淺談暖通空調系統中環保節能的應用

李峰

我國幅員遼闊，地域寬廣。從北到南分為嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區和溫和地區。我國嚴寒地區、寒冷地區以及夏熱冬冷地區的部分城鎮都需要采暖，采暖燃煤對大氣造成嚴重污染。與此同時，我國大部分地區夏季炎熱，空調又日益普及，建筑空調能耗正在迅速增加。據統計，空調能耗占建筑能耗的55%左右，約占社會總能耗的20%。因此空調系統的節能不容忽視，降低空調系統的能耗對減少建筑系統總能耗的意義重大，同時對緩解用電緊張局面，優化能源結構和提高能源利用率也具有十分重要的意義。

一、暖通空調的作用及產生的效果

（一）暖通空調的作用

安裝暖通空調是為室內提供舒適的工作和生活環境。其作用主要包括控制空氣溫度、濕度、氣流速度和潔凈度等。在正常的舒適性空調中，以能夠使人體保持熱平衡而滿足舒適感為目標，在恒溫恒濕或有清潔要求的工藝性空調室內，主要以滿足生產工藝為標準。

（二）暖通空調對人體的影響

由于建筑物的密閉性逐漸增加，裝修檔次也越來越高，從而導致室內污染物的滯留量增加及延長停留時間。如煙霧、病菌及從家具、墻面、地毯和油性漆中散發出的多種致病化學物質，加上通風換氣量的明顯不足，空氣在室內循環造成室內空氣品質嚴重不合格。

如何才能有效地解決空調房間存在的空氣品質問題，已引起人們的廣泛關注。通過通風換氣向室內提供大量新鮮空氣，是改善空氣質量的有效措施。但同時意味著增加新風負荷。利用增加新風量和排風進行熱交換可以解決這一問題，從而減少空調的運行耗能。

二、影響暖通空調的不利因素

在房屋建筑熱工設計時，為了能達到房間內有舒適的微氣候，需要恰當地利用房屋圍護結構的熱工特性以抵御室外氣候的變化。除此之外，還有規劃設計、太陽輻射、空氣溫濕度等幾個方面。

（一）圍護結構的作用

圍護結構包括外圍護結構和內圍護結構。外圍護結構包括屋面、外墻和窗戶等;內圍護結構系指室內地面、天棚、內隔墻等。在北方采暖建筑中，圍護結構的傳熱損失占總熱損失的比例很大，如北京地區，通過圍護結構的傳熱損失占全部熱損失的77%，在沈陽地區，占65%左右。由此可見，改善圍護結構的熱工性能對暖通空調節能有著很重要的作用。

（二）規劃設計的作用

建筑物的規劃設計是建筑節能設計的重要指導，規劃節能設計需要從地址選擇、功能分區、建筑和道路布局走向、建筑物朝向、體形、間距、季節性尤其冬季主導風向、太陽輻射、建筑外部空間環境等方面進行規劃布局。主要為優化建筑物微氣候環境，重點考慮利于節能，充分重視利用太陽能及冬季主導風向、地形地貌的自然優勢。節能規劃設計就要分析構成環境小氣候的決定因素，即輻射因素、大氣環境因素和地理因素的不同影響因素，通過建筑師的規劃布置，認真分析，充分論證，利用和改造不利為有利，形成良好的、利于節能的微氣候環境。

三、暖通空調的節能設計

空調節能系統的設計必須根據工程具體情況，對空調運行季節進行全方位、全過程的分析，找出一個合適的方案，使空調系統在不同的室外氣候參數或室內狀況下都可以經濟、合理、正常地運行。

（一）采用合理的冷熱源

對系統設計中的設備進行合理選型是影響空調節能的關鍵因素，合理配置中央空調系統的冷熱源對節能和能源合理利用關系重要。中央空調系統常用的冷熱源配置方式有水冷冷水機組加鍋爐、熱泵型機組和澳化鏗吸收式機組。比如：浪化鏗機組的能效比（制冷量/消耗的熱量）比較低，省電但并不節能，，適用于有廢熱和余熱的地方，如熱電廠等附近。

（二）采用蓄冷系統

各地區經濟發展不平衡，但程度不同地存在著電負荷峰谷差較大的實際，在用電高峰時電力供應不足，而在低谷用電時供應過剩的浪費。在實施電力峰谷電價的地區，就可以采取低電價時段采用冰蓄冷系統將水制成冰來儲存冷量，高電價時段再將冷量釋放出去，這會對整個電力負荷的移峰補谷工作起到很好的效果，并能產生較好的經濟社會效益。

（三）采用變頻應用系統

變頻技術在現在空調系統的使用中成為一種必然性，不僅能有效地改造空調系統的某些不足，還能較大地降低能耗、節省運行費用。采取變頻技術的原因是：

1.設計人員在進行設備選型時，通常會預留一定的富裕量，事實上設備很少會在全負荷下運行，甚至不可能出現全負荷運行的情況。

2.建筑物由于使用環境的變化，負荷也會發生相應的變化。

3.建筑物的實際負荷會隨著室外氣候的變化而產生波動。正常情況下，空調設備只能按設備的額定功率運行。當負荷降低時，設備仍以額定功率全負荷輸出運行。這就必然造成能量的浪費。如果使用變頻技術，使空調設備的輸出功率隨著負荷的增減而變化，就會起到明顯的節能效果。根據空調負荷狀況，改變水流量或風流量能有效地實現節能。變風量（ VAV）空調系統是通過末端裝置來補償室內負荷的變動，調節室內送風量以維持室溫。變水量系統（風機盤管）是通過水量控制的方法來調控溫度的。通過對水量、風量及主機的變頻控制調節，可以實現所需空調負荷的用時匹配，使其達到節能的目的。

（四）再生能源在暖通空調中的應用

可再生能源具有資源豐富、無污染、清潔安全、資源取之不盡可再生的優勢，因此在能源日益短缺的今天，盡量利用再生能源是很有必要的。再生能源在暖通空調中的應用方式有以下幾種：

1.太陽能的利用

2.自然風的利用

3.地下水的利用

4.土壤能的利用

5.風能和海洋能的利用

四、結語

通過上述分析，環保節能技術在暖通空調領域的應用正在擴大和普及，而空調的耗能又是巨大的，應從設計、運行方面考慮節能，提高空調系統的節能總體水平。在節省能源、保護環境的大環境下，要采取各種節能措施，降低空調系統的運行能耗和費用。只要通過暖通空調專業人士的不懈努力，空調系統的節能降耗終會為社會做出有益的貢獻。