建筑暖通空调系统节能技术探讨

周旭

南通安装集团股份有限公司 江苏南通 226000

近年来，可持续发展理念的提出对社会的整体发展有很大的影响，在建筑工程中的暖通空调系统设计中融入节能减排理念，不仅能提高人们居住环境的舒适性，还能减少暖通空调系统在运行过程中能源的消耗，从而提高建筑环境的整体环保性[1]。

1 暖通空调系统工作原理分析

空调器的工作原理主要由冷热运行、输送和循环三部分组成。冷量产生的同时需要消耗另一种能源，通常是电能或地热能，通过冷却系统冷却冷冻水或冷却液。原则上，通过电能使压缩机工作，将冷热源的能量转移到冷冻水中，冷能的输送通过水泵进行，主要是通过水泵将冷冻室的冷冻水输送到每个用户的房间，在冷却循环中，高温冷却水经过冷却塔和其他装置的冷却，温度降低，提高压缩机制冷效率，从而减少电能消耗。

2 建筑暖通空调系统节能技术

2.1 结构及系统优化设计

在暖通空调的优化设计中，如果只依靠先进的设备来完成具体的设计需求而忽略其本身结构的重要性，难以充分发挥能源消耗的经济效益，无法最大程度降低其在使用过程中产生的各种污染，暖通空调的造价也难以降低。因此暖通空调的设计人员还需从优化其系统结构的角度出发来实现节能减排的目标。而融入节能减排理念的暖通空调系统，可以从系统自控技术、水系统、风系统及冷热源等方面来实现系统优化。首先是系统自控技术的应用，设计人员需要通过应用先进的智能化设备来使暖通空调更满足人们的需求，保证暖通空调的智能化系统能自我监控、自我调节，使运行更加稳定、人性化。其中水系统、风系统可以通过对实际的供水、送风情况进行检测并实时调整相关阀门的开度，对其动态流量进行调节来完成。对冷热源的优化可以因地制宜，根据当地的自然环境条件，选择合适的冷热源，如土壤源、水源、空气源等。

2.2 变频技术的应用

压缩机是保证整个空调系统正常运行的核心设备，当空调制冷时压缩机会消耗暖通空调系统较大部分的电量。而传统压缩机定频工作，随着室外环境温度降低，室内空调负荷减小，压缩机的功率也不会随之变化，电能浪费严重。变频空调的工作原理是利用变频器来控制暖通空调压缩机的供电频率，以此控制压缩机功率，压缩机可根据负荷无级调节。此外，变频空调内置的传感器能测量建筑的内部温度，并根据测量结果来调整压缩机的转速，以控制制冷量，满足人们生产生活的需要。交流变频空调和直流变频空调的工作原理存在一定差异，前者工作原理的重点在于对稳定差的测定，生成特定的频率信号，从而有效控制压缩机的电压、转速以及制冷量；后者的工作原理相对简单，是通过改变加在永久磁铁上的电压实现对转子转速的控制，以此满足制冷和制冷需要[2]。

2.3 优化系统运行管理

高效的运行管理制度对建筑节能起着很重要的作用，如果管理不善，将会造成较大的能源浪费[3]。空调系统的运行基本都是在部分负荷下进行，室外气象参数也与设计不同，那么系统的运行工况和设计就是不同的。所以在设计时我们应注意，系统部分负荷运行时，系统和设备应可调，并能使系统和设备在部分负荷工况时在高效状态下进行，避免“大马拉小车”。当室外空气的温度或者焓值低于室内空气时，要考虑尽量使用室外新风，这样可以减少空调主机开启的时间，因为一台主机能耗一般是一台新风机组能耗的几倍甚至几十倍，而此时新风的使用即降低了能耗，又使室内空气品质得到保证，这也体现了所谓的过程设计的重要性。同时，空调房间一般设有排风系统，如有条件，尽量采用带热回收功能的新风机。由于排风的空气参数与空调房间的室内空气参数相同，如果新风在送入之前可以与部分排风进行换热，吸收排风的冷量或者热量，这样就可做到部分能量的回收。间歇工作的空调通风系统，尽可能在预冷时采用循环风，不引入新风。人员数量变化大的系统，最热月和最冷月的新风量应该根据人员需要自动控制新风入口阀门，调节新风量。过渡季节应尽量采用室外新风的自然冷却能力，节省人工冷源的冷量。根据室外气候的变化，合理设置被控制房间的温度，避免出现夏季室内过冷、冬季室内过热的现象[4]。

2.4 加大热回收装置设计与应用

空调系统运行中，设备长时间的运行会产生大量废热，这些冗余热量的流失本质上是一种能源浪费现象[5]。为实现空调余热的有效回收，可采用热回收装置进行余热处理。从热回收装置应用过程来看，其能借助不同载热及状态的流体，实现湿热或是总热的有效传递。经此转化，空调机组冷热源的消耗极大减少，其在空调节能控制的基础上，满足了室内温湿度调控的需要。目前，在空调节能中，可采用热泵系统、蓄冷和蓄热系统、换热器等单元进行热回收装置设计。当热回收系统采用冷凝热回收设计方式时，应注重热水系统和制冷机组的相互结合，这样在收集一定的余热后，可借助这些余热对生活用水加热，最终实现冗余热量高效利用，降低了热水系统能量的消耗[6]。

3 结语

暖通空调系统节能设计是发展绿色建筑的内在需要，其不仅能降低空调系统的运作能耗，而且能在多技术支持下，改善室内温湿度及通风环境。暖通空调系统节能设计要坚持因地制宜原则、节能环保原则和资源最大化利用原则，系统化的采用空调节能设计方法，进行空调各单元的规范设计，这样才能有效提升暖通空调节能设计水平，改善室内环境质量，并促进绿色建筑的健康、有序发展。