暖通空調系統節能設計思考

劉文治

摘要：暖通空調系統在建筑中扮演著重要角色，其能耗也是建筑能耗的一部分。目前我國建筑的暖通空調系統仍然存在很多問題，尤其是暖通空調系統節能設計方面。 本文主要就這些已經存在的問題進行分析，并提出了關于暖通空調系統節能設計的具體內容，希望可以為相關人員提供幫助。

關鍵詞：暖通空調;節能設計;建筑能耗

我國近幾年來經濟水平逐漸提高，環境問題也逐漸暴露。為了減少經濟發展給環境造成的影響，低碳經濟和節能減排的舉措必須大力推廣。暖通空調系統節能設計在這樣的大背景之下變得更為重要。

一、暖通空調系統節能設計的意義和特點

隨著我國工業化的不斷發展，建筑的整體耗能也在逐年增加，并且占據了我國總耗能的1/3左右，而建筑能耗的主要來源是暖通空調系統耗能。據統計，公共建筑中包括供暖能耗在內的暖通空調系統運行能耗，通常會占到建筑總能耗的 60%以上。因此，只有在暖通空調系統的設計之初，充分考慮和落實節能舉措，才有可能有效降低建筑總能耗，有力支撐國家節能減排戰略，促進我國社會向著可持續的方向發展。

首先，暖通空調系統的構成單元較多，包括冷熱源、冷熱源輸配、房間冷熱末端在內的暖通三大子系統，且耦合度較高，需要統籌考慮;其次，系統形式多樣，達到同樣的設計目的可以采用多種系統形式，而同一系統形式中，又有多類設備可選擇，增加了對比選擇的難度;最后，影響系統設計的因素多樣，如氣象環境、建筑熱工特性、業主需求、布置空間、設備功能等，充分考慮這些因素會增加暖通空調系統的設計難度。

二、暖通空調節能設計存在的問題

（一）對節能的重視程度不夠

以往的暖通空調設計多強調功能性與舒適性，而忽視了節能性。大多時候，設計人員對節能的考慮僅限于滿足設計規范、標準提出的強制性要求，對于有范圍值或有彈性的標準，往往“就低不就高”，不主動思考和深入挖掘系統的節能潛力。在系統方案制定過程中，方案的比選應充分考慮節能措施帶來的社會效應與經濟效應。

（二）對系統節能的認知度不足

在暖通空調系統節能設計中，設計人員忽視空調系統整體的合理性，把節能概念、節能技術與節能產品當做節能設計的目標而非實現理想節能效果的手段。一些節能示范項目中，節能概念應用與節能產品的簡單堆砌屢見不鮮。

（三）節能設計標準缺乏科學性

暖通空調系統節能設計標準缺乏科學性，原因在于一些設計人員為了滿足這些標準設計節能系統，最終卻無法將暖通空調系統節能設計的作用發揮到最大。實踐中經常出現的問題是一些設計者本身具有節能理念，同時也將其應用在節能設計方案中了，但是最終結果卻不盡如人意。從節能設計標準盡心分析可以發現，這一套標準限定了設計者的思維，使其常常為了“合規”而忽視節能設計方案的優化工作【1】。

三、暖通空調的節能設計

（一）室內設計參數的合理選擇

我國規范規定的舒適性空調室內環境設計參數，大多是根據舒適性原則給出一個范圍，沒有嚴格的節能標準限值。除工藝要求嚴格規定外，設計者應在充分考慮建筑構造、房間功能、使用情況、人員進出頻率與著衣情況的前提下，適度合理的降低室內溫、濕度標準。即在滿足人體舒適度的前提下，選取確定的室內溫、濕度值盡量接近當時的自然界空氣參數，尤其不能忽視夏季提高室內相對濕度的顯著節能效果。

（二）空調水系統節能措施

循環水泵是空調水系統的輸送動力，整個空調系統中水泵的功耗遠大于風機的功耗。對于一些小型工程，可采用一次泵定流量系統;當系統較為復雜、阻力較高，負荷或阻力相差較大時，應在冷源側和負荷側分別設置一級泵和二級泵的二次泵系統，二級循環泵宜采用自動變速控制。為了進一步降低水系統能耗，相關節能措施也逐漸延伸到了變流量一級泵系統的領域，開發了適應變流量一級泵系統的變流量冷水機組，并能保證在低流量下冷水機組的工況穩定和安全運行。對一些大型空調系統在確保冷機設備可靠性的前提之下，可采用冷源側變流量的一次泵變流量系統。

空調水系統在進行管道布置設計時，應盡量要減少并聯環路間的壓力損失差值。當該值超過15%時，應根據水力平衡要求配置必要的水力平衡裝置。為了提高水系統的輸送效率，降低輸配能耗，防止因系統設計流速過高、小溫差大流量、選用低效率水泵等原因造成的能源浪費，暖通設計人員應嚴格計算供暖水系統的耗電輸熱比HER-h和空調冷（熱）水系統的耗電輸冷（熱）比EC（H）R-a。

（三） 空調系統的節能設計

設計人員應該結合建筑物的規模、使用特性等參數要求，結合建筑物所在地區的氣候條件以及能源的供應情況，在經過一系列的技術經濟指標對比分析后，選定系統的設計方案。對于冷、熱負荷特性相差較大，或使用頻率、可靠性要求有較大差異的區域，宜考慮分別設置空調系統。空調系統中的熱回收利用裝置是利用設備從排風中回收熱量，重新對空氣進行加熱或者冷卻，從而滿足室內新風需求的一種節能設備。室內外溫差越大、溫差持續時間越長，排風能量回收的效果就越明顯，用熱回收裝置最大可節約 70%～80%的新風耗能。

（四） 空調系統運行策略的科學制定

系統節能必須通過良好的運行策略實現。設計人員應充分考慮系統真實運行條件，通過合理設計使采用的高效率設備能在多數時間內運行于高效率區間。同時，設計人員也應通過運行工況分析，進一步優化、細化系統運行方式，挖掘節能潛力。例如，當室外空氣較低時，可盡量利用新風系統進行預冷是簡單易行、成本低廉的節能措施。在人員未進場前，沒有新風和新風負荷，可以縮短啟動過程的時間和減少處理新風的能耗【2】。

四、結語：

我國的暖通空調節能設計領域，依然存在著諸多亟待解決的問題。本文給出了一系列的節能舉措，為系統的開展節能設計提供了思路。暖通設計人員應牢固樹立以節能為目標的設計理念，充分利用技術創新、經驗總結，將節能技術與節能產品在設計中有機融合，促進我國暖通空調節能設計新的發展。

參考文獻：

[1]萬紅玉.淺談建筑環境與暖通空調節能[J].江西建材，2016（07）：116+118.

[2]馮聰.暖通空調中的節能減排優化設計分析[J].建材與裝飾，2015（49）：117-118.