暖通空调系统的精准节能控制策略

鲍俊锋 蔡峰

【摘要】在现代建筑中，暖通空调系统是一个不可或缺的重要系统，若想提高建筑的舒适度及人们的生活质量，必须要对暖通空调系统进行科学设计。但暖通空调系统本身的能耗非常高，所以在其设计中还需采取有效的精准节能控制策略，以最大限度降低其能耗。本文主要结合实际提出了几条暖通空调系统的精准节能控制策略。

【关键词】暖通空调系统;节能;精准节能控制;策略

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

22.138

当今时代，随着社会经济的飞速发展，各个领域对能源的需求量也越来越高，但能源本身却是有限的，人们不能无节制地开采和浪费能源，而应想方设法进行节能，以实现可持续发展。暖通空调系统是建筑中的重要系统，同时也是建筑中能耗最大的系统之一，因此在暖通空调系统设计中，必须要重点关注节能问题，积极采取相关精准节能控制策略。

1、通过应用地源热泵进行精准节能控制

应用地源热泵可将低品位热能有效转换为高品位热能。地源热泵的冷热源可以是水库水、地下水、湖河水、江海水等等。常见的地源热泵有三种类型：地埋管型、地下水源型、地表水源型。目前在我国，以地埋管型最为多见。夏季气温高，地源热泵能够将多余热量传导给大地，到寒冷的冬季时则可利用这部分存热进行供暖，即地源热泵再吸收回地下的热量并传导给建筑。地源热泵的应用优势主要有以下几点：首先，地源热泵所使用的是可再生能源，且本身用电量少，节能性和可再生性好;其次，地源热泵的应用不会对生态环境造成很大污染，环保性好;再者，地源热泵的部件多布置在地下或室内，且机械运动部件少、使用寿命长、自动化水平高，日常维护要求及成本较低。不过由于我国南北温差本身较大，所以目前对地源热泵的应用效果也不平衡，南方地区在暖通空调系统中应用地源热泵足可满足实际需求，但北方地区却难以满足。故当务之急是要尽快解决南北地源热泵供暖失衡问题。

2、通过应用变频节能技术进行精准节能控制

应用变频节能技术的主要目的是，当遇到暖通空调系统负荷增加情况时能够利用变频调节设备和水泵来适当减少能量产生以实现节能。研究表明，在暖通空调系统中应用变频节能技术后可达到45%左右的能源消耗节约率。例如，冷冻水泵的正常运行余量设计标准为12%，处于长期运行状态下时其一般会保持最大的水流量，但在季节气温变化影响下，实际负载往往是低于预定负载的，因而需调节温度至8℃左右，不过这样就会导致运行能耗升高;在暖通空调系统中应用变频节能技术后，则可智能化地调节和管理冷冻水泵流量，从而降低能耗。

3、通过应用余热循环技术进行精准节能控制

余热循环技术是新型节能技术中的典型代表之一，将该技术应用到暖通空调系统中可有效实现精准节能控制目标，同时还可减少空气污染。余热循环技术的核心原理是热传递原理，它是通过与循环系统相结合而实现余热从某部分向其他部分的传导。由于一般情况下动力系统、热传输系统等不同系统均具有不同回路，因此可有效防止在热传递期间液体受到放射性影响引起回路污染。余热循环技术在暖通空调系统中的应用不仅能够降低热量消耗，同时还可在一定程度上提升供暖质量。

4、通过优化变量系统设计进行精准节能控制

变水量系统与变风量系统是暖通空调系统设计中的两个重要变量系统，必须要对变量系统设计进行有效优化，才能够更好地实现精准节能控制目标。具体来说，首先在变水量系统的设计方面，目前水泵的应用已经比较广泛，但冷水机组的局限性较大，且一般都是应用于机组制冷量较小的暖通空调中;另外变水量系统本身虽然节能优势显著，但在实际发展中仍旧受到了诸多条件限制，对于很多大型冷水机组变频而言都尚未应用该系统，而只有少部分暖通空调具备该系统，普及范围尚不够广泛。其次在变风量系统的设计方面，通常情况下所采用的方法是改变系统总风量，并送至建筑室内风量，这样可以比较有效地优化暖通空调的输送风量需求;另外这种方式还有助于节约成本和系统运行费用。

5、通过将供热、采暖及通风设计与节能技术相结合进行精准节能控制

在传统的暖通空調系统设计中，对于供热、采暖及通风等方面的设计主要是以改善人的生活环境为主，而忽视了节能问题。但近年来，随着对暖通空调系统节能要求的不断提高，在供热、采暖及通风设计中，必须要与节能技术相结合，以尽量节省暖通空调系统能耗。具体来说，在暖通空调系统的供热、采暖设计上，首先可选用塑料外壳管道作为输配管道，这样不仅能够提高热保温效果，同时也可以降低成本;其次应改变传统电能供暖方式，积极利用地热能、太阳能等自然能源，而且自然能源的应用还能够降低碳排放。在暖通空调系统的通风设计上，虽然不能强制改变空调的通风量，但可以通过新风转化的方式来保障室内舒适度和保证二氧化碳浓度要求，也就是对空调风机盘管机组处进行单独设计，适当增加新风。

6、通过降低能量传输损耗进行精准节能控制

暖通空调系统在运行过程中需持续性应用能源，但受多方面因素的影响，在能量传输过程中会发生一些损耗，如果损耗过大的话则十分不利于节能。故而在暖通空调系统设计中，需设法降低能量传输损耗，以减少不必要的能源浪费，提高系统节能效果。目前常用的降低能量传输损耗的方法有：选用保温性能好的材料，利用材料优势来降低能量传输损耗;应用先进计算机技术，实时计算室内相关空气参数，并据此灵活调节暖通空调，实现能量传输损耗的降低;为输送系统选择输送性能良好的动力源，强化输送能力，以降低能量传输损耗;通过减少管路材料用量来尽可能缩短管线，进而降低能量传输损耗。

7、通过合理设计暖通空调自控系统进行精准节能控制

暖通空调自控系统的作用是自动化、智能化控制暖通空调系统运行，以将暖通空调系统的运行能耗控制在合理范围内，而减少不必要的能耗。例如，可对整体暖通空调系统采用多工况空调运行模式进行自控;对除应用螺杆式冷水机组的区域均采用一次泵负荷侧变流量系统与冷热源侧定流量系统;在回水管上设置电动二通阀;在供回水总管内安装压差旁通装置;在新风管、排风管及回风管上使用电动风阀、温湿度传感器等。

结语：

综上所述，在暖通空调系统设计中，为实现精准节能控制目标，应积极采取应用地源热泵、应用变频节能技术、应用余热循环技术、优化变量系统设计、将供热、采暖及通风设计与节能技术相结合、降低能量传输损耗、合理设计暖通空调自控系统等策略。实践表明，这些策略的应用均可有效降低暖通空调系统能耗。

参考文献：

[1]殷雅冰.暖通空调系统PID控制及节能降耗方案[J].中阿科技论坛（中英阿文），2020（07）：91-95.

[2]唐培忠.暖通空调系统（HVAC）的精准节能控制策略研究[J].科技创新导报，2020，17（15）：74-75.

[3]庞川.暖通空调系统精准节能控制策略研究[J].石化技术，2019，26（01）：172+178.

[4]訾洁.暖通空调系统（HVAC）的精准节能控制策略分析[J].居舍，2020（24）：107-108.