建筑暖通空調系統節能技術探討

周旭

南通安裝集團股份有限公司 江蘇南通 226000

近年來，可持續發展理念的提出對社會的整體發展有很大的影響，在建筑工程中的暖通空調系統設計中融入節能減排理念，不僅能提高人們居住環境的舒適性，還能減少暖通空調系統在運行過程中能源的消耗，從而提高建筑環境的整體環保性[1]。

1 暖通空調系統工作原理分析

空調器的工作原理主要由冷熱運行、輸送和循環三部分組成。冷量產生的同時需要消耗另一種能源，通常是電能或地熱能，通過冷卻系統冷卻冷凍水或冷卻液。原則上，通過電能使壓縮機工作，將冷熱源的能量轉移到冷凍水中，冷能的輸送通過水泵進行，主要是通過水泵將冷凍室的冷凍水輸送到每個用戶的房間，在冷卻循環中，高溫冷卻水經過冷卻塔和其他裝置的冷卻，溫度降低，提高壓縮機制冷效率，從而減少電能消耗。

2 建筑暖通空調系統節能技術

2.1 結構及系統優化設計

在暖通空調的優化設計中，如果只依靠先進的設備來完成具體的設計需求而忽略其本身結構的重要性，難以充分發揮能源消耗的經濟效益，無法最大程度降低其在使用過程中產生的各種污染，暖通空調的造價也難以降低。因此暖通空調的設計人員還需從優化其系統結構的角度出發來實現節能減排的目標。而融入節能減排理念的暖通空調系統，可以從系統自控技術、水系統、風系統及冷熱源等方面來實現系統優化。首先是系統自控技術的應用，設計人員需要通過應用先進的智能化設備來使暖通空調更滿足人們的需求，保證暖通空調的智能化系統能自我監控、自我調節，使運行更加穩定、人性化。其中水系統、風系統可以通過對實際的供水、送風情況進行檢測并實時調整相關閥門的開度，對其動態流量進行調節來完成。對冷熱源的優化可以因地制宜，根據當地的自然環境條件，選擇合適的冷熱源，如土壤源、水源、空氣源等。

2.2 變頻技術的應用

壓縮機是保證整個空調系統正常運行的核心設備，當空調制冷時壓縮機會消耗暖通空調系統較大部分的電量。而傳統壓縮機定頻工作，隨著室外環境溫度降低，室內空調負荷減小，壓縮機的功率也不會隨之變化，電能浪費嚴重。變頻空調的工作原理是利用變頻器來控制暖通空調壓縮機的供電頻率，以此控制壓縮機功率，壓縮機可根據負荷無級調節。此外，變頻空調內置的傳感器能測量建筑的內部溫度，并根據測量結果來調整壓縮機的轉速，以控制制冷量，滿足人們生產生活的需要。交流變頻空調和直流變頻空調的工作原理存在一定差異，前者工作原理的重點在于對穩定差的測定，生成特定的頻率信號，從而有效控制壓縮機的電壓、轉速以及制冷量；后者的工作原理相對簡單，是通過改變加在永久磁鐵上的電壓實現對轉子轉速的控制，以此滿足制冷和制冷需要[2]。

2.3 優化系統運行管理

高效的運行管理制度對建筑節能起著很重要的作用，如果管理不善，將會造成較大的能源浪費[3]。空調系統的運行基本都是在部分負荷下進行，室外氣象參數也與設計不同，那么系統的運行工況和設計就是不同的。所以在設計時我們應注意，系統部分負荷運行時，系統和設備應可調，并能使系統和設備在部分負荷工況時在高效狀態下進行，避免“大馬拉小車”。當室外空氣的溫度或者焓值低于室內空氣時，要考慮盡量使用室外新風，這樣可以減少空調主機開啟的時間，因為一臺主機能耗一般是一臺新風機組能耗的幾倍甚至幾十倍，而此時新風的使用即降低了能耗，又使室內空氣品質得到保證，這也體現了所謂的過程設計的重要性。同時，空調房間一般設有排風系統，如有條件，盡量采用帶熱回收功能的新風機。由于排風的空氣參數與空調房間的室內空氣參數相同，如果新風在送入之前可以與部分排風進行換熱，吸收排風的冷量或者熱量，這樣就可做到部分能量的回收。間歇工作的空調通風系統，盡可能在預冷時采用循環風，不引入新風。人員數量變化大的系統，最熱月和最冷月的新風量應該根據人員需要自動控制新風入口閥門，調節新風量。過渡季節應盡量采用室外新風的自然冷卻能力，節省人工冷源的冷量。根據室外氣候的變化，合理設置被控制房間的溫度，避免出現夏季室內過冷、冬季室內過熱的現象[4]。

2.4 加大熱回收裝置設計與應用

空調系統運行中，設備長時間的運行會產生大量廢熱，這些冗余熱量的流失本質上是一種能源浪費現象[5]。為實現空調余熱的有效回收，可采用熱回收裝置進行余熱處理。從熱回收裝置應用過程來看，其能借助不同載熱及狀態的流體，實現濕熱或是總熱的有效傳遞。經此轉化，空調機組冷熱源的消耗極大減少，其在空調節能控制的基礎上，滿足了室內溫濕度調控的需要。目前，在空調節能中，可采用熱泵系統、蓄冷和蓄熱系統、換熱器等單元進行熱回收裝置設計。當熱回收系統采用冷凝熱回收設計方式時，應注重熱水系統和制冷機組的相互結合，這樣在收集一定的余熱后，可借助這些余熱對生活用水加熱，最終實現冗余熱量高效利用，降低了熱水系統能量的消耗[6]。

3 結語

暖通空調系統節能設計是發展綠色建筑的內在需要，其不僅能降低空調系統的運作能耗，而且能在多技術支持下，改善室內溫濕度及通風環境。暖通空調系統節能設計要堅持因地制宜原則、節能環保原則和資源最大化利用原則，系統化的采用空調節能設計方法，進行空調各單元的規范設計，這樣才能有效提升暖通空調節能設計水平，改善室內環境質量，并促進綠色建筑的健康、有序發展。