建筑節能工程中暖通空調設計的探討

楊紅姍

【摘 要】在能源消耗越來越大的當今社會，節能也成為各行各業關注的焦點。暖通空調作為建筑能耗的重要環節，節能已成為其基本訴求。節能時代的到來為建筑暖通空調設計者提出了挑戰，就如何應對挑戰本文分析了暖通空調設計的現狀，并提出了節能設計的建議。

【關鍵詞】建筑節能；負荷運作；變頻技術；智能

一、建筑節能工程中暖通空調設計的現狀

隨著建筑業的迅猛發展，我國建筑能耗占社會總能耗的比重越來越高，對建筑節能的需求越來越高。在建筑能耗當中，暖通空調系統作為辦公樓、住宅的能耗大戶，直接影響著建筑物的整體能耗。優良的暖通空調設計能夠大大降低能耗，但是當前很多暖通空調設計人員在設計過程中存在一些問題導致無法降低能耗。一是在工期緊張的暖通空調工程中，設計人員沒有做好前期的資料掌握工作，對于暖通空調設計條件掌握的不全面，沒有開展詳盡的分析和比較就進行了簡單的設計，這樣的設計方案無法降低能耗甚至會存在較大的漏洞，如風管彎頭過多、局部阻力損失過大、壓力不平衡，這些問題的存在會引發能量分配不均勻，進而導致房間空調冷熱不平衡問題，無法滿足供暖需求。二是一些設計人員在確定負荷值時選擇了估算的方法，估算后也沒有根據建筑的具體情況及時對設計方案進行調整，導致了能源利用效率的低下。三是新技術應用過少，目前我國建筑工程的暖通空調相關技術發展非常迅速，但是設計人員對于新技術的認識和理解不夠存在應用少喝應用不當的文藝。例如建筑物采用的是隔熱性能差的材料，在這種建筑中進行暖通空調設計時應當選擇相對成本較大的微氣候空調設備，然而在設計過程中由于受其它因素影響而沒有應用高性能的空調設備，導致空調設備無法滿足建筑使用需求。

二、建筑節能工程中暖通空調設計要點

（一）保證室內設計計算溫度取值的準確

在建筑工程暖通空調工程設計中，一些業主對于專業的暖通知識不了解，認為室內溫度標準越高越好，而一些設計人員也為了保守起見，在計算冷熱負荷時對于室內設計計算溫度取值標準過高進而導致能耗大大提升。因此，在設計過程中要保證室內設計計算溫度取值的準確性，按照標準進行設計完全可以滿足暖通需求。

（二）空調設計的合理性

不同的暖通空調情況不同，我們應當在復雜多變的暖通空調工程中，根據工程的實際情況在降低成本的情況下采取合理的設計。例如我們在送風模式的選擇時，要因地制宜，如果建筑需要容納的人員密度很大，空氣流通性差，設計師就應當選擇新風需求控制；如果是冬季供暖不足的情況，最好不要選用分層空調系統，分層空調系統無法達到冬季節能需求。

（三）暖通空調系統中的部分負荷運作

暖通空調系統的部分負荷運作是一種常態，所以我們在選擇制冷主機選型時，將多臺冷水機組中的一個設置成為變頻機組，該設置使暖通空調在部分負荷運行時實現負荷的調節，從而節能。暖通空調系統在自身部分負荷運作時能耗較高，在暖通空調中設計COP系統（COP即是指能量與熱量間的轉換比率），這個系統的應用能夠隨著外界環境溫度變化自動調節，從而實現節能。

（四）采用配有能量回收裝置的空調器

在暖通空調設計過程中我們經常發現一些業主需要將空調系統設計成直流系統來滿足一些特殊的需求（如制藥廠此類房間很多），但是這樣的項目中排風和室外新風之間的溫差在冬季和夏季的卻別特別大，并且此部分的排風存在部分污染物，無法進入到空調系統，這種情況下需要對排風進行顯熱回收。回收可以通過以下方式實現：一是制冷機冷凝熱回收。一般情況下使用蒸汽壓縮式制冷機組或空氣源熱泵產生的冷凝熱熱量是機組制冷量1.15—1.3倍，為了獲取空調用冷量消耗了大量的電能，這個過沖的熱能被浪費了，而且會環境影響不利。我們采用制冷機冷凝熱回收熱量并將其制成生活熱水，雖然增加了設備成本，但是減少了環境污染，2年以后成本可以回收，從長期來看能夠實現節能。二是空氣熱回收。存在轉輪式、板式、板翅式、熱管式、中間熱媒式等暖通空調系統中，采取空氣熱回收可以實現50%～70%的顯熱回收效率，全熱回收效率在70%～85%之間。解讀《通風空調系統運行管理規范》我們發現在以下情況時需要設熱回收裝置：應當設有集中排風系統的風量≥3000m3/h的直流式空調系統，當新風與排風的溫度差≥8攝氏度時；同時應當設有集中排風系統的風量≥1000m3/h，新風比≥40%的空調系統，當新風與排風的溫度差≥8攝氏度時應當設有獨立新風和排風的系統。

（五）引入變頻技術

目前，交流變頻器已被廣泛應用于建筑物以及基礎設施系統中的各種暖通空調系統和水加壓設備中。建筑物HVAC系統一般都裝有風機、水泵、制冷壓縮機和空氣處理單元等設備，所有這些都需要使用到電機，使用定制化變頻器產品，可提高建筑物內部的空氣質量和室內舒適度，改善控制，節約能源，確保更高的資產保護級別，降低維修成本，提升穩定性。這些HVAC設備的日常負荷波動相當大，采用電動機變速控制是減少成本的較有效的措施之一。

變頻器在HVAC系統中的應用主要是針對風機和泵類。以典型設備冷卻水泵和冷卻塔風機為例，中央空調冷水機組進行熱交換，冷卻水泵將熱交換后升了溫的冷卻水壓入冷卻塔，使之在冷卻塔中與大氣進行熱交換，然后再將降了溫的冷卻水，送回到冷水機組。冷卻水泵的功率是根據空調冷凍機組的壓縮機滿負荷工作設計的，若環境溫度及各種外界因素使得冷凍機組不需要開啟全部壓縮機組，此時空調的冷凝系統所需要的冷卻量也相應地減小，這時就可以通過變頻調速器來調節冷卻水泵的轉速，降低冷卻水的循環速度及流量，使冷卻水的冷負荷被冷凝系統充分利用，從而達到節能目的。

（六）采用智能化空調系統

建筑采用智能化空調系統，并根據實際情況進行優化設計，可以實現以下目標：（1）通過對暖通空調系統的多樣化設計方案進行分析，選擇最佳的結構和參數，進而降低能耗；（2）能夠對暖通空調系統和他的運行過程開展定量化的狀態模擬，進而減少控制環節，保證暖通空調運轉的可靠性和穩定性，減少故障的發生，從而使系統響應輸出最優化；（3）采用智能化系統進行空調系統節能設計不同于墻體結構、門窗的形式和設置的改造的“被動節能”，是一種有準備的、有針對性的設計。綜上所述智能建筑暖通空調的要是，所以我們在設計過程中對智能建筑的分析和評價應堅持節能的原則，確立智能建筑暖通空調系統能量管理與控制系統優化的基本出發點、優化原則及技術措施。智能建筑采用的智慧節能管理系統一般是基于物聯網、移動互聯、云技術的智能化節能系統平臺。它包括空調節能的云遙控器和云溫控器、燈具節能的云開關、電器節能的云插座等電器智能化產品，采用現場和云端雙平臺架構，既可實現不受空間時間限制的集團性廣域網統一管理，也可在無外網的情況下對局域網內設備進行管理。均可采用Zigbee無線接入，不用布線作業，施工簡單，在既有建筑節能改造中，直接替換原有溫控器、開關、插座即可。讓節能與互聯網有機的融合，解決建筑節能的智能化難題。

三、結束語

綠色建筑規模化要求暖通空調設計堅持節能原則，做好設計前的資料整合工作，加強相關計算工作，采取多樣化的節能措施實現暖通空調節能，成為綠色時代中一支強有力的節能力量。

參考文獻：

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