暖通空调系统的节能设计措施探讨

■高 杰 ■广州松下空调器有限公司，广东 广州 511495

近年来，人们的生活水平明显提高，对于建筑生活环境提出了更高的要求，暖通空调系统作为建筑电气工程的重要组成部分，有助于改善人们的室内生活环境，给人们的生活提供了极大的便利。而随着可持续理念的深入，人们越来越关注暖通空调系统的节能情况，针对当前暖通空调系统的能源消耗情况，优化和改进其节能设计，减少暖通空调系统的能耗，实现暖通空调系统的绿色、健康发展。

1 暖通空调系统的应用现状

近年来，我国暖通空调行业快速发展，市场竞争日益激烈，暖通空调系统的节能设计、新技术和节能材料应用已经成为发展趋势，但是我国传统的暖通空调行业在自主创新、技术研发等方面相对比较薄弱［1］，资金和技术投入明显不足。同时，家用暖通空调的应用量大幅上涨，很多小型企业和工厂也加入暖通空调市场，为了追求最大化的经济效益，很多企业在暖通空调节能技术方面的投入相对较少，只是对暖通空调进行内部和外观的简单改造，然后重新投入市场，而大型企业主要是根据暖通空调市场价格、市场需求等进行技术研发，仅仅依靠企业自身力量，其自主创新、技术革新的能力较弱，从而影响整个暖通空调市场的快速发展。随着节能减排、可持续发展理念的深入，暖通空调系统应全面贯彻绿色、节能、环保设计理念，加大对于能源节约的研究力度，提高暖通空调系统的节能性。

2 暖通空调系统的节能设计措施

2.1 优化暖通空调系统设计

暖通空调系统设计应按照以下原则:第一，暖通空调系统应能够独立调控建筑室内各个房间的温度;第二，实现建筑分室或者分户的热量费用分摊［2］;第三，简化暖通空调系统的管路设计，减少管材消耗，节省资金投入。暖通空调系统在建筑工程中的应用是一个比较复杂的过程，特别是中央空调系统，其设计质量对于暖通空调系统的使用寿命和使用性能有着重要影响，因此应根据建筑工程施工设计和业主的要求，优化暖通空调系统设计。同时，实践证明，暖通空调系统穿过围护结构的负荷较大，产生很大的冷热损失，因此应尽量设计隔热保温性能良好的围护结构。另外，在开发暖通空调系统时，以节能性和舒适度作为空调系统的调控参数和评价指标，减少能量损耗，

2.2 暖通空调冷却水、冷热水、风系统的节能设计

为了实现暖通空调冷热水系统的节能设计，一方面，缩小空调系统供回水冷冻水的温度差，减少系统的能量消耗;另一方面，采用闭式循环模式，不仅可延长暖通空调系统的使用寿命，而且可有效减少暖通空调系统的输送能耗。并且，暖通空调系统尽量采用一泵到顶的设计方法，便于后期对暖通空调系统进行保养维护，减少建筑耗电量和施工成本。对于水资源比较紧张的地区，建筑暖通空调系统可设计冷却塔循环运行模式，缩小循环水泵扬程和空调系统能耗［3］。同时，暖通空调系统冷却塔设置位置应确保良好的通风，实现良好的冷却效果。另外，在设计暖通空调系统时，应结合建筑暖通空调的实际运行条件，例如，日常运行状态、空气湿度和温度设定等，如果用户对于暖通空调系统没有特殊要求，可设计单风管关风，如果住户家庭数量较多，对于暖通空调冷热效果要求较高，可设计全空气空调模式。建筑暖通空调系统的节能设计应尽量采用变风量，不仅可准确设定空调系统总风量，而且可准确调整暖通空调系统的风量负荷，有效降低风机能耗和运行容量。

2.3 采用热回收装置

暖通空调系统在实际应用中，浪费了大量的余热，而这部分余热具有较高的利用价值，因此对暖通空调系统设计热回收装置，使用载热不同、状态不同的流体，利用热交换装置传递湿热或者总热，减少冷热源能量消耗，满足暖通空调系统所需的湿、热变化，实现空调系统节能目的。据相关统计表明，新风负荷在建筑空调符合占30～35%［4］，为了确保建筑室内环境的干净卫生，暖通空调系统在运行时需要排出一部分空气，这也造成一部分能耗，并且在处理新风时还需要重新投入能量，而通过设置热回收装置，回收暖通空调系统的排风能量，再用这部分能量处理新风，可有效减少空调系统的能耗，降低机组运行负荷，提高节能性和经济性。当前，暖通空调系统的热回收装置可采用热泵系统、热回收环、蓄冷和蓄热系统、热管换热器、板翅式和转轮式换热器，在设计暖通空调系统的冷凝热回收时，可将热水系统和制冷机组相结合，通过回收热量来加热生活用水，为人们的日常用水提供方便，节省热水的电能消耗。

2.4 推广可再生能源空调

(1)地源热泵。近年来，人们逐渐认识到地源热泵的使用价值，其主要是利用地下浅层的地热资源，采用电能等高位能源，使低温位能转移到高温位能，不仅可制冷也可以供热，具有节能、高效的特点。由于一年四季地能的温度都比较稳定，在夏季，暖通空调系统可利用地源热泵将地能作为一种重要冷源，将建筑室内热量传递到温度较低的地源中;在冬季，地能可作为暖通空调系统的热源，将温度较高的地热能传递到建筑室内用于采暖。地源热泵在暖通空调系统中可发挥蓄热器作用，有效提高暖通空调系统的能源利用率。

(2)太阳能。暖通空调系统应积极利用太阳能资源，建筑暖通空调系统利用太阳能可分为主动式和被动式，主动式建筑太阳能系统设计比较复杂，还需设置利用电力辅助能源，施工造价相对较高，由储热器、泵、风机、太阳集热器等组成采暖降温系统［5］。被动式太阳能利用系统结构比较简单，不需要设置其它辅助能源，通过正确处理建筑构件和合理布置建筑方位，采用自然热交换形式，实现太阳能资源利用。另外，建筑暖通空调系统可利用太阳能光电板、集热板等技术，合理设计太阳能集热墙，提高太阳能利用率。

2.5 采用现代化自控技术

暖通空调系统采用现代化自控技术，满足建筑室内湿度、温度的控制要求，并且减少暖通空调的热量损耗。近年来，网络技术、计算机技术和电子技术的快速发展，暖通空调系统节能设计在硬件、软件等方面有了较大成就，例如，在暖通空调系统中设计中央监控软件，实时监控空调系统的运行，分析暖通空调运行情况，自动调节温湿度，通过在线监测系统，控制暖通空调新风量，不仅可改善建筑室内环境，也可发挥节能作用。另外，中央控制系统和计算机监测系统可结合建筑室内的热湿负荷和外界气候条件，在确保暖通空调基本运行性能的基础上，采用最节能的处理方法和最佳的湿度和温度控制方式，使暖通空调系统实现智能化运行，有效提高资源利用率。

3 结束语

近年来，我国建筑行业快速发展，暖通空调系统的需求量日益增多，而我国节能减排的重点逐渐从工业领域发展到建筑行业。暖通空调系统在实际应用中能耗较大，作为建筑节能的重要方面，暖通空调系统节能关系着建筑室内人们的身体健康和工作效率，关系着环境污染、资源消耗和能源安全，因此必须充分认识到暖通空调系统节能的重要性，采取有效的节能设计措施，不断提高暖通空调系统的环境效益和社会效益。

［1］骆东彬.暖通空调系统节能设计措施探讨［J］.建筑，2013(19):92-93.

［2］于晓明.暖通空调系统节能设计措施探讨［A］.山东土木建筑学会暖通空调专业委员会.山东省暖通空调制冷2011 年学术年会论文集［C］.中国勘察设计协会建筑环境与设备专业委员会山东省委员会，2011:8.

［3］于晓明，李向东，任照峰，王莉莉.暖通空调系统几项重点节能设计措施探讨［J］.暖通空调，2012，09:89 -98.

［4］高志强.对民用建筑暖通空调系统节能设计措施的探讨［J］.山西建筑，2013(05):190 -192.

［5］邓普均.暖通空调系统节能设计探讨［J］.科技创新与应用，2013(19):214.