探討暖通空調系統在節能方面存在的問題與對策

賈廣勝

摘 要：隨著社會生活水平的逐步提升，建筑技術得到進一步發展。暖通空調系統在現代建筑中具有重要的地位，合理進行系統資源的綜合規劃，實現系統資源的綜合分配，是提升現代資源綜合應用率的主要途徑。節能環保技術在暖通空調系統中的綜合性融合，促進了我國整體經濟規劃逐步實現優化與完善，促進城市建設綜合性發展。本文探討了暖通空調系統在節能方面的發展措施。

關鍵詞：空調系統；熱回收；節能

引言

經濟的發展使得暖通空調系統的應用越來越普及，但是暖通空調在建筑中能耗相對較大，暖通空調系統在我國的電能消耗中占了很大一部分，這是我國很多地區電力資源緊張的重要原因。在這種情況下，暖通空調系統的節能設計開始受到了建筑行業的關注，在進行暖通空調系統設計時，人們開始考慮怎樣盡可能地節能，由于暖通空調系統的能耗主要發生在制冷和通風系統，所以相關設計人員要將節能設計的重點放在這兩方面，采取有效措施達到節能的目的。

1 冷水機組空調系統與多聯機空調系統比較分析

1.1 冷水機組空調系統特點

生產工藝可連續、可單一，各室具有一定的獨立性，避免室間互相污染；潔凈室位置集中，可以將不同潔凈度的潔凈室合為一個系統；氣流組織主要靠末端裝置類型及布置，集中送風就地回風；使用時間可以不一，新風量便于調節；設備占有空間少，管道截面小；施工周期較短；現場工作量較小。其主要設備包括：吸收式冷熱水機組、冷卻水泵、冷卻塔、集分水器、膨脹水箱、風機盤管、新風機組等。

1.2 多聯機空調系統特點

多聯機技術于20世紀80年代初引入我國。因其系統就是變頻一拖一的擴展、布置較靈活、維護較簡單等特點，目前，成為辦公樓、賓館、醫院及高級別墅等建筑中最為活躍的中央空調系統形式之一。多聯機空調系統是由多臺高效壓縮機組成，并且有較高的COP值，冷（熱）直接由制冷劑輸送，減少換熱環節，控制非常靈活，適合各種變負荷的場所。由變頻多聯室外機、室內機、全熱交換器、連接管道等組成。

1.3 能耗比較分析

影響整個空調系統能耗的因素很復雜，包括系統設計、設備選型、設備性能、自動化程度、部分負荷下設備及系統的性能、系統調節功能、管理水平、室外氣象參數、部分房間使用系統在較低負荷運行等，其中的每一項都可能對系統能耗有重大影響。在主機效率方面，冷熱水機組稍高，考慮到整個空調所有耗電設備后，滿負荷下水系統效率高。但是部分負荷下EER區別較大，多聯機系統節能作用更加明顯，VRV變頻空調系統在部分負荷時的節能效果比較顯著，能效比相對較高。當部分負荷率在40%—60%之間時，制熱工況的能效比（COP）最高可達到4左右。

2 暖通空調系統在節能方面的對策

2.1 加強系統設計

暖通空調系統與其他系統不同，是一個龐大復雜的系統，該設計水平的優劣直接關系到暖通空調的使用。一般情況下，設計師在設計暖通空調系統時，會依照最大負荷來實現實際需要，因此，暖通空調的實際運行大多低于空調的負荷。如果系統各部分的設計內容不能滿足暖通空調的運行需求，那么就會消耗很多的能量。又如，在設計新風系統時，設計師往往會根據室外氣象參數的變化來實現對暖通空調新風量的設計，以盡可能地縮短暖通空調的開啟時間，減少能量消耗。由此可見，暖通空調的優質設計能夠實現暖通空調的節能。

2.2 注重建筑圍護結構

在建筑物體積相同的前提條件下，建筑物表面積越大，則建筑圍護結構的傳熱性更高，建筑冷負荷水平提升。因此，在暖通空調節能中必須合理管控建筑物的體形系數。中外墻、屋面、門窗等關鍵結構所產生的結構性傳熱以及太陽輻射是暖通空調冷負荷的主要因素，在圍護結構中所占比例大。從節能設計的角度上，必須根據民用建筑圍護結構的具體特點，利用遮陽板、窗簾以及雙層玻璃等多種方式進行遮陽，以降低透過玻璃窗進入室內的輻射熱等帶來的冷負荷，從而發揮節能效果。

2.3 提高可再生能源應用

近些年來，人們生活水平得到了不斷提高，空調系統的應用范圍也得到了進一步拓展，這就在一定程度上導致了空調能耗的大幅度提升。因此，為了實現能源的節約，保護生態環境，實現可持續發展，應當加大可再生能源在空調中的利用比例，如風能、地熱能、太陽能等。將新型能源進行有效的推廣，擴大其在暖通空調體系里的適用范圍，提高利用率，使目前不可再生能源的緊缺得到緩解。以地源熱泵空調系統為例，由于地下恒溫層土壤的溫度全年穩定在10℃—20℃之間，因此可以充分利用土壤恒溫層的熱度來提高暖通空調系統的COP數值，其制冷、制熱系數可達3.5—4.7，與傳統的空氣源熱泵相比，要高出40%以上，有效降低同等條件下系統所需要的能源，盡可能地提高能源的應用效率。

2.4 加強冷熱回收利用

隨著國家相關節能政策法規的出臺，各種與節能有關的新技術應運而生，熱回收技術就是眾多節能方法中的一種。建筑物中有可能回收的熱量有排風熱量、內區熱量、冷凝器排出的熱量等。合理有效地回收這部分熱量不僅能降低空調系統本身的能耗，還能減少對室外環境的污染。

常見的排風熱回收方式有轉輪式熱交換器、板翅式熱交換器、熱管式熱交換器、盤管環路式熱回收裝置。

回收內區熱量則主要采用水環熱泵空調系統，即用水環路將小型的水水/空氣熱泵機組并聯在一起。冷凝熱利用方式主要可分為直接式和間接式。直接式是指制冷劑從壓縮機出來后進入熱回收器，直接與自來水換熱制備生活熱水。間接式是指利用常規空調的冷凝器側排出的高溫空氣或冷卻水水來加熱制備生活熱水。間接式由于要增加的設備比較多，換熱效率比較低，所以該技術應用范圍不廣。

冷凝熱熱回收形式主要有雙冷凝器熱回收和熱泵熱回收兩種方式。

暖通空調設計可以將各種熱回收方式進行組合，全面提高熱回收的利用水平。

2.5 提升系統控制水平

在暖通空調系統的設計中，要對空調的運轉系統進行優化，保證其能源利用方式最合理，就需要對空調冷熱系統相關系數進行合理調控。在對暖通空調系統的相關參數進行調控時，要充分考慮建筑內部的環境因素，如濕度、溫度、風速等，也要考慮環境、建筑外圍護結構等因素的影響，在進行暖通空調系統的設計時，要綜合考慮這些因素，結合環境特點進行合理設計，從而達到節能的目的。

以往，我們僅僅是通過室內溫度和濕度控制來實現對空調的控制，這種控制是片面的、不全面的，常見的問題包括，空調系統難以實現直接的對人作用，也不能迅速地跟隨環境的變化而變化，從而給人體帶來不適感。如果我們將熱濕環境的研究成果應用到空調的控制方式方法上，以舒適性評價指標為標準，對空調系統進行控制，一方面可以解決傳統空調控制方式存在的弊端，另一方面還可以實現最大限度的節能。熱濕環境研究成果可以為實現空調控制提供一定的理論基礎。

3 結語

除了在系統設計、設備選用方面要充分考慮節能的效果以外，系統的節能運行也依賴良好的維護和保養，例如適時清洗換熱器、適時更換過濾器等措施，都能為能源的節約做出貢獻。

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