暖通空調系統節能改造設計分析

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摘要：暖通空調是建筑中能源消耗的大戶，只要采取有效的措施和方法，才能有效的節能，本文主要介紹了暖通空調節能改造的重要性，曖通空調系統存在的主要問題，暖通空調系統節能改造設計的方式，希望能為以后的工作提供一定的參考。

關鍵詞：建筑；空調系統；暖通空調；節能改造

一 、暖通空調系統節能改造的重要性

采用合理的措施和策略來節約空調能耗，對我國來說可以節約資源、保護環境，而且可避免不必要的電力建設投資；對用戶來說則可減少空調運行費用的開支，其經濟性是顯而易見的。在某種程度上，綜合利用各種技術措施達到空調節能，有利于國民經濟的可持續發展，是一件利國利民的好事。因此，既有建筑空調系統的節能改造勢在必行。

二、曖通空調系統存在的主要問題

暖通空調系統設計方案在很大程度上制約著系統的節能，然而，在實際設計中往往由于設計周期短、設計費用與產生的經濟效益不掛鉤等原因造成系統節能得不到設計人員的足夠重視；隨著國內對節能和環保要求的不斷提高，新技術方案不斷涌現，再設計過程中由于缺乏科學的、客觀的評價，致使設計人員最終未能采用最合適的節能方案，甚至不科學的評價方法會起到誤導的作用等等，最終造成暖通空調系統投資大、運行能耗高的結局。

根據全年逐時動態負荷計算所得的空調、供暖的冷、熱負荷和全年負荷，以及能耗系統的準確計量，選擇合理的運行策略，盡量使空調系統制冷機運行在較高的負荷下，以獲得較高的COP，達到節能的目的。特別是過渡季和冬季充分利用室外新風作為自然冷源，隨著室外氣象參數的變化改變新風量，以最大限度地縮短主機的開啟時間，有效提高舒適性并實現節能。

另外，既有建筑的外維護結構的改造對原有暖通空調系統運行參數帶來了影響。由于維護結構保溫措施加強，原有系統設計值不再符合實際情況，需要重新計算校核，以免暖通空調設備長期處于低效運行，浪費能源。

三、既有空調系統節能改造設計的主要內容

空調系統能耗在建筑能耗中占有很大比重，如在商業建筑中占建筑總能耗的65%左右，空調系統節能對建筑節能具有重要的意義。一般來說，一個完整的空調系統由三大部分組成，即空調冷熱源、供熱與供冷管網和空調用戶系統。冷熱源就是通過管路系統將各種設備組成制備熱媒或冷媒的熱力系統；供熱與供冷管網是輸送熱媒與冷媒的大動脈，將冷熱源制備的冷、熱媒輸送到用戶；空調用戶系統是由管路系統與末端空氣處理設備組成的冷量或熱量的分配系統，按各建筑物冷熱負荷的大小，合理地將冷量或熱量分配到各個房間或區域，以創造出舒適而健康的室內環境。空調系統的用能也集中在這三大部分中，即冷熱源中能量的轉換、冷媒與熱媒的輸送用能和空調用戶分配系統用能。空調系統的節能應從這三方面著手，采取節能技術措施。

1.空調冷熱源的節能改造

眾所周知，空調冷熱源的能耗是暖通空調能耗中的主要部分，在空調冷熱源的設計中合理采用節能技術措施對整個暖通空調系統的能耗至關重要。因此，有必要對空調冷熱源的主要節能技術作一總結，以便增強設計者在空調冷熱源設計中的節能意識。

空調冷熱源形式的選擇應綜合考慮能耗指標、初投資和運行費用、使用壽命、建筑特點、安全和可靠性、維護管理難易程度、對環境的影響、當地能源結構等因素。從節能角度，對于設備的選擇應該考慮利用效率是否高，因此應該優先選用天然冷熱源。在空調冷源設計中，回收與利用冷凝熱，即在制冷的同時又制備熱水為熱水供應提供熱源，這種方案才是一個節能而環保的優化方案，是合理使用能量的典范。國外早已使用這種方案，稱之為免費熱水供應系統。

冷凝熱回收與利用系統（又稱免費熱水供應系統）在理論上具有一定的實用價值，但是該系統的實際節能效果與氣象條件、建筑特點及使用功能等因素有很大關系，應具體問題具體分析[4]。

2.空調系統型式的節能改造

不同空調系統型式的能耗有所不同，對于既有建筑，應根據建筑的功能、運行特性、負荷特點、改造的經濟性等方面綜合考慮，選擇合適的空調系統型式，例如變風量（VAV）空調系統、變水量系統、輻射板供冷與供熱系統、變制冷劑流量（VRV）系統、水環熱泵空調系統、工位空調系統等都具有節能的優點。在系統型式選擇時，應當分析要求進行環境控制的場合的特點（負荷特性、使用特點、調節要求、管理要求、建筑特點等）和各種系統具有的特點，使系統與被控制的環境有最佳的配合，達到在有良好的環境控制質量條件下既經濟又節能的目的。

3.空調系統氣流組織的節能方式

氣流組織也稱空氣分布，也就是設計者要組織空氣合理的流動。氣流組織直接影響室內空調效果，關系著房間工作區的溫濕度基數、精度及區域溫差、工作區氣流速度以及系統運行的能耗，是空氣調節設計及運行的一個重要環節。對于既有建筑空調系統，應該根據房間的特點，選擇合理的氣流組織方式，將空調系統的氣流分布模式的影響降低到最低。

4.空調風管系統的節能改造

布置風管系統要考慮的因素（如系統的造價、運行的經濟性及運行效果、建筑結構與功能、防火要求等）十分繁多。現僅從節能角度考慮風管系統的布置，應注意以下幾點：a.對稱布置：對稱布置干管尺寸通常比較小，設計管路較短，比非對稱布置更容易保持系統的水力平衡。b.多路并聯布置：多路并聯布置可使風管盡可能的短，以降低每路風管的流動阻力。同時，也使風管斷面尺寸變小。c.在風管系統的最不利環路上盡量避免設置高局部阻力系數的管路附件，以減小最不利環路中空氣流動的總阻力。

四、結論

暖通空調系統在建筑節能中占據重要的位置，起著舉足輕重的作用。節能技術推新、廣泛應用離不開技術人員的研究開發、政府職能部門的重視和支持、行業內的每一名暖通專業的工作者的辛勤勞動，也只有全方位的開展暖通空調系統節能研究使用才能真正達到節能的目的。對于既有建筑而言，應重點加強對設備運行的控制能力，使能源更加合理、精確地消耗，針對每個建筑我們應制定符合該建筑的用能管理制度，加強設計人員的技術水平，提高運行管理人員的節能意識，培養有強烈的責任心的運行管理人員。

參考文獻：

[1] 張利娜.淺析暖通空調系統的節能措施[J].中小企業管理與科技（下旬刊）.2010（06）

[2] 沈婷婷，龔敏，葛堅. 既有公共建筑節能改造初探[J]. 華中建筑. 2008（10）

[3] 于福興. 既有建筑的節能改造是實現建筑節能的重要組成部分[J]. 磚瓦. 2011（05）