小議暖通空調節能設計

俞琳1 柴韓立2

1上海東方建筑設計研究院有限公司杭州分公司 310011；

2杭州聯縱規劃建筑設計院有限公司 310000

摘要：隨著國民經濟的快速發展，人們生活水平的提高，人們對于舒適指標的要求也越來越高，這使得采暖通風空調的使用日益普及。但隨之而來的是暖通空調高能耗問題也更加嚴重。我國建筑能耗的總量呈逐年上升趨勢，而暖通空調系統在建筑能耗中占有重要比重。本文分析了暖通空調系統存在的節能問題，探討了暖通空調領域節能的措施。

關鍵詞：暖通空調；節能

1、引言

我國是世界能源消費大國，能源消費量約占到目前世界消費量的20%，但是我國的人均能源消耗水平仍然很低，大約只有世界平均水平的一半。隨著暖通空調的廣泛應用，用于暖通空調系統的能耗將進一步增大。再加上暖通空調系統往往以高品質的電能為能源，而我國的電力在某些地區又相對緊張、匱乏，這勢必會引起能源供求矛盾進一步激化。可見，采暖與空調能耗問題已逐步成為影響我國建筑發展和環境質量的突出重要問題。因此，對暖通專業提出更高的節能要求是必然的，也是大勢所趨。

2、暖通空調節能的重要性

隨著社會經濟的發展，科學技術的不斷進步。能源為經濟的發展提供了動力。但是由于各種原因，能源的發展往往滯后于經濟的發展。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，其中電能占了絕對比例。對這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時也帶來嚴重的環境問題。

3、暖通空調系統能源消耗的組成及主要特點

3.1暖通空調系統能源消耗的組成

當前，隨著經濟的發展和城市化建設的加快，人民生活質量得到了顯著的改善，與此同時建筑能耗的總量也逐年上升，能源問題和環境問題成為阻礙發展的重要因素。通常來說，暖通空調系統能耗是建筑能耗的重要組成部分，它指建筑物在采暖、通風、空調、照明、電器和熱水供應等方面的能源消耗需求，其中暖通空調系統能源消耗大約占到三至五成，且呈現出逐年上升的趨勢現代建筑通常采用設置暖通空調系統來保證建筑物內適宜的溫濕度，暖通空調系統的能耗就是這種需求所消耗的能量。

暖通空調系統能耗包括建筑物冷熱負荷引起的能耗、新風負荷引起的能耗及輸送設備（風機和水泵）的能耗、室外氣候條件、室內設計標準、以及其他設備照明等因素都對暖通空調系統的能源消耗有重要的影響。

3.2暖通空調系統耗能的特點

暖通空調系統的能耗與其它建筑能耗相比有一些特點：首先，能量使用效率受到系統設計、選型、運行管理等因素的影響，如果系統設計不合理將會降低能源消耗效率。其次，室內空氣環境的冷熱質量也會影響到暖通空調系統的質量 這就要求盡可能多的利用現有天然能源，如太陽能、風能、地熱能等作為補充。第三，暖通空調系統的冷熱是通過交換形式完成的。因此，針對這一特定熱點，可以采用冷熱量回收的方式來節能減排，從而提高能源的使用效益。

4、暖通空調節能設計原則

⑴節能設計的實際應用。影響熱舒適指標的主要因素是：溫度，濕度，平均輻射溫度，風速，勞動強度。通過尋找這六者之間的合適比例，巧妙組合，達到舒適和節能的協調。同時恰當地利用房屋圍護結構的熱導性，抵抗室外氣候的變化，使得房間內產生舒適的微氣候。管路系統設計要簡單，這樣管材消耗量少，而且便于施工，可以達到節省初投資的目的。

⑵處理好整體和局部的關系。個人與全體兼顧在一定的條件下，實行集體供暖，無疑會很大的降低能耗，但是也需要注意滿足個人需求，不強求全面統一，這樣對節能和控制的靈活性均有利。一方面暖通空調系統應保證各個房間的室內溫度能獨立調控；二是便于實現分戶或分室熱量分攤的功能。

⑶利用室內的通風量，控制室內空氣品質節能設計中總的發展趨勢是通風量應增大，在這個過程中必然要解決的就是空氣的質量問題，消除空氣中的細菌、浮游塵埃，臭味等有害人體的物質，通過室內進排風合理的氣流組織，從而達到改善空氣的品質，改善居住環境，節約能源的目的。

5、改善暖通空調系統的節能設計的措施

5.1采暖與空調冷凍水系統的設計

⑴采暖系統的設計

采暖系統設計得合理，采暖系統才能具備節能運行的功能。無論是住宅還是公建，合理設計節能采暖系統的主要原則有：一是采暖系統應能保證對各個房問（樓梯間除外）的室內溫度能進行獨立調控；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。因此，對所有民用建筑室內熱水集中采暖系統的設計都要滿足上述三個原則的要求。

⑵空調冷凍水系統的設計

根據規定，除設計1臺冷水機組和循環水泵的空調水系統外，空調冷凍水系統應能隨著空調負荷的變化改變系統等流量，以降低空調水系統運行的能耗。目前，常用的空調冷凍水系統有以下兩種形式：

①一次泵定流量系統。系統較小或各環路負荷特性或壓力損失相差不大時，宜采用負荷側變流量.冷源側定流量的一次泵定流量系統。

②是一次泵變流量系統。具有較大空調水泵節能潛力的大型系統，在確保設備的適應性.控制方案和運行管理的可靠性的前提下，可采用冷源側和負荷側均變流量的一次泵變流量系統，且一次泵為變頻調速泵。

5.2保溫與保冷的設計

⑴冷凍（熱）水管道.空調系統風管及有關設備等，應采用高效保溫材料如閉孔橡塑保溫材料或帶鋁箔的離心玻璃棉管殼等進行保溫或保冷，并應注意隔汽層的密封。冷凍水管道和空調風管不應采用開孔性材料（如巖棉材料）保冷。保溫與保冷材料的厚度應按經濟厚度方法計算，保冷材料的度還需再按防結露方法計算核算，對比后取其較大值。

⑵空調風系統設計中，不應采用土建風道作為空調系統的送風道和已經進行過冷.熱處理的新風送風道。不得已而使用土建風道時，必須采取嚴格的防漏風和保冷措施。

5.3空調冷卻水系統的設計

⑴冷卻塔應布置在環境清潔，氣流通暢.通風良好，遠離高溫的地方，以確保其冷卻效率。

⑵多臺冷卻塔并聯使用時，冷卻塔之間應設連通管或共用連通水槽，以避免各臺冷卻塔補水和溢水不均勻，造成浪費。連通管的管徑宜比總回水管的管徑放大一號，且與各塔出水管的連接應為管頂平接。

冷卻塔的總供，回水管之間，宜設旁通管并裝電動兩通調節閥或采三通調節閥調節控制，保證冷卻水混合溫度滿足冷水機組對冷卻水低溫保護要求；并宜采用出水溫度控制風機啟停或變頻調速控制，達到節電目的。

5.4水力平衡裝置的設置

在采暖與空調水系統中合理地設置水力平衡裝置，是一個解決系統水力失調.降低系統能耗。創造舒適人工環境的全新解決方案和有效的技術措施，其設置原則如下：

⑴對于定流量系統，設計人員應首先通過管路和系統設計來實現各環路的水力平衡，即“設計平衡”；當由于管徑.流速等原因的確無法做到“設計平衡”時，應考慮采用靜態（手動）水力平衡閥通過初調試來實現水力平衡的方式；當設計認為系統可能出現由于運行管理原因（例如水泵運行臺數的變化等等）有可能導致水量較大波動時，宜采用閥權度要求較高.阻力較大的動態流量平衡閥（也稱自力式流量控制閥）。

⑵對于變流量系統來說，除了某些需要特定定流量的場所（例如為了保護特定設備的正常運行或特殊要求）外，不應在系統中設置動態流量平衡閥，而應設置動態壓差控制閥（也稱自力式壓差控制閥和壓差調節器）。

6、結束語

通過上述分析，環保節能技術在暖通空調領域的應用正在擴大和普及，而空調的耗能又是巨大的，應從設計、運行方面考慮節能，提高空調系統的節能總體水平。促使暖通空調系統具有發揮經濟性、節能性、安全性、舒適性和美觀性的綜合性作用，使其對國民經濟的發展和人民生活的提高帶來正面效應。

參考文獻：

[1]劉曉梅.暖通空調系統的節能設計要點分析[J]暖通空調，2012

[2]董潤格.淺析暖通空調系統的節能性分析[J].科