论暖通空调系统在建筑空调节能的有效措施

胡茂山

（广东美的制冷设备有限公司，广东 佛山 528311）

经济的快速发展使得生活和生产所需的能源越来越多，因此要想方设法开展节能型和环保型生活。研究表明在建筑能耗中用于暖通空调系统的能耗占建筑能耗的40%左右，因此暖通空调系统节能在建筑节能中占有至关重要的地位。随着暖通空调适用范围的不断扩大，能量消耗会进一步加大，所以对暖通空调系统的节能提出更高的要求是其发展的必然结果。

1 暖通空调系统简介

暖通空调是指室内或车内负责暖气、通风及空气调节的系统或相关设备。暖通空调系统的设计应用到热力学、流体力学及流体机械，是机械工程领域中的重要分支学科。暖通空调系统可以控制空气的温度及湿度，提高室内的舒适度，是中大型工业建筑或办公建筑以及高档住宅建筑中重要的一环。暖通空运系统是对空调实施的全面监控，如新风机组的监控，监视新风机组的运行状态、风机出口的空气流量和空气温度、湿度，控制风机的启动和停止，控制水侧调节阀，已达到预设的温度和湿度定值。暖通空调系统是一个国际性的产业，其相关工作包括系统的运行、保养、设计及架构、设备制造商及业务、研究以及教育推广。目前对于暖通空调系统节能研究较多，且取得了较好的研究成果。

2 目前暖通空调进系统在建筑节能中存在的问题和应对措施

2.1 暖通空调系统节能问题

正如以上介绍的暖通空调系统是一个复杂的系统，系统的设计方案直接关乎其使用性能，同时也直接影响系统的使用过程的能耗情况。例如在新风系统的设计过程中系统设计新风量时应按照室外气象参数的不同而做出调整，从而减少启动主机所消耗的时间，即减少能量消耗和浪费，由此可以看出暖通空调系统的设计方案对空调能耗有着重要影响。但是在实际生产中很多厂家不重视暖通空调系统的设计，或者受到利益等因素的诱惑而造成暖通空调系统存在一系列的问题。例如很多暖空调系统是根据最大负荷来设计的，但实际应用中系统仅能在部分负荷状态下正常运行。这种情况下如果系统各个部分的设计不能满足部分负荷下运行的技术要求，系统的运行就会大大的增加能耗，且大部分能耗没有被有效利用，而是用在不必要的闲置部分上，同时还会造成机器成本升高，能量损耗严重以及后期的维护费用增加等问题。

2.2 对暖通空调系统节能问题的应对措施

解决暖通空调系统的节能问题最有效的措施是在设计系统是从分考虑能量利用和损耗情况，仔细对比设计方案，将节能作为系统设计的一个硬性指标。因为暖通空调的冷热源系统需要消耗大量的能量，所以在设计冷热源系统时不仅要考虑系统运行所需的投资费用，同时还要考虑使用地点能能源结构以及建筑物的使用功能，充分的比较各方案的能耗指标。在对系统的形式进行选择和划分时应综合考虑暖通空调的朝向及周边区的不同，最好对系统进行分环或分开设置，以利于后期控制各个分系统。这样设计系统可以减少夏季和冬季因冷热不均而产生的过量能量消耗。另外在设计系统时不能一味的引进新技术，忽视系统投入使用后实际的节能效果。因为每一项技术都具有一定的适用范围，必须综合考虑空调的实际使用情况如地点、建筑类型、安装位置等，并且考虑使用成本以及节能效果后选择合适的、实用性最强的技术方案后再投入生产。

3 家用暖通空调系统节能优化措施

3.1 合理设计暖通空调系统

暖通空调系统设计直接影响节能性能，因此合理选择暖通空调系统至关重要。目前空调空气处理机的DDC 多采用P 工D 来控制，如果P 工D 的系数较高，空调对室内气温感应敏感，温度波动的反应特异性曲线走向较陡，这样大大缩短了控温达到设定温度的过渡时间。相反如果P 工D 的系数较低，达到设定温度所需的时间就长。P 工D 的系数必须与空调系统匹配，否则会引起DDG 控制系统的失衡，具体表现为室内温度不稳定，波动幅度大，而且水侧的电动调节阀无法在固定开度上正常运行。一般家用空调的P 工D 都能很好的控制空调系统，一些高级空调也可使用双极控制系统，即在空调的送风道和室内均安装温度灵敏传感器，室内温度有DDC 控制器来控制，水阀的驱动则有风道处的温度传感器以及DDC 共同控制。双极控制更加灵敏的原因在于风道温度变化比室内更快，有了风到处的温度传感器发挥作用，系统对温度波动的响应更加快速。

3.2 合理选择空调的冷热源

合理选择空调的冷热源能够改善空调系统的节能性能。例如在过渡季节或冬季利用室外温度较低的冷风作为新风引入空调，从而带走室内的热湿负荷，节省空调系统集中制冷所消耗的大量能源。而在夏季，可以在夜间利用较低温度的新风间歇性的带走室内热量，达到免费预冷的效果。

目前常用的两种节能热源技术是水源热泵和地源热泵技术。水源热泵是利用大量的浅层水源如地球表面、地下水源以及湖泊，或者是利用工业废水等可再生水资源来实现空调制冷和供热的节能型措施。一年四季地表浅水层的温度都是相对恒定的，通常保持在10-25 摄氏度，作为空调系统的热源对空调节能有极大地意义。空调系统利用热泵机组可将低温热源转变为高温热源，无论冬季还是夏季均可将蓄能水体作为供暖的热源和制冷的冷源。冬季空调系统从水源中吸收能量用于室内供热，而在夏季系统则吸收室内的热量释放到水体中达到制冷的效果，这样一来空调系统同时具备了供暖、制冷以及日常生活中提供热水的实用功能。研究显示水源热泵没消耗1 千瓦时的电量可以为用户提供4.0-5.0 千瓦时的热量，或者是得到5.5-6.3kW·L-1 的冷量。与空气热源泵功效相比，水源热泵的能耗更低，能量利用效率更高，其运行费用仅传统空气热源泵空调的60%左右。

地源热泵是利用地能的常年温度比较平衡的特点，在冬季将地能作为空调供热的热源，节省空调供热所消耗的电能等能源物资。在夏季也可以将地能作为空调的冷源，将室内的热能吸出，释放到比室内温度低的地缘中达到降温的效果。在该系统中地面充当了储能器，提高了空调能量利用的效率。与传统的空气热源泵相比，地源热泵系统的电能消耗降低400%，对节能环保意义重大。

3.3 加强冷热回收利用的运用

家用暖通空调系统节能的另一个切入点是开发和利用新能源。目前采用的热回收技术主要是在系统中安装能量回收装置，将排风中的能量用于新风的处理，这样可以大大减少新风处理所需的能量，有效降低机组的负荷，从而达到节能的目的。选择热回收装置时要因地制宜，结合当地的气候条件和住宅建筑的实际情况以及排放风中的悠哈气体含量等因素综合选择一种实用性虽高的装置，达到降低成本、回收冷热能、节省能源的目的。

4 结语

随着建筑业的迅速发展，暖通空调的使用越来越广泛，空调耗能的问题成为人们共同关注的问题，空调设计人员对暖通空调系统节能性能给予很大的重视。暖通空调系统节能情况直接关系到人们的健康、日常生活质量，更重要的是直接关系到国家能源资源的消耗利用以及环境污染。目前相关行业已经对节能问题进行了大量的研究，并对有关的节能问题采取了相应的改进和优化措施，大力推进节能技术，保障了能源安全和可持续发展。

［1］陆耀庆.暖通空调设计指南[M].北京:中国建筑工业出版社.

［2］郑忠明.谈谈暖通空调系统如何节能[J].科技信息·科学教研，2011（2）:22.