夏季，可以在夜間利用較低溫度的新風間歇性的帶走室內熱量，達到免費預冷的效果。

目前常用的兩種節能熱源技術是水源熱泵和地源熱泵技術。水源熱泵是利用大量的淺層水源如地球表面、地下水源以及湖泊，或者是利用工業廢水等可再生水資源來實現空調制冷和供熱的節能型措施。一年四季地表淺水層的溫度都是相對恒定的，通常保持在10-25攝氏度，作為空調系統的熱源對空調節能有極大地意義。空調系統利用熱泵機組可將低溫熱源轉變為高溫熱源，無論冬季還是夏季均可將蓄能水體作為供暖的熱源和制冷的冷源。冬季空調系統從水源中吸收能量用于室內供熱，而在夏季系統則吸收室內的熱量釋放到水體中達到制冷的效果，這樣一來空調系統同時具備了供暖、制冷以及日常生活中提供熱水的實用功能。研究顯示水源熱泵沒消耗1千瓦時的電量可以為用戶提供4.0-5.0千瓦時的熱量，或者是得到5.5-6.3kW·L-1的冷量。與空氣熱源泵功效相比，水源熱泵的能耗更低，能量利用效率更高，其運行費用僅傳統空氣熱源泵空調的60%左右。

地源熱泵是利用地能的常年溫度比較平衡的特點，在冬季將地能作為空調供熱的熱源，節省空調供熱所消耗的電能等能源物資。在夏季也可以將地能作為空調的冷源，將室內的熱能吸出，釋放到比室內溫度低的地緣中達到降溫的效果。在該系統中地面充當了儲能器，提高了空調能量利用的效率。與傳統的空氣熱源泵相比，地源熱泵系統的電能消耗降低400%，對節能環保意義重大。

3.3 加強冷熱回收利用的運用

家用暖通空調系統節能的另一個切入點是開發和利用新能源。目前采用的熱回收技術主要是在系統中安裝能量回收裝置，將排風中的能量用于新風的處理，這樣可以大大減少新風處理所需的能量，有效降低機組的負荷，從而達到節能的目的。選擇熱回收裝置時要因地制宜，結合當地的氣候條件和住宅建筑的實際情況以及排放風中的悠哈氣體含量等因素綜合選擇一種實用性雖高的裝置，達到降低成本、回收冷熱能、節省能源的目的。

4 結語

隨著建筑業的迅速發展，暖通空調的使用越來越廣泛，空調耗能的問題成為人們共同關注的問題，空調設計人員對暖通空調系統節能性能給予很大的重視。暖通空調系統節能情況直接關系到人們的健康、日常生活質量，更重要的是直接關系到國家能源資源的消耗利用以及環境污染。目前相關行業已經對節能問題進行了大量的研究，并對有關的節能問題采取了相應的改進和優化措施，大力推進節能技術，保障了能源安全和可持續發展。

【參考文獻】

[1]陸耀慶.暖通空調設計指南[M].北京：中國建筑工業出版社.

[2]鄭忠明.談談暖通空調系統如何節能[J].科技信息·科學教研，2011（2）：22.

[責任編輯：龐修平]