暖通空调系统节能设计探讨

区建球

【摘 要】暖通空调系统的节能问题在现代社会中越来越重要。节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统、建筑系统节能的基础。本文分别从暖通空调系统的设计，热能回收，可再生能源的空调系统以及暖通空调系统自控策略四个方面探讨了暖通空调系统节能设计的措施。

【关键词】暖通空调系统；节能设计

引言：随着工业化进程的不断推进， 自然环境正承受着巨大的压力。节能减排已经成为当前世界各国共同关心的问题。在我国，节能已经成为建筑中空调系统施工和设计的最基本要求，大大影响着将来空调系统发展的方向。近年来，我国建筑行业呈飞速发展的态势，减少建筑能耗可以大大降低能源的消耗。根据相关数据统计， 建筑能耗总量随着社会的发展呈现出大幅上涨的趋势，占到了整个社会耗能的30%以上，东部沿海发达地区已经接近了40%。而空调系统的能耗又占据了建筑能耗的一半以上，所以在现代建筑中，做好暖通空调节能减排设计极其重要，对于建筑整体的节能效果来说将发挥更大的作用。

1、暖通空调系统能耗构成及主要特点

伴随我国经济的飞速发展，环境与能源问题日益突出。我国城市化步伐的加快使人们对于生活质量水平要求不断提高，建筑物的能耗在能耗总体中所占比例不断增加，在世界各国生产的过程中，都将节能作为重要的一个目标。对于发展中国家，都将环境与生态保护作为单一目标，逐渐提到议程上。现代的建筑中一般采用暖通空调系统来维持建筑内部环境的温度和湿度，而暖通空调系统的能耗占建筑整体能耗的比例很大。在暖通空调运行中能量消耗主要有建筑冷热负荷、新风负荷以及各输送设备所造成的能耗。影响暖通空调系统耗能量的因素主要有室内设计标准、室内人员、室外气候条件、围护结构特征、设备的照明状况及新风系统设置等。

2、暖通空调设计理念

2.1 灵活控制供暖系统满足个人需求

现在城市都是采用的集体供暖系统，这样可以节约能源达到技能减排的目的，但由于居民需求不同，也不能强制统一安排。暖通空调系统具有提高室内温度的功能，这可以实现居民供暖； 但由于不同人群对温度需求不一，也能灵活调控暖通空调系统，整体中达到节能的目的。

2.2 工程设计整体以达到热舒适为目的

暖通空调系统的总体目标是舒适，在使用过程中节能和通风又是必备条件。在建筑施工中要利用其它设备的热导性，科学射击室内的气候管路系统，以共同抵抗室外的气候变化，已达到既便于施工，又实现节能简约的目的。

2.3 控制室內空气品质

在具体的节能设计过程中，要保证系统的通风量，对室内进排风进行合理的组织，在空气的进气系统中要充分考虑影响人体健康的因素，使室内的空气清新，符合人类居住的环境。在具体的细节设计过程中，要充分体现这个原则，在节能的同时，改善居住环境。

3、暖通空调的节能设计

3.1 改善建筑保温性能

筑物结构以及使用材料的不同，在热量传导能力方面也存在区别，暖通空调系统主要功能在于为建筑物提供内外温差，因此有效降低建筑温度传导，可以减少暖通空调系统能耗。建筑物结构在实现暖通空调系统节能目标方面有着不可忽视的影响。建筑物需要有着优异的维护结构，可以降低传热系数，从而保证暖通空调系统的覆盖区域能够保持一定温度，这样一来就减少暖通空调功率。目前政府已出台相关的政策以及规范，在建筑行业的材料使用以及结构设计方面做出统一标准，从而提高建筑结构的保温隔热功能。

3.2 采用舒适健康的空调方式

目前，人们在冬天使用空调设备时，往往需要先讲整个空间的空气都加热，才能给我们的人体热舒适的感觉，这种方式所需消耗的能源是非常大的。如果我们能够通过热辐射来增加热舒适程度，那么将大大改变高能耗低效率的方式，降低达到同样舒适度所需要的空气温度，达到降低能源消耗的目的。

3.3 采用变频系统

变频技术在现代空调中的使用己成为必然趋势，它不仅能有效改良空调系统的工艺不足，还能大幅降低能耗，节省运行成本。采用变频技术的原因有：设计者在选择设备时，通常留有一定的设计余量（20%～25%）实际上设备也极少在全负荷工况下运行，甚至从未全负荷运行过；建筑物由于使用情况的变化（如出租率不高，建筑功能变化等），负荷也会发生相应变化；建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而波动。通常空调设备只能按设计的额定功率运行，当负荷降低时，设备仍然按照额定功率全负荷输出运行，这就必然造成能量的浪费。如果我们能够使用变频技术使空调设备的输出功率随负荷的变化而变化，那么就可起到节能的效果。

3.4 通过回收装置完成能量循环利用

暖通空调系统耗能大的一个重要因素是热量散失废除严重，因此如果可以对散失的冷热循环利用，能够达到能源利用效率的最大化，从而发挥节能降耗效果。我国对空调系统的冷热回收开始相关的研究工作，同时在技术方面有一定性的进展。例如暖通空调系统的排风环节通过设置全热回收器来回收热量从而实现重复利用。夏天则通过冷凝水而产生热量从而供应热水，这些都是先了冷热循环利用，一方面降低能耗，另一方面也提高暖通空调系统的运行效率。简言之，暖通空调系统节能的设计可以从多个方面入手，通过制定相应标准并做好技术研发，可以不断实现暖通空调系统节能设计的发展进步。

3.5 加强可再生能源的空调系统的推广

太阳能热利用是当前建筑太阳能利用的主要形式，有主动式与被动式与两种。被动式的太阳能房结构较简单、造价较低、无需任何能源的辅助，通过合理布置建筑物的方位，恰当处理建筑构件，用自然热的交换形式来实现太阳能的利用。其是建筑利用太阳能发展的趋势。主动式的太阳房结构较复杂，造价偏高，需要电能来作辅助。采暖降温系统包括太阳能集热器、泵、风机、散热器以及储热器。除此此外，太阳集热板、光电板发电等技术已在建筑的节能问题上得到了广泛应用。在建筑的围护结构还可以采用集热墙，使用太阳能来进行采暖。

地源热泵是一种利用地下浅层土壤的热资源，通过输入少量的高位能源（如电能）将低温位能向高温位能转移，以实现既可供热又可制冷的高效节能中调系统。地源热泵利用地能一年四季温度稳定的特点，冬季把地能作为热泵供暖的热源，即把高于环境温度的地能中的热能取出来供给室内采暖。夏季把地能作为空调的冷源，即把室内的热能取出来释放到低于环境温度的地源中。在地源热泵系统中大地起到了蓄能器的作用，进一步提高了空调系统全年的能源利用效率。

4、结语：

节能的问题一直是暖通空调设计的一个重点问题。暖通空调系统的节能在建筑整体节能中占据重要作用。因此，提高建筑暖通空调系统节能的水平十分重要。做好建筑暖通空调系统节能工作，不但可以获得良好的经济和社会效益，还能够大大降低对环境的污染。通过各种有效措施对绿色建筑内暖通空调进行设计，真正实现可持续发展为主题的绿色建筑设计基础目标。

参考文献：

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