暖通空调系统的节能减排设计

张勃龙

摘    要：近年来，我们的环保意识越来越强，再加上政府的大力宣传以及车辆限行、企业限产等一系列措施的推出，节能减排已经深入人心。但目前全球气候变暖依旧存在，冰川融化、海平面上升等问题不断出现。对于暖通空调专业，节能减排成为一个重要的研究课题。本文将论述节能减排的意义，并就其在暖通空调中的设计原则及应用进行分析。

关键词：暖通空调;节能减排;可持续发展

1  暖通空调系统节能减排的意义

随着我国经济的快速增长，人们生活水平得到极大提高，各种大型商业综合体、写字楼、商场犹如雨后春笋一般不断涌现;同时，许多工厂引进现代化的生产工艺，告别了粗犷的生产模式，大批精密仪器投入使用。在此大环境下，民用建筑、工业建筑都对室内温湿度提出了更高要求，于是暖通空调系统被广泛应用。空调在带来舒适室内环境的同时，也消耗了大量能源，产生污染排放，给环境造成严重破坏。因此，暖通空调的节能减排措施成为一个重要的研究课题。

2  暖通空调节能减排设计原则

对于建筑工程而言，暖通空调方面的节能减排设计涉及的内容较为广泛，包括冷热源、冷热量的配送与传输以及房建末端设施等等。暖通空调是由多个子系统构成，而且这些子系统的构成也具有一定的复杂性，这就要求设计人对系统结构进行充分的了解。在节能设计时应遵守以下原则。

2.1  整体性

暖通空调的形式多种多样，在对具体形式进行选择的过程中，需要对各种影响因素进行考虑，明确各种形式的应用效果和能耗。将节能减排理念贯穿于工程设计的全过程，平衡把握节能减排设计的利弊，实现节能的同时也要注意成本控制。

2.2  技术性

工程设计离不开先进的科学技术，这就要求设计人员具有扎实的专业素养以及学习新知识追求创新的能力，要充分发挥各种设备、技术的应用优势。通过列出多种不同方案并慎重比较，选择出最优方案并不断深化，实现资源利用的最大化。

2.3  动态性

暖通空调系统设计是一项非常专业、复杂的过程，需要变化、发展的眼光，与时俱进，优化调整系统设计，结合建筑项目的实际情况，全面把握专业发展趋势，及时修正固有思维，消除系统隐患，科学调整暖通空调的设计方案。

3  暖通空调系统的节能设计

为达到暖通空调低能耗、高舒适度的目标，就相关措施进行简要介绍。

3.1  优化设计方案

建筑暖通空调系统的设计方案对于资源利用、节能减排有着直接影响。应充分结项目合当地自然条件、政策规定、配套设施以及业主需求，提出多种系统方案，在保证整体运行的前提下，实现分区控制，使业主能够在不同的时间、空间上灵活调整系统运行模式，同时做好过渡季节的方案设计。通过认真比对和分析后，选择最优方案，最大程度地降低建筑暖通空调系统的能耗。

3.2  改善建筑保温性能

通过改善建筑保温性能，可有效降低室内热损失。在空调设计中，较低的围护结构传热系数是减少空调系统负荷计算值的前提。负荷降低，意味着整个空调系统从主机到管路，再到末端全部减小，不仅降低初投资，而且节约了运行能耗。同时，室内热损耗小了，空调主机就不必频繁启动，也在很大程度上实现了节能。甚至在一些地区，保温性能良好的围护结构可以直接替代暖通工程。因此，国家节能标准中重点提出了对围护结构的保温隔热性能的要求。

3.3  采用环保冷媒

空调设备在检修清洗、管道意外破裂以及日常渗漏，导致制冷剂中有毒物质随空气流动进入大气层，在紫外线及高温下分解为氟、氯、溴等原子，严重破坏臭氧层。这就要求制冷系统应大力推广使用环保节能的制冷剂。理想的制冷剂有以下物理特性：蒸发潜热大、临界温度高、冷凝压力低、凝固温度低、气态制冷剂比体积小、液态制冷剂密度高。

3.4  強化自控，引进变频控制

暖通空调的自动控制系统直接决定着空调系统的能量消耗和热量输出。自控是在满足使用要求前提下，以冷量、热量和电量消耗最少为目标，通过变频技术进行系统的控制，在外部环境和建筑内部温度接近的情况下，可以通过低频运行或者全新风送入室内来调节温度，这样能够使空调的能耗有效降低，避免无用功。而且在空调运行功率发生改变的同时，不会对其送风效果造成影响，对节能减排目标的实现具有积极的作用。

3.5  应用蓄冷蓄热技术

各地用电状况都存在电负荷峰谷差较大的情况，在用电高峰时电力供应不足，而在低谷时电力供应过剩。蓄冷蓄热技术就是利用电网低谷时间工作制冷或制热并储存，待电网高峰期将能量释放出来满足生产需要。这能够转移电力高峰电量，平衡电网峰谷差，提高现有发电设备的使用率，减少发电装机容量，从而减少发电厂引起的环境污染。采用蓄冷蓄热技术能够产生良好的经济效益和社会效益。

3.6  注重能量回收

普通建筑中，利用能量回收设备从排风中回收部分热量用来处理新风，减少由制冷或制热机组负担的新风负荷，从而减少空调主机的能耗。而在工业余热回收中，节能减排、经济效益更加明显。通过回收生产中产生的废热，并对其进行分品位、阶梯式利用，可使节能最大化。其中北方地区工业余热供暖是典型案例，也可用于加热生活用水、工艺补偿、高温余热热电联产等。这不仅减少锅炉投入，减少氮氧化物的排放，同时还能降低余热对环境的污染。

3.7  积极推广可再生能源

当前，为了暖通空调向节能环保方面发展，相关从业人员做了大量科研工作，发掘了许多新能源、新技术，例如太阳能、风能、水能、地热能、热泵技术等等。在对暖通空调系统进行节能减排设计的过程中，应该积极使用可再生能源，使其设计能够得到不断的优化。例如，通过太阳能实现热泵系统的构建，减少暖通空调对电能的依赖，而太阳能本身具有可再生、无污染的特性，能够使暖通空调的负面影响有效降低，对系统节能减排设计的落实具有积极的作用。

4  结束语

暖通空调系统节能减排的根本在于合理、高效地利用能源，需要从项目乃至地区全局的角度出发，结合先进的理念进行设计。这是建筑行业可持续发展的重要环节。既要满足生活生产的需要，也要适应绿色发展的理念，时刻牢记习总书记系列重要讲话：绿水青山就是金山银山。

参考文献：

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[3]赵发祥.关于暖通空调工程的节能减排设计研究[J].中国科技纵横，2014（18）.

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