建筑暖通空调工程节能技术的创新与应用

甘帅

（中国建筑第五工程局有限公司，湖南 长沙 410004）

众所周知，现代化建筑施工工程合理设计暖通空调系统，可以有效提升居住环境，如空调系统可以实现加湿除湿、除菌以及换气等。然而，随着暖通空调使用数量的增加，势必会增加能源消耗，造成环境污染，对建筑行业绿色健康发展造成影响。因此，对于建筑工程行业而言，暖通空调工程的过程实施要遵循节能环保原则，并在工程中合理地运用节能技术，这样不仅可以优化暖通空调系统，同时还能有效控制能源消耗，提升能源利用率。因此，加强暖通空调工程节能技术的应用非常有必要。

1 暖通空调系统概述

随着节能减排政策的提出，各行各业纷纷响应政策号召，并积极运用节能技术，以实现节能减排目标。建筑行业作为我国能源消耗的主要行业之一，加强节能减排势在必行。建筑暖通空调系统是建筑工程节能减排的重要环节，其能源消耗在建筑工程总能耗中占比在1/3以上，且在逐年递增；这种能源消耗趋势势必会加快我国能源枯竭速度。因此，建筑暖通空调工程必须做好节能减排工作。暖通空调系统主要是调控建筑中的空气、采暖以及通风，为人们营造舒适的居住环境。暖通空调系统的主要原理是对空气进行冷却、过滤以及除湿、加热、加湿等处理，进而将满足居住环境要求的空气送入房间，并将房间内的余湿、余温排出，促使房间的温度与湿度达到宜居标准。过去，建筑暖通空调系统主要采用定流量的冷媒系统并通过对末端设备风量的控制来实现房间环境温度调节。但是，随着人们节能环保意识的不断提升，这种暖通空调系统已经无法满足时代发展需求。在这样的背景下，建筑暖通空调开始向变冷媒量系统与变风量系统发展，通过电动调节阀与风阀执行器的运用来实现对冷媒介质流量与风量的调节，从而实现对区域环境内的温度与湿度进行精准调控。

2 暖通空调工程节能技术的运用价值与原则

2.1 暖通空调工程节能技术的应用价值

建筑暖通空调系统中运用节能技术不仅可以实现节能减排，同时，还能减少环境污染。由于建筑暖通空调工程在建筑工程总消耗量中占比较大，通过节能技术的应用可以降低能源消耗。另外，暖通空调工程节能技术的应用是以能可持续发展为前提的，因此，通过对可再生能源的充分利用是能实现节能减排的一种有效途径，如通过对热回收技术的应用，除了能实现节能减排，还可以对部分能源进行再次回收利用，在提升能源利用率的同时，也达到将室内空气调节至理想舒适度的要求。

2.2 暖通空调工程节能技术应用原则

暖通空调工程中应用节能技术应遵循以下3个原则：首先，经济实用性原则。工程在设计与规划时，都需考虑经济实用性原则，尤其是暖通空调这种高能耗工程项目更应如此。建筑暖通空调工程在设计时，相关人员就要根据节能技术对涉及的能源单价、设备档次等进行综合考虑，以保证暖通空调工程在建成运行时，实现既能节约成本又能发挥降低能耗的双重目标。其次，可靠性原则。与暖通空调工程中其他技术相比，节能技术在我国的发展时间较短，尚处于摸索阶段，其技术应用的成熟度还有待提高。因此，建筑暖通工程项目在对节能技术实际应用时，要秉承可靠性。这就要求对暖通空调工程中水电输出设备以及其他设备有清晰的了解，并根据工程需求制定相应的技术应用方案，只有这样，才能确保节能技术与暖通空调工程项目的需求相吻合。最后，节能环保原则。目前，建筑行业是我国能源消耗结构中占比相对较大的行业，而暖通空调工程又是建筑工程中能源消耗最大的部分，通过在暖通空调工程中应用节能技术可以有效降低能源消耗，进而减少对周围环境的污染。

3 建筑暖通空调中的节能技术

传统建筑的建设已经最大程度地满足了居住建筑的必需功能性要求，但在技术与规划方面缺少暖通调节，已无法满足人们当前对生活品质的要求。因此，现代化的建筑规划与设计增加了暖通空调工程，对空气进行处理，提高了居住环境的适宜性。然而，暖通空调工程的运用增加了能源消耗，不符合当前绿色节能环保的发展要求。这就要求在暖通空调工程中融入节能技术，这样不仅可以减少能源消耗，同时，也能保证居住环境的适宜性需求。下面就当前建筑暖通空调工程中的节能技术进行简单阐述。

3.1 热能回收技术

热能回收技术是对暖通空调中的余热回收再利用，这样能够有效控制建筑暖通空调工程中热能量浪费的情况，进而提升暖通空调工程能源利用率。因此，热能回收技术在暖通空调工程节能中的应用具有重要意义。热能回收可以分为部分热能回收与全部热能回收，部分热能回收只是将冷水机组排放的部分热能回收，全部热能回收是将系统中排放的所有热能全部回收。目前，暖通空调系统中常用的热回收设备有板式显热交换器、冷凝热卫生热水供应器、转轮式全热交换器等。同时，通过智能电气化技术在热能回收技术中的应用可以实现智能化热能回收，即根据用户需求做出判断，进而更有效地回收热能，从而实现节能减排的目标。

3.2 变频技术

建筑暖通空调工程中运用变频技术不仅可以满足空调系统使用需求，同时，随着变频技术的应用日趋成熟，有效地保证了系统运行的安全、稳定性。最重要的是变频技术的应用可以进一步优化空调系统，进而降低空调系统对能源的消耗量。就以变风量空调系统来分析，当房间内的负荷低于额定负荷时，温度传感器会将感应到的信号传递给变风量末端，变风量末端就会根据温度信号指示将内部风阀的开度自动调小，从而减少对房间内的送风量。当变风量末端风阀调小后，主干风管的压力随之升高，空调机组根据主干风管压力变化对风机进行变频调节，风机变频速度降低，减少送风量，以适应房间负荷降低的变化。由此可见，风机变频调节不仅可以让系统根据需求供应风量，同时，在变频的调节下降低风机频率、节省电能，从而实现空调系统节能降耗的目标。

3.3 除湿空调

除湿空调主要是通过除湿与蒸发冷却的原理对房间内的空气进行处理调节。除湿空调中的能源消耗要远低于传统制冷系统，除湿空调只需要余热、太阳能等低品质能源就可以驱动，有效地降低了化石能源消耗量；同时，除湿空调仅将空气与水作为工质，并不会对环境造成污染。另外，除湿空调中的干燥剂还可以吸附空气中的污染物，在保证室内空气湿度的同时，还可以去除空气中的污染物，有效提升室内空气品质。除湿空调根据干燥剂类型的不同，可以划分为液体除湿空调与固体除湿空调；根据除湿方式的不同，还可以划分为干燥剂除湿、冷凝除湿、膜除湿以及加压除湿。

3.4 太阳能技术

太阳能作为一种可再生能源，同时，也是当前节能技术应用最广泛的一种能源。因此，在暖通空调工程中合理规划应用太阳能可以有效降低消耗，同时，还可以提升节能效果。具体而言，暖通空调工程在建设规划与设计时，要考虑项目所处地理位置的气候因素，通过相应技术，将太阳能转换为热能热水装置与暖通空调装置所需的能量，这样不仅可以提升节能效果，同时还可以有效降低暖通空调系统的运行成本。总而言之，太阳能技术在暖通空调工程中的应用，不仅可以使系统满足空气处理调节的需求，同时还可以满足节能标准，节省更多能源，促使城市的可持续发展。

3.5 水源热泵技术

水源热泵技术的原理是通过输入电力、燃气等高品位能源将低温位转化为高温位。水源热泵技术就是将建筑物中的热量转移到水中，在冬季，则是通过在恒定温度的水源中提取能量，并借助热泵原理将水或者空气作为载冷剂来调节建筑物温度。一般情况下，当水源热泵消耗1kW能量，用户则可以获取4kW以上的冷能或者热能。水源热泵属于再生能源，再加上运行效率高、费用低、节能，在建筑暖通空调工程中被广泛应用。水源热泵在冬季可以利用的水体温度在12～22℃，远高于冬季室外空气温度。热泵循环蒸发温度提高，能效比也会提升。与电采暖相比，暖通空调工程中合理运用水源热泵技术可以减少7成以上的电能消耗。另外，水源热泵技术中的水体温度相对稳定，尤其是地下水源，其波动性远低于空气的变动，是一种理想的热泵冷热源。因此，水源热泵技术的运行稳定可靠，并不会像传统空气源热泵会在冬天结霜。除此之外，水源热泵技术的应用也不会产生任何环境污染。北京奥运村就应用了水源热泵技术，该技术在应用中无须锅炉和冷却塔，但能源消耗仅是传统电锅炉的25%。

3.6 自然风能

自然风能属于再生能源，其供冷是暖通空调工程节能技术的重要组成部分。当室外空气中的总热量与温度低于室内时，供冷期就可以通过室外风中的自然风能来满足室内冷负荷的需求。通常这种情况都出现在供冷期的夜间与过渡季，夜间采用的是通风蓄冷，而过渡季则是采用新风直接供冷的方式。与常规空调系统相比。自然风能为建筑物提供的冷量只需要少量的电能或者不需要电能，就能实现能源消耗的降低，减少对环境污染，同时，也实现提升室内空气品质的目标。

4 建筑暖通空调工程节能技术创新发展

4.1 加强新兴环保能源的利用与开发

就当前建筑暖通空调工程节能技术的发展来看，新型环保能源也成为创新发展的趋势，目前主要的新兴环保能源有太阳能、风能、生物质能。太阳能与风能已在建筑暖通空调节能工程中得以运用。因此，也可以提升生物质能在建筑暖通空调工程中的开发利用力度。生物质能主要是指对人畜粪便以及腐败植物进行物质处理生成生物燃料，再用于发电、取暖等方面的能量需求转换。随着科技的发展，已经可以对部分腐殖质、废弃物进行技术处理，将其转换为清洁能源，在冬季或者极寒部分可以直接用作暖通空调的供暖燃料。对多余的燃料也可以通过发电系统将之转化为电能，再应用到暖通空调系统中。新兴环保能源在暖通空调中的应用不仅可以缓解用电压力、降低对传统能源的消耗，同时，又环保无污染。除此之外，对于当前已经应用到建筑暖通空调系统中的可再生能源，如太阳能、自然风能以及水源热泵等也要进一步研发、创新节能技术，为建筑暖通空调工程的可持续发展奠定基础。

4.2 加强新节能环保技术的开发利用

新节能环保技术的开发利用可以从房屋呼吸系统与低温地板辐射采暖技术两个方面入手。首先，房屋呼吸系统的开发利用。房屋呼吸系统是一种外墙进风、卫生间出风以及屋顶排风的新兴通风系统，该系统取高空空气，并对其进行过滤、除尘、灭菌、降温/加热、除湿/加湿等处理，以低速从房间底部送风口送入房间，污浊的空气则通过排气孔排出，这种方式可以有效调节室内温度，同时减少热能损失，实现节能目标。其次，采用低温地板辐射采暖技术。该项技术应用在地板上，地板下需要埋设热水管，通过水管加热实现室内取暖。低温地板辐射取暖技术需要热水作为介质，这样辐射表面温度需要控制在45℃以内。这种采暖方式也是以对流形式向上持续传递热能，让人们感受到脚暖的同时，还可以保持头顶凉爽。这样不仅可以给我们舒适的室内环境，同时还可以减少扬尘。为了进一步提升低温地板辐射采暖的节能性能，可以运用清洁能源加热水温以实现节能环保的取暖目标，如天然气。

5 结语

总而言之，随着节能减排政策的出台，人们的节能环保意识也在不断提升。绿色环保已经成为当前发展趋势，作为能源消耗占比比较大的建筑行业，其在建设规划中更应该融入绿色环保理念，尤其是暖通空调工程。建筑暖通空调工程在设计与建设时，若不能切实应用节能技术，势必会造成能源的浪费，甚至还会对周围环境造成污染。因此，建筑暖通空调工程在规划与建设时，要充分考虑节能技术的应用，根据项目实际需求科学合理地选择节能技术，在实现节能环保的同时，促使建筑暖通工程的可持续发展。