暖通空調系統運行能耗的影響因素分析

張曉坤

摘 ? ?要：暖通空調系統的運行具有較為復雜的、動態的、受干擾多、具有耦合性等運行規律與運行特征，能源消耗主要取決于建筑環境、運行方式和機組調節水平等，隨著科技的不斷進步，暖通空調領域的技術革新也在有條不紊地進行著，新的技術不斷出現，大大降低能耗，開創了暖通空調新的高度，不過在暖通空調的節能領域，仍然有不少潛力可以挖掘。本文就從暖通空調的概念以及運行方式出發，分析影響能耗的因素，并給出幾點相應建議。

關鍵詞：暖通空調;系統運行;能耗影響因素

1 ?引言

暖通空調最大特點是通過暖氣、通風、空氣調節等創造舒適的室內環境，而家居的一般性空調只能解決冷暖問題，不能對室內空氣進行處理，但相對的，暖通空調的能耗會增加，近年來節能環保的問題受到了各界人士關注，成為社會重點議論話題，在此基礎上分析暖通空調的能耗影響因素，設計更合理更節能的暖通空調很有必要。

2 ?暖通空調運行能耗的影響因素

2.1 ?建筑物及其圍護結構對能耗的影響

南北朝向的建筑物要比東西朝向的建筑物冷負荷小，對于相同體積的建筑物，建筑物體形系數（S=F/V）越大，外表面積就越大，空調機群的冷負荷就越大，對于大型建筑來說就更加嚴重，因此在建筑設計時就要考慮到空調機群的能耗問題，盡量控制外表面積較小，如果處于建筑設計美觀和地形要求，應盡量增加圍護結構的熱阻。

2.2 ?冷熱機組的功耗影響

空調冷熱源的能耗是暖通空調能耗中的重要部分，空調系統冷熱源制造冷熱水的過程，是非常消耗功率的，在系統設計中對冷熱源的合理選配是空調節能的根本，要明白自己需要的是何種功耗的空調，對號入座，這樣才能做到最大程度的節能環保，并且相關企業研發更高科技的冷熱源，對節能和能源合理利用的意義重大。

2.3 ?輸配系統的能量耗損[2]

輸配系統中的能源損耗主要是風機和水泵運行過程中的損耗，對于大型建筑來說，配送系統也是相對龐雜的，空調機群的運行需要通過大量冷熱水的輸配來為建筑內各處調節溫度以及改善空氣，但由于范圍較大，難以協調，因此常采用大流量低溫差的冷熱水輸送模式，讓冷熱水在輸配系統中循環流動以保持各方面的均衡，但這樣無疑是在加劇耗電量，能耗會大大增加，同時也會降低送風機、水泵的使用壽命。

2.4 ?空調水系統中的水質對能耗的影響

空調水系統中水質的好壞會影響到暖通空調系統的運行效率、設備運行與使用效率，管道和設備表面沉淀的水垢和水渣等，會影響導熱，使得冷熱水在輸配階段的溫度傳遞更加困難，換熱效率降低，多做很多無用功，同時，水垢或者不溶解性雜質還會腐蝕金屬，縮短空調系統的使用壽命，影響空調系統的做功效率進而增加功耗。

2.5 ?空調系統自動控制對能耗的影響[3]

空調的自動控制系統可實現溫度、濕度、篩離空氣粒子的科學規范控制，它能根據環境因素、冷熱需求、負載變化等自動調節設備，更加科學、更加準確，能夠大大降低能耗，用更通俗的話講，就是變頻空調與定頻空調的區別。

目前市面上存在變頻暖通空調和定頻暖通空調兩種，在空調機組設定好一個溫度之后，變頻空調的性能更優，會隨著房間溫度的波動而自我調節，改變壓縮機的運轉速率，從而做到合理使用能源，同時，它的壓縮機不會頻繁開啟，保持相對穩定的工作狀態，這可以使空調整體達到節能30%以上的效果，而定頻空調不能合理的自我控制調節，勢必會造成能源損耗，但兩者相比，變頻空調的元件造價高，價格較貴，消費者如果有條件的話，還是選擇變頻空調為好。

3 ?應對暖通空調系統運行能耗提出的幾點建議

3.1 ?合理設計建筑內暖通空調的冷熱負荷

建筑冷熱負荷跟地區、圍護結構的形式、樓層、窗墻比、人員密度、新風取值、動力照明負荷、房屋使用性質等有關，必須按照建筑的結構設計圖紙進行冷熱負荷的計算，實際上，現在的空調冷熱負荷較難計算，套用冷熱負荷指標都不一定準確，一般而言都是估算值，冷熱負荷的計算要相對而言精確，盡量偏小為好，雖然和實際使用效果有一定偏差，但也能減少能耗。在具體工作時，要根據國家標準進行熱負荷和逐項逐時的冷負荷計算，得到峰值冷負荷數值以及逐日逐時負荷，明確系統的特點，合理設計，避免出現冷熱源設備裝機容量偏大等“四大”現象。

3.2 ?合理設計輸配管道，以及冷熱水的輸送模式

輸配管道的設計應根據實際情況正確設計輸配管道的管徑大小，減少冷熱水流動的阻礙，在冷熱水輸送模式的選擇上，盡量減少大流量小溫差的輸送模式，而應該采用大溫差小流量的模式，如此循環往復。另外，在暖通空調水路系統的設計中，應注意放氣和排水設計，閉式系統熱水管和冷水管均應有0.003的坡度，若出現多管在一起鋪設，其坡向最好相同。若熱水和冷水管按照無坡度鋪設，管道內水流速不能小于0.25m/s。

3.3 ?選擇合適的冷熱源

上文提到過，冷熱源的合理選擇對空調節能有非常關鍵的作用，合理配置暖通空調系統所需的冷熱源，能有效降低能耗，做到環保和能耗的統籌規劃，具有非常強的現實意義，這里不再贅述。

3.4 ?定期清理水管與空調過濾網

水管內可能存在水垢或不可溶解性雜質，增加冷熱水阻力，造成不必要的能耗，空調過濾網因為長時間運行的關系，灰塵雜物等都會附著到過濾網，從而堵塞過濾網孔，一旦灰塵或雜物堆積過多，暖通空調的使用會相對困難，空調的啟動以及散熱都會出現問題，勢必導致更多電力損耗、增加功耗，同時，這些長久累積下來的水垢或灰塵等，會衍生大量雜質與細菌，通過空調的傳播，這些細菌會危害到人的身體健康，因此，定期清理水管和空調過濾網，能有效減少能耗的同時，還能保障清潔。

3.5 ?采用變頻技術，加強空調系統的研發

變頻技術能改善空調系統中的工藝不足，大幅度降低能耗，許多空調廠商紛紛以變頻技術的降能耗為重點進行宣傳，顯而易見的，變頻技術的大范圍大規模興起已經是必然趨勢，從消費者的角度來看，雖然變頻空調買入時的價錢相對昂貴，但能夠節省運行成本，大幅降低能耗，是必須且必要的，應深思熟慮。

另外，在大型建筑中的暖通空調系統具有時滯、時變、大惰性、非線性、不確定性以及強耦合性的復雜特性，要做好空調系統的進一步研發，分析各設備之間的聯動規律，制定最完善的解決方案，實現空調自動化管理、數據庫建設、自適應調節、泵組優化、變流量控制等各環節的節能控制，運用科技的力量來改變生活。

3.6 ?將可再生能源利用在暖通空調系統中

隨著科研的進行，我國在可再生能源領域的探索已經越發深入，將可再生資源利用在暖通空調系統中，是非常可行的政策之一，并且相關工作做了大量的科研工作，采取了一系列有效的措施與方法，目前有兩種可再生能源的利用最為常見，第一種為太陽能，暖通空調系統通過采集太陽能作為能源儲備，第二種是地源熱泵，采集和利用低下的淺層地熱資源，之后利用高位能源將低溫位能轉移到高溫位能，地熱能源相對穩定，是非常不錯的可再生能源。

4 ?結束語

綜上所述，暖通空調相比于一般的空調不僅能調節冷暖溫度，還能調節濕度和空氣質量，為國民的生活和工作創造舒適的室內環境，近年來節能環保受到越來越多的關注，分析暖通空調的能耗影響，設計更合理更節能的暖通空調，打造節能環保新技術，具有極強的現實意義。

參考文獻：

[1] 劉成.暖通空調系統運行能耗的影響因素分析[J].黑龍江科學，2019（4）：54～55.

[2] 吳慧娟，王聰.暖通空調系統施工階段的影響因素分析[J].現代裝飾（理論），2012（4）：134.

[3] 陳明卓.暖通空調系統運行能耗的影響因素分析[J].電子樂園， 2019（2）：212.