暖通空調系統的節能設計措施探討

■高 杰 ■廣州松下空調器有限公司，廣東 廣州 511495

近年來，人們的生活水平明顯提高，對于建筑生活環境提出了更高的要求，暖通空調系統作為建筑電氣工程的重要組成部分，有助于改善人們的室內生活環境，給人們的生活提供了極大的便利。而隨著可持續理念的深入，人們越來越關注暖通空調系統的節能情況，針對當前暖通空調系統的能源消耗情況，優化和改進其節能設計，減少暖通空調系統的能耗，實現暖通空調系統的綠色、健康發展。

1 暖通空調系統的應用現狀

近年來，我國暖通空調行業快速發展，市場競爭日益激烈，暖通空調系統的節能設計、新技術和節能材料應用已經成為發展趨勢，但是我國傳統的暖通空調行業在自主創新、技術研發等方面相對比較薄弱［1］，資金和技術投入明顯不足。同時，家用暖通空調的應用量大幅上漲，很多小型企業和工廠也加入暖通空調市場，為了追求最大化的經濟效益，很多企業在暖通空調節能技術方面的投入相對較少，只是對暖通空調進行內部和外觀的簡單改造，然后重新投入市場，而大型企業主要是根據暖通空調市場價格、市場需求等進行技術研發，僅僅依靠企業自身力量，其自主創新、技術革新的能力較弱，從而影響整個暖通空調市場的快速發展。隨著節能減排、可持續發展理念的深入，暖通空調系統應全面貫徹綠色、節能、環保設計理念，加大對于能源節約的研究力度，提高暖通空調系統的節能性。

2 暖通空調系統的節能設計措施

2.1 優化暖通空調系統設計

暖通空調系統設計應按照以下原則:第一，暖通空調系統應能夠獨立調控建筑室內各個房間的溫度;第二，實現建筑分室或者分戶的熱量費用分攤［2］;第三，簡化暖通空調系統的管路設計，減少管材消耗，節省資金投入。暖通空調系統在建筑工程中的應用是一個比較復雜的過程，特別是中央空調系統，其設計質量對于暖通空調系統的使用壽命和使用性能有著重要影響，因此應根據建筑工程施工設計和業主的要求，優化暖通空調系統設計。同時，實踐證明，暖通空調系統穿過圍護結構的負荷較大，產生很大的冷熱損失，因此應盡量設計隔熱保溫性能良好的圍護結構。另外，在開發暖通空調系統時，以節能性和舒適度作為空調系統的調控參數和評價指標，減少能量損耗，

2.2 暖通空調冷卻水、冷熱水、風系統的節能設計

為了實現暖通空調冷熱水系統的節能設計，一方面，縮小空調系統供回水冷凍水的溫度差，減少系統的能量消耗;另一方面，采用閉式循環模式，不僅可延長暖通空調系統的使用壽命，而且可有效減少暖通空調系統的輸送能耗。并且，暖通空調系統盡量采用一泵到頂的設計方法，便于后期對暖通空調系統進行保養維護，減少建筑耗電量和施工成本。對于水資源比較緊張的地區，建筑暖通空調系統可設計冷卻塔循環運行模式，縮小循環水泵揚程和空調系統能耗［3］。同時，暖通空調系統冷卻塔設置位置應確保良好的通風，實現良好的冷卻效果。另外，在設計暖通空調系統時，應結合建筑暖通空調的實際運行條件，例如，日常運行狀態、空氣濕度和溫度設定等，如果用戶對于暖通空調系統沒有特殊要求，可設計單風管關風，如果住戶家庭數量較多，對于暖通空調冷熱效果要求較高，可設計全空氣空調模式。建筑暖通空調系統的節能設計應盡量采用變風量，不僅可準確設定空調系統總風量，而且可準確調整暖通空調系統的風量負荷，有效降低風機能耗和運行容量。

2.3 采用熱回收裝置

暖通空調系統在實際應用中，浪費了大量的余熱，而這部分余熱具有較高的利用價值，因此對暖通空調系統設計熱回收裝置，使用載熱不同、狀態不同的流體，利用熱交換裝置傳遞濕熱或者總熱，減少冷熱源能量消耗，滿足暖通空調系統所需的濕、熱變化，實現空調系統節能目的。據相關統計表明，新風負荷在建筑空調符合占30～35%［4］，為了確保建筑室內環境的干凈衛生，暖通空調系統在運行時需要排出一部分空氣，這也造成一部分能耗，并且在處理新風時還需要重新投入能量，而通過設置熱回收裝置，回收暖通空調系統的排風能量，再用這部分能量處理新風，可有效減少空調系統的能耗，降低機組運行負荷，提高節能性和經濟性。當前，暖通空調系統的熱回收裝置可采用熱泵系統、熱回收環、蓄冷和蓄熱系統、熱管換熱器、板翅式和轉輪式換熱器，在設計暖通空調系統的冷凝熱回收時，可將熱水系統和制冷機組相結合，通過回收熱量來加熱生活用水，為人們的日常用水提供方便，節省熱水的電能消耗。

2.4 推廣可再生能源空調

(1)地源熱泵。近年來，人們逐漸認識到地源熱泵的使用價值，其主要是利用地下淺層的地熱資源，采用電能等高位能源，使低溫位能轉移到高溫位能，不僅可制冷也可以供熱，具有節能、高效的特點。由于一年四季地能的溫度都比較穩定，在夏季，暖通空調系統可利用地源熱泵將地能作為一種重要冷源，將建筑室內熱量傳遞到溫度較低的地源中;在冬季，地能可作為暖通空調系統的熱源，將溫度較高的地熱能傳遞到建筑室內用于采暖。地源熱泵在暖通空調系統中可發揮蓄熱器作用，有效提高暖通空調系統的能源利用率。

(2)太陽能。暖通空調系統應積極利用太陽能資源，建筑暖通空調系統利用太陽能可分為主動式和被動式，主動式建筑太陽能系統設計比較復雜，還需設置利用電力輔助能源，施工造價相對較高，由儲熱器、泵、風機、太陽集熱器等組成采暖降溫系統［5］。被動式太陽能利用系統結構比較簡單，不需要設置其它輔助能源，通過正確處理建筑構件和合理布置建筑方位，采用自然熱交換形式，實現太陽能資源利用。另外，建筑暖通空調系統可利用太陽能光電板、集熱板等技術，合理設計太陽能集熱墻，提高太陽能利用率。

2.5 采用現代化自控技術

暖通空調系統采用現代化自控技術，滿足建筑室內濕度、溫度的控制要求，并且減少暖通空調的熱量損耗。近年來，網絡技術、計算機技術和電子技術的快速發展，暖通空調系統節能設計在硬件、軟件等方面有了較大成就，例如，在暖通空調系統中設計中央監控軟件，實時監控空調系統的運行，分析暖通空調運行情況，自動調節溫濕度，通過在線監測系統，控制暖通空調新風量，不僅可改善建筑室內環境，也可發揮節能作用。另外，中央控制系統和計算機監測系統可結合建筑室內的熱濕負荷和外界氣候條件，在確保暖通空調基本運行性能的基礎上，采用最節能的處理方法和最佳的濕度和溫度控制方式，使暖通空調系統實現智能化運行，有效提高資源利用率。

3 結束語

近年來，我國建筑行業快速發展，暖通空調系統的需求量日益增多，而我國節能減排的重點逐漸從工業領域發展到建筑行業。暖通空調系統在實際應用中能耗較大，作為建筑節能的重要方面，暖通空調系統節能關系著建筑室內人們的身體健康和工作效率，關系著環境污染、資源消耗和能源安全，因此必須充分認識到暖通空調系統節能的重要性，采取有效的節能設計措施，不斷提高暖通空調系統的環境效益和社會效益。

［1］駱東彬.暖通空調系統節能設計措施探討［J］.建筑，2013(19):92-93.

［2］于曉明.暖通空調系統節能設計措施探討［A］.山東土木建筑學會暖通空調專業委員會.山東省暖通空調制冷2011 年學術年會論文集［C］.中國勘察設計協會建筑環境與設備專業委員會山東省委員會，2011:8.

［3］于曉明，李向東，任照峰，王莉莉.暖通空調系統幾項重點節能設計措施探討［J］.暖通空調，2012，09:89 -98.

［4］高志強.對民用建筑暖通空調系統節能設計措施的探討［J］.山西建筑，2013(05):190 -192.

［5］鄧普均.暖通空調系統節能設計探討［J］.科技創新與應用，2013(19):214.