节能技术在暖通空调设计中的应用

聂文

【摘 要】针对暖通空调设计中存在的问题，本文探讨了节能技术在暖通空调设计中的应用方法，并以一个工程实例进行了说明。

【关键词】节能技术；暖通空调设计

在当今全球气候变暖的大背景下，减少以二氧化碳为主的温室气体排放具有极其重要的意义。减排必须节能，因为目前所使用的主要能源仍为化石能源（煤炭、石油等），节能就意味着少用化石能源，因而也减少了二氧化碳的排放。同时，随着经济发展和人们生活水平的提稿，人们追求更舒适的生活质量也无可厚非。暖通空调将室内温度控制在人体舒适的温度范围，是改善人们工作与生活环境的重要手段。暖通空调能耗在建筑能耗中的比例已经超过50%，而建筑能耗占全社会终端能耗的比重约30%，因此很容易判断暖通空调节能不仅对于降低建筑能耗有巨大的推动作用，对于全社会节能效果也具有深远的影响。然而目前在暖通空调中应用节能措施的比例还不高，因此强调并落实暖通空调节能措施是非常必要的。在暖通空调节能措施中，系统方案设计无疑是节能的先导和排头兵，本文因此对节能技术在暖通空调设计应用进行了探讨和研究。

1暖通空调节能设计中存在的问题分析

设计方案是否合理对于暖通空调工程节能效果影响很大，设计的优劣直接影响系统的节能效果和经济效益，因此有必要对暖通空调系统节能设计中存在的问题进行剖析，以便找出问题症结，然后更好的进行设计。

1.1盲目应用新技术

新技术的应用对于节能肯定是有帮助的，问题是如果不考虑最终节能效果，轻率地认为采用新技术就等同于节能的看法是错误的，因为各种方案的适用范围和条件肯定是不同的，不进行能耗指标的计算和运行费用的评估，就妄自认为是最佳的方案不仅可笑，而且可能根本就行不通。典型的错误做法是将某个工程的最佳设计方案，不加以分析和取舍就套用到另一项工程上。

1.2误认为复杂的方案就是好方案

有一种倾向，不仅一些设计人员可能也包括部分开发商会认为复杂的方案比简单的方案水平更高。孰不知，系统越复杂，通常可控性和可靠性愈不易实现，同时设备投入大，运行经济性差，节能效果必然大打折扣。

1.3设计方案不科学

目前，暖通空调能耗很高的部分原因源于设计方案不科学。由于某些设计人员对系统缺乏足够的重视，态度轻忽，造成暖通空调系统一开始就工作在不良环境中，设备运行效率很快下降，实际寿命也大大低于设计寿命，不仅加大了设备投入，而且给后续施工带来错误信号，以为暖通空调系统或设备本来就会存在这些问题。

由于暖通空调系统复杂和技术要求高，在确定设计方案时必须结合实际工程，考虑建筑功能特点、负荷性质和气候环境等多方面因素，进行全面的技术经济分析和设计计算，确保系统运行在最佳工况下，已达到最好的节能效果和经济效益，一句话就是要精心设计、严谨定案。例如选择水泵或风机时简单地参照样本铭牌上流量、扬程/风压，就难免选择参数过大的设备，导致运行时产生不必要的电能损失，应该按照水泵或风机的特性曲线进行计算选择，虽然麻烦一些，但有利于保证设备工作在最佳状态。

2节能技术在暖通空调设计中的应用方法

2.1合理应用新技术

水源热泵技术已经很成熟了，在国外应用相当普遍，但在我国仍然是一门较新的技术。热泵技术原理并不复杂，就是将低品位能源中的能量提取出来，供给需要能源的單位中。它比传统上的暖通空调系统能效高。除了可利用浅层地热资源以外，烟气和工业余热也可利用。热泵要运行起来，驱动能必须是高位能源，如在地下水或地表水中输入少量电能，使低温热能转变为高温热能。吸收式热泵克服了电力压缩机、燃气压缩机造价高而效率低问题，使用两种循环介质相互作用原理的化学式热泵，可以直接将工业余热和烟气作为输入能，不使用电能，因而节能效果更好。

除了热泵技术，蓄冰空调技术在我国也具有很好的前景。近些年来，我国不少地区出现供电紧张的局面尤其是夏季空调用电负荷较高，电能缺口较大。以北京市为例，夏季空调用电达到了全市用电负荷的四成。蓄冰空调技术可以利用电力负荷的峰谷现象节能。其原理是在用电低谷时段利用电价低廉的特点大量制冷蓄冰，而在空调负荷高峰时段释放蓄冰的冷量降温。这种技术与同样利用削峰填谷的抽水蓄能电站技术有些类似，目前需要解决蓄冰介质、蓄冰装置以及与现有暖通空调系统优化组合等问题。

2.2恰当选用设计参数

首先，为了节能，采暖空调的温湿度不应过高或过低，新风量也不应过大。夏季室内温度提高1℃，可减少能源消耗11.2%。湿度由60%提高至70%，同样可节能17%。新风负荷占空调总负荷的30%左右，在满足生产工艺、卫生要求条件下，控制好新风量节能效果也很显著。

其次，应考虑逐时系数与同时使用系数。逐时系数在定风量情况下为各房间逐时最大值之和，变风量系数情况下是各房间逐时之和的最大值。房间朝向不同，逐时系数也不一样，因而空调机组的分担比例也应不同。对于采用以水为媒介的系统，还应考虑同时使用系数的差别。

再次，应采用新风比例可改变的系统。通过控制新风比相对全新风冷却或预冷的系统，全年约可节能10%以上，所以这部分能耗也不容小视。

2.3应用能量回收技术

通过能量回收技术，在排风和新风之间进行热量交换，这样可以回收排风的热量（冷量），减少新风能耗。要求直流的系统，例如制药厂排风和新风温差在冬、夏两季往往较大，但排风中含有污染物，不适合再掺入空调系统中，只能采用潜热回收的方式，可回收约50%的能量消耗。但是排风中无交叉污染时，可采用转轮式全热回收装置，能回收多至80%的能量。利用能量回收技术，不仅有利于节能，而且由于增加了空气流通量，可改善空气品质。

3暖通空调节能设计应用实例

对于高大厂房来说，由于内部空间大，暖通空调能耗也较高，相应地节能设计的潜力也较大。只要在设计过程中秉持节能理念，在技术、经济方面精细分析和计算，完全可形成节能效果优越的方案。下面以某工业厂房为例加以说明。

该厂房为单层，总建筑面积约2.6万㎡，净高12.8m。厂房内温度要求夏季26～28℃，冬季18～20℃，湿温没特别要求。传统设计方案一般采用空间空调设计，能耗较高。针对该厂房特点，可以 分层空调系统，也就是整个厂房空间分成上下两层，上层为非空调区域，下层为空调区域。具体做法是沿厂房长度方向分为K-1～K-3 三个系统。因为分层区空调高度与建筑高度之比小0.5时，经济效果较好，所以选择分层面为6.2m ，机械设备工作区域高度定为3.5m。6.2m 以下为空调区，以上则为非空调区。在非空调区采用机械通风，既排除了上层建筑余热，也减少了下层空调负荷。在设计过程中充分考虑了负荷计算问题，并运用了分区域智能群控、全新风运行、厂房大门空气幕等节能措施。与传统设计方法相比，该方案可节省运行费15%～40%，节能效果相当突出。

4结语

随着节能技术应用由工业领域向建筑领域发展，暖通空调节能措施的落实已成为建筑节能成效的关键。面对暖通空调设计中存在的问题，不回避不掩饰，认真分析和充分重视，那么节能技术就可以在暖通系统中生产显著的效益。

参考文献：

[1]赵燕.浅析暖通空调设计与节能.2013（18：）：106-107.

[2]陈芳.化工厂房暖通空调系统节能优化设计的措施探讨 .天津化工，2013，27（5）：54-56