暖通空調工程中的節能減排設計探究

袁煥萌 付志鵬 劉群

摘要：暖通空調系統的節能減排技術可以有效地控制我國建筑物總體的能源消耗，在暖通空調工程設計過程中應予以重視，明確節能減排的設計目標，通過合理的設計方案來實現暖通空調的節能減排。文章將重點介紹暖通空調工程中的節能減排設計探究，以供同行參考。

關鍵詞：暖通空調，節能減排設計

中圖分類號： TE08文獻標識碼： A

前言

近年來的社會發展中，伴隨著我國國民經濟的飛速發展，能源問題和環境問題之間的矛盾日益尖銳，成為影響城市化發展和人們生活水平的主要因素。截至目前，在城市化發展之中，由于建筑能耗造成的能源耗費現象越來越嚴重，已成為整個社會發展中能源浪費的核心結構。領因此，在目前的建筑工程項目中，節能減排為主的新型空調系統逐漸受到人們的重視，也成為建筑工程中備受關注的環節。

1．暖通空調系統組成和主要特點

1.1 暖通空調系統組成

暖通空調主要指的是集采暖、通風、空氣調節裝置和相關系統為一體的綜合性空調設備。這種設備在應用的過程中其涉及范圍非常廣泛，其包含有物理學、流體力學、機械學、熱力學等多個不同的工作領域，因此來說對其進行設計是一項相當復雜的工作，也是多個不同的工作體系和環節。

1.2 特點

在暖通空調系統的應用中，其最大的特點在于能夠創造出一個舒適、宜人、優雅的室內環境，而一般的空調系統在應用的過程中最多只是解決室內環境的冷暖問題，而很少進行空氣處理。

2.現階段暖通空調工程中存在問題

在現階段的規范要求的基礎上，暖通空調工程要滿足社會人們的生活、生產需求。與我國氣候條件較為相似的發達國家相比較，我國每平方米建筑物的采暖的能源消耗量達到發達國家的 2~3 倍，還不能達到這些發達國家所提供的建筑環境舒適度。 分析這里面的原因，主要包括下面兩點：其一是暖通設計人員沒有嚴格執行基本原則，沒有按照因地制宜的原則有效地作出合理的設計；其二是與暖通空調相匹配的供熱排風系統設計不合理。

建筑暖通空調系統在施工中也存在較多現實問題。施工是實現暖通空調工程功能的重要環節。 現階段由于管理制度不完善，相關從業人員沒有優秀的職業素養。 導致在暖通空調工程施工過程中，施工企業為了追求更多的利潤而在材料上以次充好，盲目追趕工期，造成工程存在較多的質量隱患。

除了設計和施工階段導致的暖通空調系統能耗過大外，運行管理階段也是影響其能耗的一大環節。管理人員需要結合建筑物的采暖空調負荷的狀態、相關設備的使用狀況以及室內外環節的變化進行實時的調整。 施工企業還需要重視暖通空調系統的使用中的維護工作，需要確保殘余暖通工程維護的工作人員具備一定的理論基礎和實踐經驗，懂得根據建筑物室內外溫度變化情況來調節暖通空調系統的運行狀況，盡量降低暖通空調系統的能源消耗量。

3.暖通空調工程的節能減排設計

3.1 設計的基本目標

建筑物的暖通空調系統的節能減排的設計， 需要在系統穩定、可靠的基礎上，控制暖通空調系統的投資成本、運行成本達到節能減排的目的。因此，暖通空調工程設計人員需要緊密聯系工程實際，結合有關的節能減排設計經驗，采取必要的優化措施，發揮不同給排水、空調系統的節能措施，達到節能減排的最終目的。

3.2 設計的基本原則

暖通空調系統的設計企業要嚴格要求有關設計人員在進行建筑暖通空調工程項目設計過程中，對建筑物的冷熱負荷進行詳細的計算并提出相應的節能措施。 確定暖通空調系統的設計方案時，設計人員要與建設方進行深入溝通，并充分了解工程現場情況，根據建筑物的負荷情況和建筑功能要求、 當地的能源特點和氣候特征綜合考慮，合理地進行管道設備的布置，保證暖通空調工程施工過程中，與結構土建、建筑裝飾、水電、消防等專業人員進行配合與協調，保證暖通空調工程的節能減排目標得以實現。

3.3 節能減排優化設計的基本策略

3.3.1 空調風系統的優化設計

建筑物的空調系統在運行時會釋放大量的熱量，有效地轉移這些熱量， 從而保證建筑物空調系統正常溫度地運行時一個重要的過程。隨著城市建筑物的高度和建筑面積日益增大，建筑物產生的余熱也日益增加。因此在建筑物中使用水地源熱泵空調系統可以解決建筑物空調散熱的問題， 并且該系統的運行成本相比較傳統空調會大幅度降低。 空調系統末端宜采用新風換氣機組的形式，通過新風進入室內之前與回風有效熱量交換的方式，達到降低耗電的目的。

3.3.2 空調水系統

空調睡系統中的開式系統在設備運行時的水泵揚程容易消耗較大的能量，設計時采用閉式的水循環系統可以降低能耗。 這是因為開式水循環系統中的冷、熱水使用同一個管路形成回路，因此冷熱交替過程中消耗較多的能量。空調的回路布置與空調運行成本具有較大的關系，如果空調水系統較為龐大，其較大回路阻力導致不同回路間負荷差距較大，造成較多能耗的產生，因此應使用變頻泵系統。 此外，還可以在空調冷熱源側根據實際情況設有不同負荷級別的水泵進行水循環，可以進一步降低能耗。 另外，大型建筑的空調管路較長，所以冷熱量損失也將必然增加。設計施工過程中空調管路的保溫必須嚴格按照國家相關標準執行，以避免不必要的損失。

3.3.3 空調冷熱源

空氣調節系統的冷熱源宜采用集中設置的冷(熱)水機組或換熱設備。 當前各種機組、設備品種繁多，電制冷機組、溴化鋰吸收式制冷機組、冰蓄冷空調機組及水地源熱泵空調機組等各具特色，由于機組或設備的選擇受占地面積、使用特征、當地能源種類、投資和運行費用、環保規定等多種因素的影響和制約，設計人員只有在充分做好上述因素的調研后，客觀全面地對冷熱源方案進行綜合論證，才能真正達到節能、使用效果的雙贏目的。

4.暖通空調節能技術的相關應用

4.1 提高建筑物圍護結構的保溫隔熱性能

建筑圍護結構的能耗是建筑物的暖通空調系統在運行過程中的一部分能耗，提高建筑物的保溫性能，可以有效地降低暖通空調系統運行所帶來的損耗。 因此需要結合建筑物的實際情況，對建筑圍護結構的保溫隔熱性能進行改善，可以在一定程度上控制暖通空調系統的能耗。

4.2 冰蓄冷系統應用

我國不同地區的經濟發展狀況存在較大的不平衡性，因此各地區的用電高峰、低谷時段也具有較大的差異性，因此容易產生不同的用電高峰時段出現電力供應緊張，而用電低谷階段又發生能源過剩的現象，容易造成較大能源浪費。 針對這種情況可以應用蓄冷系統將用電高峰時段所產生的電量制作成冰， 從而可以在用電低谷階段進行釋放，緩解建筑暖通空調系統的用電消耗。

4.3 變頻系統的應用

暖通空調系統在運行的過程中， 通常是不會產生全負荷運行的現象，因為系統在運行的過程中，其所處的外部環境也在隨時發生變化，所以其負荷也會隨著環境的變化而產生一定的變化。 同時，空調系統的運行條件是保證穩定的額定功率， 一旦額定功率發生變化，就會產生全負荷輸出的現象，這時就會造成能源的浪費。 如果能夠運用變頻技術將其額定功率的變化控制在科學的范圍內，空調系統本身就不會由于額定功率的改變而形成全負荷運轉的狀態，這樣就達到了節能的目的。 因此，變頻技術在空調系統中的使用時空調節能要求的必然結果，使用變頻技術不僅可以對空調系統中的一些不足進行改善，同時還可以在一定程度上降低耗能，節約空調運行的費用。

結語

暖通空調系統的節能減排設計，需要綜合考慮工程項目的設計、 施工以及后期運行維護過程中的能耗控制，在確保建筑物功能的實現的基礎上，建設能源消耗，從而最終實現建筑能耗的降低的目標，促進我國經濟建設的可持續發展。

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