建筑暖通空調系統的節能措施研究

康成才 孫字

摘要：暖通空調系統的節能占建筑節能的重要部分，暖通空調系統的節能不僅關系到人們的冷暖、健康、安全工作效果和產品質量，在某種程度上，綜合利用各種技術措施達到空調節能，有利于國民經濟的可持續發展，是一件利國利民的好事，因此，本文探討了暖通空調系統的節能措施。

關鍵詞：暖通；空調系統；節能措施

根據暖通空調行業的研究成果，現有空調系統的能耗是驚人的，如果采用節能技術，現有空調系統節能20%～50%是完全可能的。因此，在暖通空調系統中考慮節能意義重大，可采取以下措施提高暖通空調系統的節能效率。

一、精心設計暖通空調系統，使其在高效經濟的狀況下運行

系統設計的優劣直接影響到系統的使用性能。由于系統往往都是按最大負載且有一定的余量設計的，但是在絕大部分時間內實際負載遠遠比設計負載低。一年中負載在50%以下的運行小時數約占全部運行時間的50%以上。導致制冷機長時間處于低負載率的工況下，甚至時開時停，造成了一定的能源浪費。制冷機的COP值隨冷量的變化非常明顯，因此，改進和提高機組部分負荷運行時的效率就成為空調系統節能的重要途徑。根據全年逐時動態負荷計算所得的空調、供暖的冷、熱負荷和全年負荷，以及能耗系統的準確計量，選擇合理的運行策略，盡量使制冷機運行在較高的負荷下，以獲得較高的COP，達到節能的目的。特別是過渡季和冬季充分利用室外新風作為自然冷源，隨著室外氣象參數的變化改變新風量，以最大限度地縮短主機的開啟時間，有效提高舒適性并實現節能?？梢哉f空調系統的設計對系統的節能起著重要的作用。

二、改善建筑維護結構的保溫性能，減少冷熱損失

（一）控制窗墻面積比。由于外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的35%-45%，因此，在保障室內采光的前提下，合理確定窗墻面積比十分重要。一般規定各朝向的窗墻比不得大于下列數字：北向25%東、西向30%南向35%。

（二）為提高門窗氣密性和保溫性能。應采用密閉性和保溫性能良好的門窗。

（三）外墻采用節能保溫墻體。經過多年的實際應用，證明采用該類保溫系統的建筑，無論是從節能效果和減輕樓體自重還是居住的舒適程度，都是一項值得在全球范圍內推廣應用的節能新技術。

（四）加強施工管理。除了按設計和規范要求做好墻窗等圍護結構的保溫施工外，還應重點加強窗或玻璃幕墻與墻、墻與屋頂等相互結合部位的保溫施工管理工作。尤其應注意采取相應的措施切斷鋼筋鹼或鋼構件、門窗鋼附框等熱的良導體形成的熱橋作用。

三、提高系統控制水平，調整室內熱濕環境參數，盡可能降低空調系統能耗

空調系統特別是舒適性空調系統對人體的作用是通過空氣溫度、濕度、風速、環境平均輻射溫度進行的，人體對環境的冷熱感覺是這些環境因素綜合作用的結果。以往的空調控制方式僅僅是測控空氣的溫度濕度，甚至僅是空氣溫度。這顯然是不全面的，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。熱濕環境研究成果的應用，為人們采用新的控制方式方法提供了理論基礎。如果采用舒適性評價指標即體感指標作為空調系統的調控參數，如采用PMV或SET指標對空調系統進行調控，不僅可以解決傳統控制方法存在的弊病，而且可以實現大幅度的節能，據初步研究表明，采用這種控制方法可使空調系統在人體舒適的條件下節能30%左右。

四、采用新型節能舒適健康的空調方式

影響人體熱舒適性的環境參數眾多，不同的環境參數組合可以得到相同的熱舒適性效果，但不同的熱濕環境參數組合空調系統的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我們采用傳統的空調方式，把整個室內的空氣加熱，通過空氣實現人體與環境的熱濕交換，就需要較高的空氣溫度，此時通過維護結構的熱損失和加熱新風的熱損失都比較大。如果我們根據熱濕環境的研究成果，改變傳統的空調方式，增加輻射熱（如低溫地板輻射采暖），此時所需要的空氣溫度顯著下降，一般可達到12℃～14℃，而傳統方式一般在18℃～20℃，顯然后者比前者具有顯著的節能效果。在夏季也有類似的結果。

五、天然及可再生能源的利用

（一）自然通風

自然通風是對自然條件的最充分的利用，也是改善熱環境的有效措施。當室外空氣干球溫度和焓值低于室內空氣干球溫度和焓值時，自然通風可以在不消耗能源的情況下降低室內空氣溫度，帶走潮濕氣體，從而達到人體熱舒適。即使是室外空氣溫濕度已超過舒適區的標準，需消耗能源進行降溫降濕處理，也可利用自然通風輸送處理后的新風，省去風機能耗，且無噪聲。既減少能耗又降低污染，符合可持續發展的思想。

（二）太陽能供暖與制冷

太陽能供暖主要采用被動式太陽能和主動式太陽能供暖系統。太陽能制冷有兩種方法：一是利用太陽能驅動機械裝置，機械裝置再驅動壓縮制冷循環；另一種方法是從太陽直接獲得熱量來驅動吸收式制冷機，從而降低室內溫度。這兩種制冷技術均不采用對臭氧層有破壞作用的氟里昂，并且二者都采用較低等級的能源，在節能與環保方面有著光明的前景。

（三）地熱能的利用

利用地熱供熱供冷，有很好的應用前景。圖2所示為地熱水直接供暖或做空調熱源的系統形式。除此之外，常見的還有地熱水間接供熱，地熱供暖加調峰鍋爐，地熱泵加熱供熱，地偶冷卻等方式。目前全國已有越來越多的地熱工程，不但可以用于供熱，也可用于供冷（以熱制冷）。設計管理得當，不僅節能，且有明顯的經濟效益。

六、結束語

綜上所述，因此，有必要對暖通空調系統在節能方面存在的問題給予重視，使暖通空調系統具有并發揮經濟性、節能性、安全性、舒適性和美觀性的作用，使其對國民經濟的發展和人民生活的提高帶來正面效應。

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