暖通空調的節能設計方法

林楊

摘 要：在資源能源不斷緊張的今天，各行各業的發展都面臨著關于可持續性的重要討論。在此之中，關于暖通空調的討論也日趨增多。其能耗大的特點導致節能設計在其中有著重要作用。本文將從節能設計的角度對暖通空調的節能性進行研究討論。

關鍵詞：暖通空調；能耗控制；設計要點

0 引言

當前階段，暖通空調越來越成為人們日常生活中的重要組成，它的存在大大提升了人們日常生活的舒適度。然而其高能耗的特點也是不可忽視的，往往能夠產生超過50%的建筑總耗。這在近幾年我國房地產業飛速發展的進程中顯得尤為突出，當住宅面積增加后，如何在保持住戶舒適度和控制能耗二者之間做出合理選擇至關重要，這對于暖通空調設計無疑有著重要指導意義。

1 確保對于系統節能部分的針對性設計是重要保障

（1）設計方案對于系統節能發揮著重要的作用，尤其是在龐大而復雜的中央空調系統中，系統設計的優劣就顯得十分重要了。根據實際工作中的經驗，在設計階段需要注意在面對眾多的設計選擇時從節能的角度進行選優；以冷熱源系統為例，由于暖通空調系統中冷熱源所造成的系統損耗占總的能量損耗的很大比例，所以相關設計者在進行該系統選擇時，不但要考慮它的投資費用，還有結合其在建筑結構中的實際應用和能源結構等特點綜合考量，以能耗為標準進行綜合分析。與之類似，在系統形式選擇和劃分的環節中，朝向、周邊區與內區的差異也是重要的考量標準。將系統分開設置、分環以便分系統、分形式綜合考量，也可以大大避免某些區域因為季節變化而出現冷熱不均造成能量損耗。在實際的設計考量中兩種觀念是需要特殊注意的，一種觀點是片面追求新技術的創新推廣和應用，忽視其在節能方面的具體效果，只以最新技術作為設計方案的考量標準。事實上在方案選優的過程中應對明確其具體的適用范圍，換一個角度從能耗指標入手，最新技術也有可能成為不合理甚至不符合標準的。所以在設計方案的綜合考量選優中，往往要具體問題具體分析，不能根據單一情況一概而論。另一種觀念則認為結構設計越是復雜。對應的設計水準和實際效果就約好。事實上這種觀點是極為片面的，復雜的系統設計勢必帶來大量的工作設備，不但要消耗大量的資金和運行維護費用，其可靠性、可控性也并不穩定，相應的節能效果也就不會理想。綜上而論，在設計方案的選擇中往往要進行有針對性的多角度考量。只有通過對負荷性、建筑使用性以及環境控制等因素綜合比對后才能確定最佳的設計方案，確保暖通空調的系統運行達到節能減排的合理優化，實現良好的環境質量與經濟節能同時實現的最終目的。

（2）認真地分析計算

精密的設計計算在暖通空調的節能設計中具有十分重要的意義，相關設計者必須要在對具體施工狀況進行綜合掌握的基礎上進行全過程、全環境的合理分析計算，從而選擇最優方案。只有通過合理而精密地計算，才能保障空調系統在不同氣象條件下實現合理而穩定的運行，為最終的節能目的奠定基礎。認真計算從而確定系統合理的冷熱符合、管道阻力等也是十分必要的，只有依托嚴謹的數據才能確保所選的各項設備在合理而穩定的工作狀態下進行運行。不經計算盲目按照特性及樣本名牌選擇水泵、風機是非常不可取的，這種不負責任的做法極易造成機器運行超出自身能力，造成設備運行中產生大量能量損耗。再者，條件允許的情況下對系統進行綜合比較，合理減少介質溫差從而減少運行輸送過程中的能耗，這種綜合考慮是十分必要的。

2 暖通空調的節能設計方案

2.1 建筑圍護結構的優化

保持冷熱負荷在暖通空調系統中的合理比例，維護綜合結構傳熱接受結構保護保溫性能影響，結構保溫性能的影響同時也對總負荷產生重要影響。在相關的建筑節能設計標準的研究中，解決暖通空調的保溫性問題成為重點需要應對的。設計者往往根據建筑工作中的實際需要做出改進，以保持維護結構中的冷熱負荷達到相應比例。伴隨而來的是增加屋頂、墻體保溫性等具體操作。以新型的節能墻體為例，這類最新型的墻體具有減輕建筑負荷的顯著功效。經權威機構檢驗，建筑熱損耗的40%至50%出現在門窗，可見門窗的密封性和跟進的保溫措施在維護機構設計優化中有著突出影響。

2.2 嚴格控制空調新風量

在暖通空調的設計應用中，新風無疑是十分重要的考慮因素。如果風量過大，超負荷運行和能耗超標便不可避免；風量太小，又不利于室內環境效果。因此控制合理的送風比例就成了極為重要的部分。舉個例子，在春秋過渡季節中，空調往往不需要供冷供熱，因此新風的利用是十分必要的，與此類推，冬夏時的新風量控制就要在滿足室內人員需求的基礎上盡量減小。

2.3 通過變頻技術降低能耗

如何運用合理的空調方式控制能耗已經成為近年來暖通空調所面臨的重要課題。隨著變頻空調的飛速發展，其節能性與舒適性相適應的特點成為行業關注的焦點。根據日本市場的調研，近90%的空調銷售業績由變頻空調創造，與大部分競爭對手相比節能成為這類空調的重要優勢。在相同的冷負荷情況下，變頻空調的節能比率超過定頻空調34%。這一驚人的數據說明變頻空調已成未來的暖通空調發展趨勢。其原理大致可體現為變速風機與變速泵取代傳統調節閥以提升效率；通過變流量的方式依據改變空調負荷達到節能效果。

2.4 通過冷熱回收利用增加能源利用率

回收利用空調的冷熱加以運用成為時下節能空調最主要的運用方式。以夏天為例，對衛生熱水加以利用以及全熱回收器的推廣成為了新的創新之舉。它們的工作原理是將系統內的多余能量進行轉移再利用。發揮能量回收設備在暖通空調中的作用，提升能量回收的效率。包括回收環路散熱器等設備。數據顯示，熱泵回收甚至可以完成110℃以下的能量回收。

3 結語

綜上所述，暖通工程是建筑節能環保課題中十分重要的組成，是建筑節能設計中不可忽視的部分。為了保障暖通設計的經濟安全和環保節能，需要有關研究者不斷對暖通空調的節能設計進行深入發掘和探討，不斷完善相關的設計方案，從而實現其經濟效益與環境效益的共同兼顧與提升。

參考文獻

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[2]陳昀，米泉齡，杜志宏.暖通空調節能設計研究[J].建筑設計管理，2010，（7）：55-56.

（作者單位：大連理工大學土木建筑設計研究院有限公司）