暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)思考

劉文治

摘要：暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑中扮演著重要角色，其能耗也是建筑能耗的一部分。目前我國建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)仍然存在很多問題，尤其是暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)方面。 本文主要就這些已經(jīng)存在的問題進(jìn)行分析，并提出了關(guān)于暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容，希望可以為相關(guān)人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào);節(jié)能設(shè)計(jì);建筑能耗

我國近幾年來經(jīng)濟(jì)水平逐漸提高，環(huán)境問題也逐漸暴露。為了減少經(jīng)濟(jì)發(fā)展給環(huán)境造成的影響，低碳經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排的舉措必須大力推廣。暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)在這樣的大背景之下變得更為重要。

一、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的意義和特點(diǎn)

隨著我國工業(yè)化的不斷發(fā)展，建筑的整體耗能也在逐年增加，并且占據(jù)了我國總耗能的1/3左右，而建筑能耗的主要來源是暖通空調(diào)系統(tǒng)耗能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，公共建筑中包括供暖能耗在內(nèi)的暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗，通常會(huì)占到建筑總能耗的 60%以上。因此，只有在暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之初，充分考慮和落實(shí)節(jié)能舉措，才有可能有效降低建筑總能耗，有力支撐國家節(jié)能減排戰(zhàn)略，促進(jìn)我國社會(huì)向著可持續(xù)的方向發(fā)展。

首先，暖通空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成單元較多，包括冷熱源、冷熱源輸配、房間冷熱末端在內(nèi)的暖通三大子系統(tǒng)，且耦合度較高，需要統(tǒng)籌考慮;其次，系統(tǒng)形式多樣，達(dá)到同樣的設(shè)計(jì)目的可以采用多種系統(tǒng)形式，而同一系統(tǒng)形式中，又有多類設(shè)備可選擇，增加了對(duì)比選擇的難度;最后，影響系統(tǒng)設(shè)計(jì)的因素多樣，如氣象環(huán)境、建筑熱工特性、業(yè)主需求、布置空間、設(shè)備功能等，充分考慮這些因素會(huì)增加暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。

二、暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)存在的問題

（一）對(duì)節(jié)能的重視程度不夠

以往的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)多強(qiáng)調(diào)功能性與舒適性，而忽視了節(jié)能性。大多時(shí)候，設(shè)計(jì)人員對(duì)節(jié)能的考慮僅限于滿足設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)提出的強(qiáng)制性要求，對(duì)于有范圍值或有彈性的標(biāo)準(zhǔn)，往往“就低不就高”，不主動(dòng)思考和深入挖掘系統(tǒng)的節(jié)能潛力。在系統(tǒng)方案制定過程中，方案的比選應(yīng)充分考慮節(jié)能措施帶來的社會(huì)效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

（二）對(duì)系統(tǒng)節(jié)能的認(rèn)知度不足

在暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員忽視空調(diào)系統(tǒng)整體的合理性，把節(jié)能概念、節(jié)能技術(shù)與節(jié)能產(chǎn)品當(dāng)做節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo)而非實(shí)現(xiàn)理想節(jié)能效果的手段。一些節(jié)能示范項(xiàng)目中，節(jié)能概念應(yīng)用與節(jié)能產(chǎn)品的簡單堆砌屢見不鮮。

（三）節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)缺乏科學(xué)性

暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)缺乏科學(xué)性，原因在于一些設(shè)計(jì)人員為了滿足這些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)節(jié)能系統(tǒng)，最終卻無法將暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的作用發(fā)揮到最大。實(shí)踐中經(jīng)常出現(xiàn)的問題是一些設(shè)計(jì)者本身具有節(jié)能理念，同時(shí)也將其應(yīng)用在節(jié)能設(shè)計(jì)方案中了，但是最終結(jié)果卻不盡如人意。從節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)盡心分析可以發(fā)現(xiàn)，這一套標(biāo)準(zhǔn)限定了設(shè)計(jì)者的思維，使其常常為了“合規(guī)”而忽視節(jié)能設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化工作【1】。

三、暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)

（一）室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選擇

我國規(guī)范規(guī)定的舒適性空調(diào)室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)參數(shù)，大多是根據(jù)舒適性原則給出一個(gè)范圍，沒有嚴(yán)格的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)限值。除工藝要求嚴(yán)格規(guī)定外，設(shè)計(jì)者應(yīng)在充分考慮建筑構(gòu)造、房間功能、使用情況、人員進(jìn)出頻率與著衣情況的前提下，適度合理的降低室內(nèi)溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)。即在滿足人體舒適度的前提下，選取確定的室內(nèi)溫、濕度值盡量接近當(dāng)時(shí)的自然界空氣參數(shù)，尤其不能忽視夏季提高室內(nèi)相對(duì)濕度的顯著節(jié)能效果。

（二）空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能措施

循環(huán)水泵是空調(diào)水系統(tǒng)的輸送動(dòng)力，整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)中水泵的功耗遠(yuǎn)大于風(fēng)機(jī)的功耗。對(duì)于一些小型工程，可采用一次泵定流量系統(tǒng);當(dāng)系統(tǒng)較為復(fù)雜、阻力較高，負(fù)荷或阻力相差較大時(shí)，應(yīng)在冷源側(cè)和負(fù)荷側(cè)分別設(shè)置一級(jí)泵和二級(jí)泵的二次泵系統(tǒng)，二級(jí)循環(huán)泵宜采用自動(dòng)變速控制。為了進(jìn)一步降低水系統(tǒng)能耗，相關(guān)節(jié)能措施也逐漸延伸到了變流量一級(jí)泵系統(tǒng)的領(lǐng)域，開發(fā)了適應(yīng)變流量一級(jí)泵系統(tǒng)的變流量冷水機(jī)組，并能保證在低流量下冷水機(jī)組的工況穩(wěn)定和安全運(yùn)行。對(duì)一些大型空調(diào)系統(tǒng)在確保冷機(jī)設(shè)備可靠性的前提之下，可采用冷源側(cè)變流量的一次泵變流量系統(tǒng)。

空調(diào)水系統(tǒng)在進(jìn)行管道布置設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量要減少并聯(lián)環(huán)路間的壓力損失差值。當(dāng)該值超過15%時(shí)，應(yīng)根據(jù)水力平衡要求配置必要的水力平衡裝置。為了提高水系統(tǒng)的輸送效率，降低輸配能耗，防止因系統(tǒng)設(shè)計(jì)流速過高、小溫差大流量、選用低效率水泵等原因造成的能源浪費(fèi)，暖通設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格計(jì)算供暖水系統(tǒng)的耗電輸熱比HER-h和空調(diào)冷（熱）水系統(tǒng)的耗電輸冷（熱）比EC（H）R-a。

（三） 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員應(yīng)該結(jié)合建筑物的規(guī)模、使用特性等參數(shù)要求，結(jié)合建筑物所在地區(qū)的氣候條件以及能源的供應(yīng)情況，在經(jīng)過一系列的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比分析后，選定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。對(duì)于冷、熱負(fù)荷特性相差較大，或使用頻率、可靠性要求有較大差異的區(qū)域，宜考慮分別設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)。空調(diào)系統(tǒng)中的熱回收利用裝置是利用設(shè)備從排風(fēng)中回收熱量，重新對(duì)空氣進(jìn)行加熱或者冷卻，從而滿足室內(nèi)新風(fēng)需求的一種節(jié)能設(shè)備。室內(nèi)外溫差越大、溫差持續(xù)時(shí)間越長，排風(fēng)能量回收的效果就越明顯，用熱回收裝置最大可節(jié)約 70%～80%的新風(fēng)耗能。

（四） 空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行策略的科學(xué)制定

系統(tǒng)節(jié)能必須通過良好的運(yùn)行策略實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮系統(tǒng)真實(shí)運(yùn)行條件，通過合理設(shè)計(jì)使采用的高效率設(shè)備能在多數(shù)時(shí)間內(nèi)運(yùn)行于高效率區(qū)間。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員也應(yīng)通過運(yùn)行工況分析，進(jìn)一步優(yōu)化、細(xì)化系統(tǒng)運(yùn)行方式，挖掘節(jié)能潛力。例如，當(dāng)室外空氣較低時(shí)，可盡量利用新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)冷是簡單易行、成本低廉的節(jié)能措施。在人員未進(jìn)場前，沒有新風(fēng)和新風(fēng)負(fù)荷，可以縮短啟動(dòng)過程的時(shí)間和減少處理新風(fēng)的能耗【2】。

四、結(jié)語：

我國的暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)領(lǐng)域，依然存在著諸多亟待解決的問題。本文給出了一系列的節(jié)能舉措，為系統(tǒng)的開展節(jié)能設(shè)計(jì)提供了思路。暖通設(shè)計(jì)人員應(yīng)牢固樹立以節(jié)能為目標(biāo)的設(shè)計(jì)理念，充分利用技術(shù)創(chuàng)新、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，將節(jié)能技術(shù)與節(jié)能產(chǎn)品在設(shè)計(jì)中有機(jī)融合，促進(jìn)我國暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)新的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]萬紅玉.淺談建筑環(huán)境與暖通空調(diào)節(jié)能[J].江西建材，2016（07）：116+118.

[2]馮聰.暖通空調(diào)中的節(jié)能減排優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J].建材與裝飾，2015（49）：117-118.