暖通空調系統節能設計方案研究

【摘要】隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善，我國建筑能耗的總量呈逐年上升趨勢，而暖通空調系統在建筑能耗中占有重要比重。本文通過分析暖通空調系統能耗的構成及主要特點，針對當前暖通空調系統在節能方面面臨的問題，提出解決暖通空調系統節能的有效途徑與方法。

【關鍵詞】暖通；節能；設計

一、暖通空調系統能耗構成與特點

隨著我國國民經濟的迅速發展，能源和環境問題日益尖銳，城市化的飛速發展和人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大，在發達國家已達到40%，建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通風、空調、照明、電器和熱水供應等需求方面的能耗，用于暖通空調的能耗又占建筑能耗的30%～50%，且在逐年上升。為了維持建筑物內部空氣環境適宜的溫濕度，現代建筑中通常采用設置暖通空調系統來保證這一需求，而所消耗的能量即為暖通空調系統的能耗。這部分能耗中包括建筑物冷熱負荷引起的能耗、新風負荷引起的能耗及輸送設備（風機和水泵）的能耗。影響暖通空調系統能耗的主要因素有室外氣候條件、室內設計標準、圍護結構特征、室內人員及設備照明的狀況以及新風系統的設置等。

暖通空調系統的能耗還有幾個特點表現在：第一，系統的設計、選型、運行管理的不合理將會降低能量使用效率。第二，維持室內空氣環境所需的冷熱能量品位較低且有季節性。這就使在具備條件的情況下有可能利用天然能源來滿足要求，如太陽能、地熱能、廢熱、淺層土壤蓄熱等。第三，暖通空調系統涉及到的冷熱量的處理通常以交換形式處理。這就可以采用冷熱量回收的措施來減少系統的能耗，有效利用能量。

二、暖通空調系統節能面臨的一些問題

1、節能設計方案存在的問題

近年來，隨著對節能和環保要求的不斷提高，新的技術方案不斷涌現，每種技術方案往往都有各自的優缺點。面對眾多的設計方案，由于考慮問題的角度不同，各方面的評價結果也往往不相同，甚至大相徑庭；由于缺乏科學的、客觀的設計方案評價方法，設計人員往往霧里看花，無所適從，如何在眾多的設計方案中找到最合適的節能方案，是困擾暖通空凋沒計人員的重要課題。另一方面，不科學的評價方法則會起到誤導的作用，造成嚴重損失。

2、系統運行與管理存在的問題

除設計施工外，運行管理也起著重要的作用。在實際中有些單位認為設計施工達標完成就可以了，因此不注意對暖通空調操作人員的培訓，很多操作人員不具備必要的暖通空調基本理論常識，不懂得根據室外參數的變化進行相應的調節。一年四季只有開機、關機和冬、夏季轉換操作，顯然系統達不到相應的節能效果。

三、暖通空調系統節能的途徑及方法

1、暖通空調系統的優化設計

使其在高效經濟的狀況下運行。暖通空調系統特別是中央空調系統是一個龐大復雜的系統，系統設計的優劣直接影響到系統的使用性能。可以說空調系統的設計對系統的節能起著重要的作用。

2、有效改善建筑維護結構的保溫性能

對于暖通空調系統而言，通過維護結構的空調負荷占有很大比例，而維護結構的保溫性能決定維護結構綜合傳熱系數的大小，亦即決定通過維護結構的空調負荷的大小。所以在國家出臺的建筑節能設計規范和標準中，首先要求的就是提高維護結構的保溫隔熱性能。

3、采用新型節能舒適健康的空調方式

影響人體熱舒適性的環境參數眾多，不同的環境參數組合可以得到相同的熱舒適性效果，但不同的熱濕環境參數組合空調系統的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我們采用傳統的空調方式，把整個室內的空氣加熱，通過空氣實現人體與環境的熱濕交換，就需要較高的空氣溫度，此時通過維護結構的熱損失和加熱新風的熱損失都比較大。如果我們根據熱濕環境的研究成果，改變傳統的空調方式，增加輻射熱（如低溫地板輻射采暖），此時所需要的空氣溫度顯著下降，一般可達到12～14℃，而傳統方式一般在18～20℃，顯然后者比前者具有顯著的節能效果。在夏季也有類似的結果。

4、推廣使用可再生能源或低品位能源空調系統

如何利用可再生能源及低品位能源已經成了該領域重要的研究課題。地源熱泵空調系統就是在這種形勢下發展起來的，它利用地下恒溫層土壤熱顯著提高空調系統的COP值，使得同等制熱（或制冷）量下的系統能耗大幅度下降。另外，利用太陽能供熱或制冷技術也在開發研究著。

5、開展冷熱回收利用的研究運用工作

目前許多空調系統冷熱回收利用研究也在蓬勃開展，如空調系統排風的全熱回收器，夏季利用冷凝熱的衛生熱水供應等，都是對系統冷熱的回收利用，顯著提高了空調系統能源利用率。

6、優化系統運行管理，提高系統控制水平

對暖通空調專業的操作人員進行培訓，提高管理人員的專業水平和業務技能，使其具備必須的暖通空調基本理論常識，實行空調操作人員操作證制度，對沒有達到考核要求的，應重新培訓，考核合格后才能上崗，同時提高管理人員的素質，增強其責任心，這樣管理人員才有能力根據室外參數的變化進行相應的調節，達到設計要求的節能效果。

四、結語

我們應當積極開發新能源，積極推動太陽能、地熱能、原子能等新能源在建筑中的應用。這些能源的開發利用日益引起世界各國的重視，它將是解決世界能源危機的根本措施。我國已有這方面的研究應用，如地源熱泵系統、太陽能一水源熱泵系統及太陽能一空氣能熱泵系統等。這些系統高效節能、無污染，不失為一種有效利用自然能的好途徑。節能對于我國現代化建設來說，具有更重大的意義。目前，全國各地電力十分緊張，但所需能量也在迅速增長。因此，在空調設計中應注意改善圍護結構的熱工性能和熱設備的保溫性能；空調系統方案要節約能源，充分回收能量，并盡可能利用天然能源，同時采取自控節能等措施。

參考文獻

[1]朱穎心.建筑環境學（第二版）[M].北京：中國建筑工業出版社.2010.

[2]羅伯特·貢薩洛.建筑節能設計[M].北京：中國建筑工業出版社.2011.