芻議暖通空調系統節能設計措施

吳莉莉

摘要：近幾年來，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對生活質量以及居住環境都有較高的要求。建筑能耗也呈現不斷增加的態勢，而其中，暖通空調耗能占了相當大的比重，由此也就帶動了暖通空調節能設計越來越受到設計者關注。本文在此對暖通空調系統節能設計的具體的一些措施做了詳細的分析。

關鍵詞：暖通空調；節能；能耗

一、暖通空調系統能耗的構成及主要特點

從目前來看，能源和環境問題日益尖銳，城市化的飛速發展和人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大，在發達國家已達到40%，建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通風、空調、照明、電器和熱水供應等需求方面的能耗，用于暖通空調的能耗又占建筑能耗的30%～50%，且在逐年上升。為了維持建筑物內部空氣環境適宜的溫濕度，現代建筑中通常采用設置暖通空調系統來保證這一需求，而所消耗的能量即為暖通空調系統的能耗。這部分能耗中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。影響暖通空調系統能耗的主要因素有室外氣候條件、室內設計標準、圍護結構特征、室內人員及設備照明的狀況以及新風系統的設置等。暖通空調系統的能耗還有幾個特點表現在：第一，系統的設計、選型、運行管理的不合理將會降低能量使用效率。第二，維持室內空氣環境所需的冷熱能量品位較低且有季節性。這就使在具備條件的情況下有可能利用天然能源來滿足要求，如太陽能、地熱能、廢熱、淺層土壤蓄熱等。第三，暖通空調系統涉及到的冷熱量的處理通常以交換形式處理。這就可以采用冷熱量回收的措施來減少系統的能耗，有效利用能量。

二、暖通空調系統節能設計分析

1、空調冷卻水系統節能設計

若當地不具備可供使用的豐富自然水源，原則上不采用直流式冷卻水系統而選用冷卻塔循環合使用以進一步降低循環水泵揚程及其運行能耗。冬天時還可將冷卻塔用作冷源設備。尤其需要注意的是，冷卻塔設置時須確保其運行環境的清潔，通風條件良好，且務必和高溫區域相隔離以確保其冷卻效率得到保證。并聯使用多臺冷卻塔時，各冷卻塔間要設置共用連通水橫槽或連通管以防止冷卻塔補水和溢水的不均衡以免造成不必要的浪費[2]。設計連通管管徑要稍大于總回水管管徑，且要和冷卻塔出水管管頂平接連接。冷水機組需冷卻水的低溫保護，為滿足此要求，冷卻塔總供水管和回水管之間須設置通管，還須設置兩通調節閥或三通調節閥以進行控制調節。除此之外，風機啟停原則上應通過出水溫度進行控制，或選用變頻調速控制模式以減少能耗。

2、空調風系統節能設計

若空調區在運行時間、濕度和溫度等方面需求不同，則進行區域劃分時須參照實際情況將這些區域劃分開來。建筑物面積空間較大、建筑物內人員較多或有集中溫度和濕度控制管理需要時，空調風系統原則上選用全空氣空調模式，且盡量避免采用風機盤管系統。在空氣空調系統的設計過程中，在無特殊功能要求的前提下，盡量選用單風管關風的方法。在同一個空調系統中，各空調區域冷熱負荷存在較大差異和變化，且低負荷運行時間較長，各空調區域溫度需分別加以控制，并且建筑物全年都需送冷風，此種情況即可選用變風量空調系統[3]。因為此系統模式可通過調節送入房間風量來調節負荷的變化，且確定總風量的過程中還可考慮同時使用系統，因而風機運行能耗和裝機容量均呈現下降趨勢。

3、空調冷熱水系統的節能設計

在冷熱水系統的設計過程中，為降低能耗有以下幾種措施可以選擇：（1）應優先選擇應用閉式循環的模式，采用了這種模式不但能避免管道和設備被腐蝕，同時還能大大的降低靜水力所需要的輸送能耗，也延長了空調系統的使用壽命；（2）在確保滿足空氣調節的條件下，單位制冷量的能耗是與制冷機的蒸發溫度以及冷凍水的供水溫度成反比的；（3）當冷凍水系統的靜壓力不大于1MPa時，嚴禁采用豎向分區，而是應采用一泵到頂的方式，從而保證整個系統進行維修和保養工作就會更加的方便，同時還能夠降低工程的建設成本，設備的電能消耗也會得到降低；（4）在建筑物中，可能有些區域的空調是要冷熱水交替供應的，而有的區域是要全年供應冷水的，因此就建議采用兩管分區制水系統，而如果是冷熱水需要同時使用或是交替較為頻繁時，則應采用四管分區制水系統；（5）在設計中，還應有意識的采用大溫差系統，水泵運行時流量得到了降低，也就降低了系統的能量消耗。

三、實現暖通空調系統節能設計的措施

為了確保暖通空調的施工質量能夠達到相關工程的具體需求，針對其設計中容易出現的問題，必須要在充分了解其產生原因的基礎上，采取科學合理的解決措施，從而降低問題出現的幾率，確保施工的整體質量。

1、科學合理的設置管線

實踐證明，管線的設置是否科學直接影響到施工的質量，因此，在設計施工圖紙之前，應該將工程中所涉及到的管道進行詳細分類，從而根據不同類型的管道進行不同的工藝布置。一旦其中有某個工程與其他的工程不一致，那么則應該盡快與相關部門進行協商，并且根據具體的施工情況采取有效的解決措施，努力將其完善。此外，如果有某個管線自身布置存在不合理的情況，對其處理應該從全局的角度出發，將各個部分功能進行合理、優化安排，確保各個部分的作用能夠充分發揮出來。

2、注重風管的設計

風管的設計是否得到直接關系到工程設備的噪聲程度，因此，在施工過程中，施工人員一定要注重風管的設計。對于空調風管的選擇均應該選用國家檢驗合格的30mm厚的難燃級夾筋鋁箔復面閉孔酚醛泡沫材保溫，接風的地方應該采用壓敏膠帶進行連接，要求外觀光滑。此外，風管的走線一定要適中，不能太長也不能太短。同時，在對各個專業管線進行布置的時候還應該注意，一定要確保其布局合理，只有這樣，才能從根本上提高暖通空調的使用效率。

3、合理的選擇暖通空調系統的設計參數

通過對室內外溫度的合理分析，采取最恰當的溫度值，從來確定暖通空調系統的設計參數。所采取的的數據要注意，冬天時溫度不宜過高，夏天時溫度不宜過低。在計算新風量的過程中，工藝要求和衛生條件都要滿足要求，在此基礎上盡量節約能耗。節能設計工作重要的兩個參數就是室內的溫度和濕度。暖通空調系統的能耗大小不僅會受到所設計的室內濕度標準和溫度標準的影響，同時也會受到當地氣候條件以及建筑圍護結構等因素的影響。在設計的過程中，還要充分的參考產品的生產工藝以及人體的健康條件，在夏天，如果室內的設計濕度提高了百分之十，那么能耗就能夠降低百分之二十，而如果設計溫度升高了1攝氏度，那么熱負荷也能夠降低百分之十，因此為暖通空調系統選擇合理的設計參數是非常重要的。

4、采暖、通風與空調系統的選擇要合理

采暖、通風與空調系統在選擇的時候應將滿足規范要求作為前提，選擇系統的形式。對人工環境的控制場所擁有的特點進行充分的分析，注意周邊區、內區以及朝向，使用功能上存在的差異，分環設置或分開設置以便于調節、控制和管理，避免不同的區域出現過熱或過冷能源浪費現象的發生，使其能夠與系統更好的配合，以求獲得最佳的效果，從而達到既節約又經濟的目的。

四、結語

總之，暖通空調節能技術的應用日益廣泛，應從設計、運行等方面采取節能措施，提高空調系統的節能總體水平，降低空調系統的運行能耗和費用，最大程度地發揮暖通空調系統的安全、經濟、舒適、節能以及美觀性能。利用技術改革創新，提高能源利用率，做到因時制宜、因地制宜。推廣節能新技術，保護自然資源，實現經濟社會的可持續發展。