暖通空調的節能設計探討

摘要：隨著社會經濟的發展，暖通空調能耗日益增加，暖通空調節能問題，在實際應用中得以實施應用。本文就暖通空調節能設計原則的重要性及設計中的問題探討措施。

關鍵詞：暖通空調；節能設計；問題探討

一、暖通空調節能的重要性

隨著社會經濟的發展，科學技術的不斷進步。能源為經濟的發展提供了動力。但是由于各種原因，能源的發展往往滯后于經濟的發展。現有的暖通空調系統所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中電能占了絕對比例。對這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時也帶來嚴重的環境問題。

二、暖通空調節能設計原則

⑴節能設計的實際應用。影響熱舒適指標的主要因素是：溫度，濕度，平均輻射溫度，風速，勞動強度。通過尋找這六者之間的合適比例，巧妙組合，達到舒適和節能的協調。同時恰當地利用房屋圍護結構的熱導性，抵抗室外氣候的變化，使得房間內產生舒適的微氣候。管路系統設計要簡單，這樣管材消耗量少，而且便于施工，可以達到節省初投資的目的。

⑵處理好整體和局部的關系。個人與全體兼顧在一定的條件下，實行集體供暖，無疑會很大的降低能耗，但是也需要注意滿足個人需求，不強求全面統一，這樣對節能和控制的靈活性均有利。一方面暖通空調系統應保證各個房間的室內溫度能獨立調控；二是便于實現分戶或分室熱量分攤的功能。

⑶滿足生活環境中的聲、光、色的要求盡管影響人體舒適的主要因素為舒適環境，但是這三者同樣是不可忽視的因素。比如人們居住的室內環境以暖色調為主，可以讓人們心理上感覺到溫暖，從而不必要需要較高的室內溫度，自然也就避免了能源的消耗。

⑷利用室內的通風量，控制室內空氣品質節能設計中總的發展趨勢是通風量應增大，在這個過程中必然要解決的就是空氣的質量問題，消除空氣中的細菌、浮游塵埃，臭味等有害人體的物質，通過室內進排風合理的氣流組織，從而達到改善空氣的品質，改善居住環境，節約能源的目的。

三、暖通空調系統節能設計的具體應用

⑴方案設計。現在非常流行的空調設計方案是：在低能耗，高室內環境品質的前提下，風量可調的置換式送風系統、冷輻射吊頂系統、結合冰蓄冷的低溫送風系統以及去濕空調系統。為了平衡高層辦公樓中設備、照明等主要熱源形成的輻射熱量采用輻射形式供冷。冷輻射吊頂應結合置換式送風，將新風采用下送風方式送人室內，既保證室內空氣品質，又保證良好的室內熱環境。而采用空調去濕方案，首先可以保證室內空氣品質；其次采用去濕保證了綠色建筑對室內濕度控制在60%以下的要求。

（2）新風的作用。某些建筑由于裝修材料含有揮發性有害物質造成室內空氣污染。因此。綠色建筑中的暖通空調應該具備良好的通風系統，實現合理的自然通風。因為新風在室內的流動對健康是必不可少的。

（3）蒸發冷卻技術。蒸發冷卻空調技術是一種綠色仿生空調技術，包括問接蒸發冷卻（IEC）和直接蒸發冷卻（DEC）。該系統采用水作為制冷劑，實現空調運行對環境無污染；另外，蒸發冷卻系統的COP/t 直比機械制冷大得多。且它的制冷不消耗壓縮功，它是一種節能環保型綠色空調技術。

（4）地源熱泵空調系統。地源熱泵空調系統是利用土壤、地下水或江河湖水作為冷熱源的一種高效空調方式。土壤是一種很適宜的熱源，其溫度適宜、穩定，蓄熱性能好且到處都有。她源熱泵全年運行工況穩定，不需要其他輔助熱源及冷卻設備即可實現冬季供熱夏季供冷。地源熱泵的COP 值可達4.0 以上。對于采用深井回灌方式的水源熱泵，由于地下水抽出后經過換熱器同灌至地下，屬全封閉方式，因此不使用任何水資源，也不會污染地下水源。

（5）免費供冷空調系統。免費供冷技術通過水系統來利用自然冷源。它也稱冷卻塔供冷，是一種節能降耗的系統形式。免費供冷的實現方式是：當室外空氣濕度溫度下降到某值以下時關閉冷水機組，以流經冷卻塔的循環冷卻水直接或間接向空調系統供冷，提供建筑空調所需要的冷負荷。在空調系統中，冷水機組的能耗占有極高的比例，如用冷卻塔供冷技術可少開或不開冷水機組，其節能效率將會是顯著的。

四、暖通空調節能設計中存在的問題

⑴暖通空調系統在設計管理方面存在問題。暖通空調系統的設計是空調節能的基礎，對空調系統的節能效果有著重要的影響。然而，在實際工作中些設計部門和設計人員并未給予足夠的重視，加之我國目前的建筑設計領域還普遍存在以業主為中心的觀念，為追求經濟效益，盲目趕工期，使得工程設計周期普遍較短，其中一些設計問題并內有得到有效細致的處理，一些設計單位只求數量，忽視質量，使得按設計施工完的系統不僅投資大，運行能耗也相當驚人，大大超過了國家標準。此外，在缺乏一套完整科學的節能系統評價標準，或者僅以一些單一指標進行節能效果的評價，而且隨著節能技術的不斷發展，新的技術方案不斷涌現，如何科學評價選用這些方案就顯得非常迫切，

⑵在設計中有的設計人員工作不夠仔細。對規范的貫徹方面有的地方做的不到位《設計規范》規定，冬季室內空氣的設計標準是：盥洗室、廁所不應低于12℃，浴室不應低于25℃。然而，有的公共建筑的廁所、盥洗間（設有外窗、外墻）、住宅建筑的衛生間未設散熱器，室內的氣溫就很達到規范的要求，不符合《設計規范》的要求。在住宅建筑的廚房內存在同樣的問題，所以在這些容易被忽視的地方同樣要設置散熱器，以保證室內的溫度。

⑶根據《設計規范》的要求，熱水采暖系統應在熱力入口的供回水總管上設置溫度計、壓力表及除污器，必要時應裝熱量計在實際設計中，設計人員對主要的入戶熱力裝置給予了足夠的重視，同時往往會忽略了在入口處的裝置。在出圖的過程中會有所遺漏，會導致圖紙審核不合格，所以審圖部門經常提出意見。

⑷設計時沒有考慮到能源管理的需求因為“調整優化”概念的缺乏，系統往往不能達到設計要求。很多大型的建筑缺乏基本的能耗監控和分析功能，在一定程度上對運營管理是不利的。同時很多大樓的節能改造，其實只要對系統進行認真的調試使之達到設計功能、將系統的調節控制功能發揮出來，就可以將能耗降下來。但這種“軟”改造沒有多大的經濟收益，所以商業化運作的能源服務公司往往不愿意進行這種改造。造成暖通設計問題的原因很多，有的是設計人員本身的素質問題，如實際工作經驗不足、對規范不熟悉、設計人員責任心不強與工作馬虎。其中還有一部分就是有些問題在技術上并沒有得到解決，在實際中的應用還不規范，這個問題的解決有賴于相關技術部門的一起努力，實現技術的進步。要杜絕設計工作的失誤，首先，要加強設計人員自身的專業知識學習及對規范的學習，與安裝人員多交流，掌握第一手的現場資料，根據使用情況，不斷改進設計。施工圖的審查也是糾正設計中問題的一個重要環節，對提高設計工作質量起到了非常重要的作用。

五、暖通空調節能設計中應注意的問題

⑴設計觀念和力法要有變革。①要有綜合觀念，我們國家在考慮建筑節能時，是以提高建筑圍護結構熱工性能，減少熱負荷為主線，要把建筑物和周圍的環境作為一個整體進行考慮，要考慮我們的設計成果對國家能源資源和環境保護的種種影響，同時吸收國際上的先進設計思想，改進設計方法。②對暖通的設計實行動態管理，按照PDCA 循環進行設計，按照設計計劃，比對實際執行情況，發現問題，及時采取糾偏措施。由于現實情況不斷發生變化，不可能靠穩態設計工況就能滿足使用。所以在設計前要分析建筑使用中期內可能出現的種種情況，有針對性的做好方案，一方面要考慮最不利條件下的設計要達到要求，而且還預測今后使用條件下可能發生的問題，在此基礎上進行分析計算，并預先提出應對對策，對在實施過程中出現的問題，要及時分析問題產生的原因，并提出相關解決措施。

⑵重視規劃設計。規劃設計是建筑節能設計的重要方面，建筑的節能應充分考慮當地特有的自然調節，通過合理的規劃布局，在考慮當地的風向，地形，輻射和大氣環流等因素，做到因地制宜。在不能全部滿足的情況下，運用最優化原理，把能耗的成本降到最低。

⑶推廣應用使用可再生能源或低品位能源的空調系統。空調能耗較大，而且在使用過程不可避免的會空氣的質量產生損害，這時人們的注意就注意到了可再生資源或低品位能源的開發和應用上，一批綠色能源技術得到了不斷的研發，設計人員應時刻注意新技術的發展，在設計中在滿足基本要求的前提，盡量使用新的綠色能源技術。在地熱豐富的地區，應大力推廣地源熱泵空調系統，這種系統在加拿大等發達國家得到了廣泛的應用，我國的地熱資源十分豐富，這種系統在我國同樣有著很好的發展前途。另外，作為目前最清潔的能源一太陽能，也是人們研究和利用的重點，目前太陽能技術得到了人們的廣泛的接受，但是利用的深度還不夠，如何提高太陽能利用的效率是目前研究的重點。在符合當地技術經濟條件的情況下，局部供暖和特殊需要的場所考慮采用電熱供暖。推廣應用新的綠色的技能技術是設計人員不可推卸的社會責任。

六、結語

隨著國內建筑和交通的高速發展，節能的重點已從工業逐漸轉向建筑和交通。雖然暖通空調能耗是建筑能耗中的大戶，但其節能潛力巨大。就新建建筑而言，應該在設計階段準確動態地計算建筑冷熱負荷，積極采用一些節能技術，提高暖通空調系統的能效，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。