暖通空调系统节能的有效途径研究

北京约顿气膜建筑技术股份有限公司 魏晴

社会经济的快速发展促使人们对各类能源的应用需求不断增加，近年来自然界能源应用问题日益突出。通过选取针对性控制措施能够有效实现能源的节约化应用，促进社会经济发展。近年来随着暖通空调大范围应用，用于暖通空调系统的能耗也将会逐步扩大。加上暖通空调主要以高品质电能为重要能源，部分区域电力资源应用相对紧张、匮乏，这样将会导致能源供求矛盾不断激化。所以，当前做好暖通专业节能管控至关重要，是社会的大势所趋。

一、暖通空调系统能耗的特点分析

现阶段随着城市化进程快速发展，加上广大人民群众物质生活质量不断提升，建筑能耗日益扩大。在建筑能耗中，主要有采暖、空调、通风、电气、照明等方面能耗，其中暖通空调占据建筑能耗的30%至50%，且依然在逐年递增。当前为了对建筑项目内部空气环境温湿度进行控制，在建筑中要合理设定暖通空调来满足此项要求。暖通系统运行能耗主要是由于建筑项目冷热负荷导致的能耗，还包含新风负荷产生的能耗以及输送设备应用中的能耗。对暖通空调系统运行能耗产生较大影响的要素主要有室外气候情况、建筑围护结构、新风系统设定现状、设备应用照明等。在暖通空调系统能耗中还存有诸多特点，首先是系统设计、选型以及运行管理不规范性将会对能量应用效率产生较大影响。其次是室内环境中需要的冷热能量消耗季节性突出，当各项条件均符合时，可以运用地热能、太阳能等满足能源供应要求。加上暖通空调系统中涉及冷热量处理、交换形式处理等，要求选取冷热量回收措施，在运用控制系统能耗基础上，促使多项能量有效应用[1]。

二、暖通空调系统节能中存在的问题分析

（一）设计和管理问题

在空调系统运行中，暖通空调系统设计对实现节能管控目标来说至关重要，但是部分管理部门对暖通空调节能设计的关注度不足。多数暖通空调节能系统设计周期相对较短，设计中有较多技术性难题亟须解决。设计收费与设计产生的经济效益没有直接联系，受到此类要素影响，导致暖通空调系统节能设计成效难以提升。在设计施工系统中投入资金较多，运行能耗也较大，实际超出了国家节能管控标准要求。此外，暖通空调领域专业人员综合素质有待提升，有部分人员非专业院校毕业，诸多人员尚未参与到专业化知识培育中，对本专业知识缺乏充足经验，仅仅是选取传统方案或是参照甲方提供的制定方案。这样将会导致设计以及施工中出现诸多问题不能得到有效处理，致使系统运行中出现较多负面影响。这样将会导致系统运行以及多重管理中出现较多安全隐患。在长期发展中，由此产生的经济损失相对严重[2]。

（二）节能方案的问题

当前随着社会节能发展以及环保要求的不断提升，全新的节能方案不断出现，各类技术方案应用其有不同的优劣势。针对多样化的暖通系统节能设计方案，要注重从多角度进行分析。目前在部分区域暖通空调系统应用中，由于科学化、客观化的设计方案不足，评价措施运用不合理，将难以突出系统节能设计成效。当前，在较多设计方案中积极拟定合理的节能方案，是诸多暖通空调设计人员与管理部门要重点探究的课题。此外，系统不规范化的评价方法运用也会产生较大的误导作用，导致较为严重的损失问题产生。

（三）运行和管理问题

除了设计施工影响要素之外，暖通空调系统节能运行管控也至关重要。目前有部分单位片面认为实现设计施工达标即可，未对暖通空调操作技术人员进行专业化技术培训。这样将导致诸多操作技术人员对暖通空调理论知识缺乏有效认知，忽视了室外多项参数变化，从而只能结合空调运行季节不同以及应用需求实施开机、关机等，导致系统运行成效难以提升[3]。

三、实现暖通空调系统节能的有效途径

（一）优化暖通空调系统设计

暖通空调系统属于相对庞大且复杂的应用系统，比如中央空调系统，当前要确保其能在高效稳定、经济性较强的现状中运行。目前对系统展开有效设计关系到系统整体应用性能，空调系统设计对提升系统节能管控具有较大影响。现阶段要注重从节能角度对各类设计方案实施有效的对比与管控，比如在冷热源系统应用管控中，暖通空调系统在运行中产生的诸多能源消耗主要是在冷热源系统进行运行中消耗等。当前对冷热源系统规范化选取，要注重对系统运行投资以及多重费用组成进行判定；还要对区域能源结构、建筑项目应用功能特征进行判定，做好不同耗能数据指标判定。在系统划分以及应用中，要注重对建筑朝向、内区与外区差异性进行判定。系统要注重分环、分开设定，以便于对系统实施有效控制、运行调节。有助于部分区域出现不同季节运行温度差异性，这样会产生较大的能量损耗。在设计阶段技术人员要注重重点突出节能成效，不能随意追求各项新技术运用，片面认为融入新技术的设计方案便是最佳设计方案。在制定暖通空调设计方案过程中，要注重紧密结合项目建设现状。对暖通空调系统应用环境、功能需求等要素进行判定，注重从细节层面出发，做好技术经济性对比，选取最合理的设计方案，这样才能全面提升系统运行节能成效以及经济效果[4]。

（二）采用新型节能空调方式

在暖通空调系统应用中，要注重对影响人体舒适性的各项环境参数进行整合。当前不同环境参数之间的有效整合能够传递出不同的舒适效应，但是不同热湿环境参数之间的有效组合会对空调系统能耗产生较大影响。比如在冬季，单方面选取传统空调运行方式，能对室内整体空气环境实施加热。基于空气环境实现人体与环境之间的热湿交换，对空气温度要求较高，系统运行中热损失，加热新风产生的损失值较大。当前要注重对热湿环境研究现状进行判定，对传统空调方式进行优化调控[5]。此外，可在建筑项目内部运用新型节能空调应用方式，比如结合建筑类型选取空气源热泵户式敷设空调系统。例如在部分住宅建筑中运用空气源热泵户式敷设空调系统，主要包含新风除湿系统以及辐射系统。其中辐射空调系统在运行中可对室内进行控温，新风除湿系统主要是对室内湿度进行管控，实现室内温湿度独立化控制。在夏季，热泵机组运行会产生低温冷水，一部分低温冷水在板式换热器内可与辐射回水有效混合。辐射回水经过处理之后，会重新流回到辐射末端壁面，这样能够对室内辐射传热实施降温冷却。另外一部分低温冷水送入到新风机中与新风换热除湿，处理之后的新风进入到室内担负室内热负荷、湿负荷。当新风机组满足负荷要求，可仅开新风机组运行；当室内热负荷要求较高可以开启辐射系统。冬季运行同理。（见图1）

图1 空气源热泵户式辐射空调系统原理

（三）精心进行节能设计计算

当前要注重对项目建设现状进行分析，对暖通空调各季节不同运行时段全过程、实际工况进行分析计算，找寻更为合理的设计方案。暖通空调系统在不同环境中及多样化的气象参数中均能稳定运行。在暖通空调系统运行中要注重规范化判定系统运行冷负荷、热负荷、风管道、水管道阻力情况。合理选取相应的热源设备、水泵设备、冷源设备、风机动力设备等，确保各类设备选取应用能在最合适的工况状态中运行。当技术人员未依照水泵、风机特性曲线选取相应设备，将会导致设备在运行中产生较大的能源耗损。此外，当系统运行允许，通过综合耗能对比之后，要注重规范化扩大系统介质温差，这样便于对系统运行送风量以及水流进行有效控制，以合理控制能源输送中的能耗[6]。

（四）推广运用可再生能源空调系统

目前要注重对系统控制水平进行集中优化，注重对室内热湿环境参数进行调整，全面控制空调系统的能源消耗。现阶段要注重全面推广可再生能源以及降低能源品位的空调应用系统，此领域属于相对重要的研究课题。比如近年来地源热泵空调系统在此发展环境中得到了全面推广应用，其主要是基于地下恒温层土壤热力来优化空调系统COP值，这样能促使在同等制热、制冷系统运行中的能源消耗得到有效控制。其次，目前运用太阳能实施制热、制冷的技术仍在开发研究中。目前技术部门要注重做好冷热回收利用综合研究，这样能够保障诸多能源资源的科学化利用。近年来，我国诸多空调系统冷热回收利用研究活动全面发展，比如空调系统排风的全热回收器，夏季运用冷凝热实施多重热水供应，均是对系统冷热实施整体回收与利用，这样能够有效强化空调系统运行能源整体利用效率[7]。

现阶段随着系统运行管理成效的全面提升，加上系统控制水平不断优化，对暖通空调专业化操作技术人员也要注重定期实施专业化培训活动，有助于强化管理人员综合业务能力及专业技术素质，保障暖通空调研究中理论常识充足，对操作人员实施持证上岗管控制度；对不能满足工作考核的人员，要注重重新组织开展培训活动，确保人员考核合格之后才能上岗。要注重强化管理人员综合素质，提升其责任意识，使其在管理中能够结合室外参数变动情况实施有效调控，确保设计、施工活动满足多样化的节能管控要求[8]。

四、结语

近年来我国全球气候变暖问题加重，自然环境持续恶化，我国对建筑节能的关注度日渐提高。建筑能源产生的二氧化碳是气候变暖产生的主要原因。近年来我国暖通空调技术全面发展，在建筑发展中做好节能管控至关重要。当前在暖通空调系统设计中要注重集中转变原有的围护结构，提升维护结构热工性能与设备保温性能。在空调系统方案拟定中要注重节约诸多能源资源应用，集中收回较多能量，还要注重对天然能源的合理利用，选取自然节能管控措施。