關于暖通空調節能設計及應用的研究

楊常樂

安徽省建筑設計研究總院股份有限公司 安徽 合肥 230601

引言

經濟建設的快速發展，人們生活水平的提高，我國人們對于能源節約有了更加深刻的認知。建筑工程中暖通空調所耗能源巨大，因此受到建筑企業及暖通空調設計人員的高度重視。為確保建筑工程中暖通空調更加節省能源，助力我國創建節約型社會，在設計暖通空調時一定要合理應用節能技術。

1 暖通系統節能設計的必要性

無論是居住建筑或是公共建筑，其采暖或空調設備已經成為必需品。而從能源消耗結構來看，此類設備所耗能源比例較高，在建筑總能耗中所占比例高達30%。因此，如何降低暖通設備的能耗不僅是經濟發展問題，也是關系到社會進步的能源與環境問題。如果能夠將節能技術運用于暖通系統及設備中，將其能耗進一步降低，可大大降低建筑的能耗指標，從而在經濟發展和能源利用之間尋求平衡，實現建筑行業的可持續發展[1]。

2 暖通空調節能設計及應用

（1）合理利用變頻技術。在設計建筑工程暖通空調時有兩種設計方式，分別是變頻與定頻。其中變頻暖通空調自身功能、節能效果與效率會更加優越。這種變頻暖通空調主要運用變頻節能技術，當建筑之中的暖通空調負荷情況出現較為明顯的變動時，可以通過風機、水泵及冷水機組等設施減少暖通空調能源消耗量，促使暖通空調在運行狀態中也可達到相關的節能標準，通過變頻技術可以促使暖通空調節能效果達到30%以上。而且在運用變頻技術后，暖通空調之中的變頻系統與變風裝置會構成變風量系統，這種系統能夠增加建筑居民的舒適性，還能減少暖通空調能源消耗量。如果可以在建筑工程暖通空調之中合理運用變頻技術，可以切實達成以下幾方面節能目的：其一，變頻技術能夠在暖通空調開始運轉之后，針對能源消耗情況進行有效調節，控制暖通空調運轉時能源的輸出速度與頻率，即便暖通空調處于較差環境中變頻技術也可以正常對暖通空調進行有效調節，促使暖通空調所耗能源得到徹底控制。其二，在整個建筑所有房間之中都能夠自行對暖通空調展開運行操作或調節操作，所有房間之中的暖通空調不會相互約束或限制，幫助建筑居民得到更加舒適的體驗與感受。其三，通過變頻技術可以將暖通空調對于冷熱能源輸出速度保持在平衡狀態，切實保護暖通空調中水泵和降低冷熱能源消耗程度。

（2）注重通風系統設計。建筑類型不同，其實際的通風需要也存在一定差異性，基于此，在進行空調通風設計時，應系統考慮用戶的實際設計需要。譬如，當用戶對于暖通系統設計要求較低時，在滿足室內溫濕度條件的基礎上，采用單風管灌風模式完成通風系統設計即可。而當住戶對于室內暖通系統具有較高要求時，應按照全空氣空調模式完成設計。就目前而言，在空調通風設計中，應加大變風量形式的有效設計和應用，可實現空調系統總風量精準調節和控制。需注意的是，在空調通風設計中，還應注重自然通風的有效設計，實現自然通風與空調通風的協調。在一定程度上，合理化的進行自然通風設計，能在減少電氣設備使用的基礎上，以不消耗任何資源的方式實現室內環境調節。從實際應用效果來看，自然通風不需要消耗能量，節能效益突出，同時，自然通氣更加健康，其能確保住戶的身心健康。

（3）冷熱源系統的控制。在暖通系統中，冷熱源是能耗的主要部分之一，對其進行自動控制，不僅可以實現動態監控，避免不必要的能源消耗，而且可以對冷熱源系統進行保護，避免過度運行造成設備損壞。從建筑管理角度來看，自動控制能夠減少暖通設備存在的安全隱患，從而提升建筑設備的安全性。對于壓縮式制冷設備，制冷過程需要消耗大量的氟利昂等，為了降低對制冷劑和電能的耗用，自動控制系統能夠對啟動或者暫停空調進行智能控制。比如對冷凍水的動態監控，當溫度過低或者相關部件運行過載時，在報警的同時還可以自行關閉、降低運行等級或者暫停運行等操作[2]。

（4）系統設計方面，提高系統控制水平，調整室內熱濕環境參數。暖通空調系統是一個復雜的系統，系統設計的優劣直接影響其使用性能。系統在設計時均按最大負荷取值，而實際運行基本上是在部分負荷下運行，如果系統各部分的設計不能適應部分負荷運行的要求，長期在高負荷狀態下運行，系統的能耗是很大的。另外，新風系統應該能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。可以說空調系統的設計對系統的節能起著重要的作用。傳統空調設計時一般以室內空氣為控制對象，也就是所說的工況設計，所有負荷取最大值，所有設備按最大負荷選取，但是這樣的結果使得一些空調房間夏季過冷冬季過熱，造成很大的浪費。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控制空氣的溫度濕度，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。熱濕環境研究成果的應用，為我們采用新的控制方式方法提供了理論基礎。

（5）地源熱泵節能技術的應用。所謂地源熱泵指的是利用水與地能進行冷熱交換的冷熱源，在冬季將熱能取出來供暖；夏季再把室內的熱量取出來，釋放到地下水或土壤中，這時能充當冷源。室外地源換熱系統、熱泵主機、室內末端系統組成了地源熱泵系統，由于低溫循環冷熱系統只能與溫度比較穩定的土壤進行換熱，有效地提高了系統工作效率[3]。

3 結束語

暖通空調系統節能設計及應用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，并促進綠色建筑的健康、有序發展。