浅谈暖通空调系统设计中的节能技术

王秀玲

（秦皇岛市海港区城市建设综合开发办公室, 河北 秦皇岛 066000）

1 暖通空调系统能耗构成及主要特点

随着我国国民经济的迅速发展，能源和环境问题日益尖锐—能源逐年递减、环境破坏严重。城市化建设水平的不断提高使得人们对生活物质水平的要求也不断的提高，建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大，在世界上各个国家生产过程中，都以节能为主要目标。在发展阶段各不相同的国家中，都是以环境的保护和生态的保护做为单一的目标，逐步提到新的议程上来。在生产过程中为了维持建筑物内部空气环境适宜的温湿度，现代建筑中通常采用设置暖通空调系统来保证这一需求，而所消耗的能量即为暖通空调系统的能耗。在暖通空调的运行过程中能量的消耗包括建筑物冷热负荷引起的消耗、新风负荷引起的消耗以及各种输送设备中所产生的消耗。影响暖通空调系统能耗的主要因素有室外气候条件、室内设计标准、围护结构特征、室内人员及设备照明的状况以及新风系统的设置等。

2 暖通空调系统的节能设计原则

2.1 控制室内空气品质

节能设计中总的发展趋势是通风量应增大，通过室内进排风合理的气流组织，消除空气中的浮游尘埃、细菌、异味等有害人体的物质，必然要解决的就是空气的质量问题。在这个过程中，改善居住环境，从而达到改善空气的品质，节约能源的目的。

2.2 节能设计指导

影响热舒适指标、风速、温度、平均辐射温度、湿度、劳动强度。同时恰当地利用，通过寻找这六者之间的合适比例，房屋围护结构的热导性，使得房间内产生舒适的微气候管路，抵抗室外气候的变化，系统设计要简单，这样管材消耗量少，巧妙组合，达到舒适和节能的协调。而且便于施工，可以达到节省初投资的目的。

2.3 整体和局部

在一定的条件下，不强求全面统一，实行集体供暖，但是也需要注意满足个人需求，这样对节能和控制的灵活性均有好处。暖通空调系统应保证各个房间的室内温度能独立调控，无疑会很大的降低能耗，便于实现分户或分室热量分摊的功能。

3 暖通空调系统节能设计中的关键技术

3.1 热源系统的优化选择

在暖通空调系统的节能设计过程中，应根据工程建筑的实际情况，合理选择热源系统。一般情况下，我国市场常见的热源种类主要为：热泵、热电站、区域锅炉房、小型锅炉、直燃型溴化锂吸收式热水机组等。以能源的利用效率来看，一般热电站的运行效率最高，热泵技术位居其次。热泵主要应用自然中蕴含的大量可再生、低品位能源作为热源，如地表水、太阳能、大气、地热等，通过压缩机的运行，在热源中吸取热能，提高温度之后传输到高温热源中。根据热泵的能源不同，可以分为两大部分空气源(风冷)热泵。主要为商用单元式热泵空调机组、家用热泵空调器、热泵冷热水机组等多种类型地源热泵，以土壤型为代表，可以实现至少30%以上的节能目标：直燃型溴化锂吸收式机组，其供热效率与燃气锅炉基本类似，但是对于锅炉房来说，大型区域锅炉房的蓄冷系统应用效果比小型锅炉更佳。

3.2 推广使用变频技术

在现代化暖通空调系统中，变频技术的应用具有较强的必然性。通过变频技术，既可弥补空调系统的工艺问题，也可减少能源消耗，降低运行成本。一般情况下，空调系统仅按照事先设计的额定功率运行，在负荷较低的情况下，如果设备仍以额定功率实行全负荷运行，那么必然产生能源浪费。通过在暖通空调系统中应用变频技术，就可实现空调设备的输出功率随着负荷的变化情况而有所调节，发挥节能减排效果。结合空调的实际负荷状况，适当改变风流量或者水流量，实现节能目标。一方面，变风量系统，利用空调系统的末端装置实现室内负荷的补偿机制，优化调整送风量，以保持合适的室内温度；与定风量系统相比较，变风量系统可节能约5O%；另一方面，变水量系统，主要通过控制数量来调节温度，比定流量系统更加省电。随着我国工业变频器的推广与使用，通过优化调节风量、水量及主机等，可实现与空调负荷的匹配运行，发挥良好的节能效益。

3.3 降低热媒介的能耗

在暖通空调系统中，节能工程设计应该注重各个环节的能源消耗。以具体设计及实际运行状况为出发点，形成整体性的空调节能体系。其中热媒介质传输系统作为暖通空调的重要组成部分，其热能输送方式、材料选择等，均对节能问题产生影响。在热媒介质传输系统中，选择保温材料，如直埋管等，可实现热水的预制保温；进而降低热能传输过程中可能出现的损失。另外，还可应用计算机系统全面测试空调系统的供暖状况，应用智能管网、平衡阀等，优化配置管网流量，加强管理对策，以此提高运行效率，实现节能目标。有关空调系统的节能设计，还可应用动力传输系统，进而优化动力系统的设计与施工，提高空调系统的节能效率。动力系统应选择负荷性质良好、运行效率高、温差大、流变速度的供应管道，运用合理、有效的动力设备，提高传输效率，构建良好的空调运行系统。

3.4 合理确定空调方式

随着人们生活水平的提高，新型节能、舒适、健康的空调运行方式逐渐被推崇。对于暖通空调系统来说，其应用的舒适程度主要取决于风速、湿度、空气湿度、环境平均辐射温度以及人们对环境的感觉等综合因素。因此，选择各种不同的组合型环境参数，产生的热舒适效果有所区别：例如，热湿环境的不同，空调系统产生的能耗也有所区别。在冬季时期，如果选择传统的空调方式提高室内温度，热湿交换通过空气在人体和环境中进行，所需要的空气湿度较高，这种情况下，加热新风的热损失及维护结构的热损失相对较大；如果能应用全新热湿环境应用成果，优化选择空调运行方式，提高辐射热度，就可显著降低空气湿度，一般以12℃～24℃为宜，而传统的空调运行方式则需要在18℃～20℃，显然新型空调运行方式的节能效果更加客观。同理，在夏季使用空调系统时，新型空调运行方式更加适用。通过应用这种健康、舒适、节能的新型空调运行方式，既可满足高水平的生活需求，同时也实现节能减排目标，与低碳经济发展相一致。

3.5 冷热能回收的优化

当前，有关暖通空调系统的冷热能回收问题正在进一步研究，以推动空调系统的冷热能回收效率，在保障能源利用效率的前提下，实现节能目标。通过对排风余热的回收，可更好地应用排风能量，对新风进行预冷或者预热，减少负荷量，实现空调系统节能；排风余热的回收可以分为全热回收及显热回收两大部分，回收设备一般为板翘式全热交换器、转轮式全热交换器、板式显热交换器。

结语

随着建筑业的不断发展，节能的重点已经逐步从工业转移到建筑上。暖通空调系统的节能设计在整个建筑节能方面占有十分重要的位置，一定要引起空调系统设计人员高度的重视。设计人员需要从设计多角度、多方位进行全面的考虑，严格遵守国家出台的相关节能规范，将节能的整个思想贯穿于建筑领域的方方面面。同时还要提高整个社会公众的节能意识，大力开发推广新型的节能技术，从而更好、更快地实现社会的可持续发展道路。

[1]李天鹏.采暖工程中的室温调节与节能[J].黑龙江水专学报，2005，33(1)：54-55.

[2]江亿.我国建筑耗能状况及有效的节能途径[J].暖通空调，2005，35(5)：30-40.