暖通空调系统设计中的节能问题分析

2015-12-02冷梅魁江西省华杰建筑设计院有限公司江西南昌330002

江西建材 2015年21期

■冷梅魁 ■江西省华杰建筑设计院有限公司，江西南昌 330002

空调节能问题，可以通过两种方法，其一通过改变建筑围护结构，对墙体进行密封保温，减少能量消耗，实现空调节能。其二，可以对空调系统优化，满足需求的的同时，能够科学降低空调能耗。因此，在目前暖通空调系统消耗调查研究发现，空调系统能效问题非常严重，应采用科学的节能技术，将空调系统节能率提高到30%到50%，达到暖通空调系统节能的效果。

1 暖通空调系统设计的特点

暖通空调系统的设计构造比较复杂，主要是通过三个子系统互相耦合的，即为冷热源和冷、热量输配及房间冷、热末端等共同组成的。三个子系统下面有很多下属系统，这些系统能够相互耦合和关联。暖通空调系统的形式多样，以办公建筑来说，其空调系统的选择面比较多，如变制冷剂流量多联机+新风系统，以及风机盘管+新风系统等。在选择这些暖通空调系统的同时，要了解造价，空调系统的运行能耗，以及适应性等因素，在综合评价之后，再对空调系统的形式做出科学的选择。

暖通空调系统设计的特点中，系统设计因素受到诸多的变化影响。主要是受到气象条件和围护结构以及建筑外部空间的形状和建筑内部形状、使用的需求等因素的影响，而这些因素大多有动态性特点，如气象的参数是动态的，围护结构的传热过程也是动态的。

上述这些设计的特点，对暖通空调设计造成较大的复杂性，此外还有其他基础性研究还不是很完备，在设计的过程中，过于重视功能，轻视节能，也造成了暖通空调系统设计的节能存在一些问题。

2 暖通空调系统设计中的节能问题分析

2.1 暖通空调节能设计误区

暖通空调的设计在以往大多比较重视功能的设计，而对节能容易忽视，尤其是对于节能的设计和考虑，通常只满足与系统设计的规范，满足系统设计的限定性要求。这种被动式适应空调系统设计规范和标准，没有很好地转换角度，去主动发挥暖通空调系统设计节能目标。

因此，在暖通空调节能设计的过程中，要改变设计的误区，主动重视空调系统的设计功能和节能，强化节能设计理念，提高暖通空调节能设计要求。例如，某地建筑项目，重视空调节能设计，在工程项目实际设计过程中，重点对节能目标进行分析，最终节能效果原先节能方案，比原方案节能至少39.5%。

2.2 暖通空调系统设计中的合规节能问题

在暖通空调系统设计的过程中，一些设计专家一般情况下，不会主动地在满足限定性节能要求的同时，进一步深挖节能潜力，而是认为，只要满足节能设计标准能效限定性要求的相关设计即可，将合规节能认为就是充分节能。这种问题在实际的节能效果上，如果稍加改进和优化，就能取得比较好的节能效果。因此，从暖通空调设计的具体角度来说，合规节能的同时，应加强进一步优化措施，从而实现充分节能的目的。

例如，某暖通空调系统是一种温湿度独立调节系统，其显热处理子系统的设计，满足了国家有关节能标准，达到相应的参数规定。但是，经过优化系统改进以后，还能提高节能效果，而且达到原本节能的30%。其节能情况分析如下图:

右图为案例中暖通空调温湿度独立调节系统的设计形式，在实际设计的过程中，系统耗能满足国家相关建筑节能的标准，其风机消耗功率达到50W，冷量在1000kW，采用的是水冷螺杆冷水机组。在经过改进后，系统采用的是高效高温冷水机组，且利用循环系统，使得原先设计方案的总能耗降低不少。这种改进后的系统也比较简单。因此，在空调系统设计的过程中，要针对具体的节能设计问题，充分提高节能意识，满足系统的整体优化和节能。

3 提高暖通空调系统节能，重视节能设计方法

暖通空调系统要实现更高水平的节能效果，就要重视节能设计方法。具体来说，应按照节能的目标，找到比较节能的具体方案。在不设定节能目标值的设计方法，主要是由几个阶段组成，这种设计方法需要进行不同技术方案进行对比，在实际的额定工况进行分析和比较，计算较为简单。

若设定节能目标值，可利用能源消耗数值进行表达，比如工程能耗供冷供热量能耗的数值等。其设计的方法实质上为多种方案的能耗对比，这种能耗主要是以节能目标值来体现和表达的。如果筛选的方案不是唯一情况，就要结合多种因素进行分析和评价节能方案。在实际情况下，应注意季节工况比较，这种设计方法中，其计算比较复杂。

暖通空调系统设计应重视节能目标，同时对设计参数进行优化。这样，能够有效改变以往的取值思维模式，形成多组取值进行对比。可以采用有限样本比对法，这种设计方法的特点就是根据工程的设计要求来看比较简单，而缺点就是不能从理论上得出最佳参数值。

重视节能目标，对空调系统设计进行优化，设计参数的方法还可以采用极值法，运用这种方法的特点在于能够从理论上得出最佳设计参数，但是，获取暖通空调系统中的能效函数却比较难。

极值法主要是以技术合理作为系统设计的前提，然后选取合理的取值区间参数，建立系统设计参数中的能效函数，再建立系统能效计算模型，最后解出能效极值点对应的设计参数。

此外，在暖通空调系统设计过程中，应增强节能意识，在设计中抓住系统设计的经济性和耗能性。从节能角度分析和选择设计方案。还要考虑到暖通空调的节能效果，进行科学设计计算，要改善建筑工程的围护结构保温，由于围护结构保温性能对其综合传热系数影响较大，并决定了围护结构中的空调负荷大小。因此，需要重视围护结构，不断提高围护结构的保温性能，最终达到暖通空调系统的节能目标。