暖通空調系統中的節能問題探究

文/楊昕 南京電力設計研究院有限公司 江蘇南京 210000

當前我國經濟發展下，對能源需求量在不斷加大，面臨著嚴重的能源緊缺問題。要實現可持續發展，就需在各項工程施工中開展綠色施工，采用合適的節能技術等。在建筑使用中，暖通空調系統發揮著重要作用，是必不可少的內容，要實現建筑節能，就必須做好暖通空調方面節能建設，其中對相關節能技術的有效應用，可以節約大量能源，并能夠更好地控制成本，實現節能環保、經濟成效。

1、暖通空調系統中存在的節能問題

1.1 暖通空調設計不合理

暖通空調項目是全面、復雜的，在其設計過程中，需要考慮多方面因素，科學合理完成設計。但具體設計過程中，由于設計人員是有限的，因此其工作任務繁重，一些工程中為了加快設計，很多設計人員并未深入現場考察，而采用通用型系統。在此設計下，會對工程效率產生影響，且能源消耗、成本投入都比較大。并且一些設計人員為了效率，其設計成果會存在與實際情況較大差距，而導致后續施工難度加大，設計出的系統在運行中消耗較大。

此外，設計人員之間專業水平也存在差異，難以確保設計成效。一些設計人員缺乏足夠經驗，無法完美解決存在的復雜問題，會導致設計存在缺陷，而使得系統安全隱患較大。在暖通系統故障后，會產生不必要浪費，難以達到節能成效。

1.2 新技術推廣不到位

時代發展下，節能技術也在不斷進步，不斷出現新型節能技術，比如太陽能空調系統等，進一步推動了暖通設計的發展。當前，這些新型節能技術的應用，雖然可以使能源投入減少，同時降低設備成本，但其造價較高、工序復雜，因此推廣難度較大。

2、暖通空調系統中的節能措施

2.1 重視設計規范

在進行建筑暖通空調設計前，要對相關影響因素進行充分考慮，仔細研究施工現場，設計規范的方案。設計中，需對建筑結構、功能和運行環境等問題貫穿其中，保證設計方案的科學合理性，實現對系統的良好控制調節。設計中應根據工程實際情況，采用合適的新技術，而不可忽略設計本質盲目應用。只有設計方案合理，才能有效提升系統工作效率、降低能耗，保證節能成效。

2.2 減少熱媒介輸送能耗，提高建筑能源利用率

在材料選擇方面，選擇合理的、保溫效果較好的材料，比如采用熱水預制保溫直埋管等。設計輸送體系方面，可利用計算機平衡調試暖通系統，比如采用平衡閥和專用智能儀表等，對管網流量可科學分配、控制，進一步提高輸送能力效率。設計過程中，考慮使用具備較強實用性的動力傳輸系統，設計中優選動力系統，確保節能成效。可選擇效率高、溫差大、流速低的管道，采用輸送效率高的動力設備。

同時暖通空調的節能是與建筑結構、環境有很大關系的，減少室內熱量的外散，對自然條件充分加以應用，也可創造室內舒適環境，而達到能源節約的成效。因此，建筑能源利用率需要進一步提高，建筑保溫主要措施就是建筑外圍護結構，以及房間朝向、單體建筑平面、體型設計等，還需綜合考慮建筑群的總體布置。

建筑維護結構方面，一般情況下，增大維護結構增加的投資較少，但可達到20%～40%節能效果。建筑維護結構熱工性能得以改善，夏季氣溫升高，室外熱量進入室內的部分減少，而冬季溫度降低室內熱量流失也會減少，可以改善建筑環境，減少其冷熱消耗。建筑外圍護結構中，其主體就是墻體，主要發揮承重作用的單一墻體材料，其保溫性能和隔熱特性較差，因此當前建筑墻體多采用復合材料。這些復合墻體的承重結構為塊體材料、鋼筋混凝土等，在墻體工程中會與保溫隔熱材料復合，或者選擇用在框架結構中使用薄壁材料和保溫隔熱材料。當下，在市場上出現了多品種新型墻體材料，有粘土空心磚和加氣混凝土等。

建筑規劃布局方面，建筑向陽面和陰面的氣壓不同，可以在無風的條件下形成良好通風，自然風在建筑體型設計形成的風洞中回旋，其通風效果是比較好的，可以降低暖通消耗。日照、朝向方面的選擇，主要是冬季的時候要確保日照充足，且可將主導風向避開，而夏季又可高效利用自然風，使太陽對建筑的輻射減少。

2.3 合理應用變頻技術

一般情況下，暖通空調運行中是按照設計的額定功率進行的，負荷較低的情況下，如果設備依然為額定功率運行，則其能耗就比較大。因此，在設計中可以充分采用變頻技術，比如設備末端變風量調節等，使其可以在負荷變化下，也隨之調節設備輸出功率，發揮節能減排效果。根據暖通空調實際負荷，合理改變風流量、水流量，進而完成節能目標。變風量體系中，運用空調系統末端裝置，可以完成室內負荷補償機制，優化調整送風量，使室內溫度保持適宜，相比于定風量系統，其能耗成效顯著。變水量系統中，對溫度的調節可通過控制數量實現，以進一步節省電能。

利用變頻器來達成節能目的，就是在變頻調速控制系統中，水泵電機控制系統從配電網系統中獲得交流電源，在經過PLC 控制器將指令發出后，經變頻器內部整流電路等轉換為直流電源，再通過變頻器控制單元直流逆變電路轉換為電機需要的交流電源，為電機拖動系統提供需要的動力，由該拖動系統轉換輸出轉矩，進而能夠動態變頻調節控制暖通空調系統。在整個水泵電機拖動系統中，PLC 控制器與變頻器會組成變頻調速系統中動態調節功能單元，根據需水量和需風量動態變化，優化水泵電機運行工況曲線，實時調節下，整個拖動系統是處于輸入、輸出始終平衡的狀態下的，可以達到最優經濟運行，實現節能減少。具體在技術改造中，可根據用戶用水量和風量波動，來動態轉速調節水泵電機輸入電源頻率。同等的流量變化調節下，暖通空調系統可以實現穩定調節控制，獲得顯著的節能成效。具體在使用中，如果水量檢測系統出現故障，應以電機拖動系統上限頻率為標準，使變頻調速系統能夠保持恒功率運行，保證系統最大水量。調速控制系統故障，則應由運行管理人員檢查設備性能，并啟動原控制系統。

結語：

要實現可持續發展，必須提高建筑暖通空調節能水平，科學應用新型節能技術，降低其運行中產生能耗。同時，注重對節能措施的推廣工作，不斷革寬其應用范圍，融入合適的節能技術，有效降低系統能耗，實現節能效益。