關于嚴寒地區暖通空調系統節能設計的思考

【摘要】在嚴寒地區，暖通空調是生活生產中不可或缺的設備。但是，暖通空調的大量安裝使用，不可避免地會消耗大量的能源。在能源危機日益嚴重的情況下，暖通空調的節能化設計，已經成為了大勢所趨。鑒于此，筆者在分析嚴寒地區所使用暖通空調在節能設計方面存在的問題的基礎上，探討了一些可行的節能設計方法。

【關鍵詞】暖通空調；節能問題；有效設計

隨著能源短缺情況的日益加深，我國政府及實地提出了建立節約型社會的號召。作為能源消耗的大戶，暖通空調的節能設計一直受到廣泛的重視。但是，從實際情況看，嚴寒地區所大量安裝暖通空調的節能設計水平比較低，能源浪費比較嚴重。因此，廣泛利用節能技術改善暖通空調設計，無疑是實現能源節約的良策。

1.嚴寒地區暖通空調系統節能設計存在的一些問題分析

1.1.空調系統設計及其施工方面存在的問題

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，甚至有的公共建筑的暖通空調能耗占建筑總能耗達 60%。除此之外，由于暖通空調系統的施工安裝同樣與節能的實現密不可分，但是我國安裝施工單位在暖通空調的安裝施工方面卻存在這不少的問題。首先是安裝施工人員的職業技能不夠高，這就使得節能性的空調系統安裝方案很難實現設計目標，也就是說安裝施工的局限性限制了暖通空調系統節能性能的發揮；其次，表現在安裝施工的監理上。施工監理是完全落實設計方案的重要保證。如果施工監理工作做得不到位，就很難發現安裝施工中存在的問題，也很難針對發現的問題提出切實可行的解決方案來，從而影響到空調系統的節能性；最后，還有很多暖通空調安裝施工單位不能夠根據建筑物自身的特點進行安裝，而是堅持使用同一個安裝方案，這種不知變通的安裝方法，已經難以適應新時期暖通空調節能性的安裝需要了。

1.2.暖通空調的節能性設計缺乏客觀的評價

進入新的發展時期以來，在經濟發展和科學技術進步的推動下，暖通空調節能技術的發展非常迅速，設計亮點各不相同的暖通空調系統的設計方案大量出現。但是，幾乎每種設計方案都有著自身不同的適用范圍，也各有優點和不足。而在這些設計方案具體應用的過程中，就需要有一個有效的評價體系，各取眾多節能設計方案的長處，獲得一個比較完善的整體節能設計方案。但是，從實際情況來看，由于缺乏科學的、客觀的設計方案評價方法， 設計人員往往無所適從， 如何在眾多的設計方案中找到最合適的節能方案， 是困擾暖通空調設計人員的重要課題。另一方面， 不科學的評價方法則會起到誤導的作用， 造成嚴重損失。因此，建立起有效的節能設計評價體系極為重要。

1.3.暖通空調運行中存在的節能問題

節能性能的實現，不僅僅依靠良好的安裝設計方案，還需要較高的運行管理水平。但是，由于很多暖通空調的運行管理人員的專業知識不夠扎實，管理經驗十分有限，管理能力也有欠缺，導致暖通空調節能性能的發揮受到了不小的限制。與此同時，由于運行管理制度不夠完善，使得管理人員的職責僅僅局限在一年四季只有開機、關機和冬、夏季轉換操作上， 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， 考核合格后才能上崗。

2.暖通空調一些節能性設計措施探討

2.1.廣泛利用節能技術設計暖通空調

暖通空調本身的節能性能，對整個系統的節能性具有非常重要的影響。因此，廣泛運用新型節能技術，來設計節能型新暖通空調，對提高整個通調系統的節能性能具有十分積極的意義。例如，可以采用新型制冷劑。我國在這方面已經取得了階段性成果，一種全新的制冷劑已經問世——丙烷。丙烷，無色無味氣體，熔點為為－187.6℃，沸點為為－42.1℃，相對溫差為145.5℃，大于氟利昂的相對溫差128.2℃。也就是說，在同等條件下，丙烷的制冷效果要好于氟利昂。若采用這種制冷劑，就可以有效縮小空調傳熱系統的體積，簡化傳熱結構，從而大幅優化空調傳熱系統的結構設計，從而實現節能效果。此外，還可以利用信息化空調控制技術來提高暖通空調的節能性能。信息化的空調控制技術主要指的是變頻技術。所謂變頻技術，就是空調能夠感知外部環境的溫度變化，從而能夠自主的調節自身的工作狀態。這種技術不僅能夠很好地適合家用空調結構設計的優化需求，還能節約不少的能源。

2.2.改善建筑物的保溫性能

在嚴寒地區，大型暖通空調系統往往被應用于大型公共建筑物中。因此，改善建筑物的保溫性能，對暖通空調系統節能性的實現具有積極意義。改善建筑物的保溫性能主要有以下幾種途徑：首先是建筑物外墻的節能設計。在實際的節能設計中，所采取的措施包括兩個主要方面，一是墻體建筑材料的選擇。外墻選用新型節能墻體材料(指具有節能、利廢、省土、輕質和多功能等特點的墻體材料)可以提高外墻熱阻，如砌塊類:蒸壓加氣混凝土砌塊、改性粉煤灰空心砌塊、改性混凝土空心砌塊等。另一方面是墻體涂料，根據研究，當墻體涂料顏色較淺時，建筑物所接受的太陽輻射最少。因此，墻體外涂料盡量選擇淺色的涂料；其次是外門窗的節能設計。對外門節能設計來說，建筑物應使用“三明治”式結構，即外門材料采取三層式鋼鐵薄面——木質門體——鋼鐵薄面的設計。這種門的木質外門與門框的契合效果比較優良，可以有效地防止熱對流的發生。因此在安裝外門時盡量選擇類似的節能門。對外窗的節能設計來說，可以采用近年來市場上投放銷售的一些新型材料的玻璃，如聚酯玻璃、有機玻璃、著色玻璃，熱反射玻璃、低輻射玻璃、中空玻璃等等，極大地改善了玻璃性能，非常有利于建筑物的節能，從而有利于暖通空調系統節能性的實現。

2.3.提高暖通空調系統的調控能力，加強冷熱回收利用系統的研究和應用

以往的空調控制方式僅僅是測控空氣的溫度濕度， 甚至僅空氣溫度。顯然是不全面的， 勢必帶來許多問題， 如空調系統對人體的作用不直接、當環境變化時對環境的調控不迅速、人體感到不舒適、空調系統的這種調控方式不節能。因此，在應當利用新型的人體舒適度感知技術，對暖通空調的控制系統進行改造，從而能夠保證暖通空調系統能夠及實地“感知”室內個參數的變化和人體對舒適度的需求，從而調整自身的工作狀態。這種智能化的控制方式不僅極大地縮短了控制時間，還提高了系統的運行效果，同時還非常有利于節能性能的發揮。此外，為了實現進一步的節能，暖通系統開發商還應當加快冷熱回收利用系統的研究和應用，從而能夠將暖通空調運行過程中剩余的冷和熱有效地回收利用。例如，可以開發高性能的換熱器和壓縮機，同時優化暖通空調設計，將剩余冷量和熱量“運到”換熱器中，實現更高層次上的節能。除此之外，還應該加強暖通空調系統的運行管理，只有這樣，才能配合暖通空調自身的智能化調控系統，最大限度地實現節能。

3.結束語：此外，在嚴寒地區，還可以充分利用自然條件來達到暖通空調系統的節能目的。例如，在冬季，可以想方設法增加太陽輻射，而在夏季采取必要措施減少太陽輻射等。總而言之，暖通空調設計節能化不是依靠的某一種或者兩種措施，只有將各種措施協調運用，才能收到較好的節能效果。

參考文獻：

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[2] 路永華.《暖通空調系統節能探討》[J] .應用能源技術 ，2005(5).