建筑工程中暖通空調節能技術的運用研究

孫鵬來

摘要：伴隨著社會經濟的高速增長與人們生活水平不斷提高，對居住的舒適度提出跟高的要求，暖通空調在建筑中的作用也越來越大，而同時高能耗的特性也使暖通空調能耗能力成為了使用者、開發設計者以及全社會的關注要點。本文基于節能減排的角度，對暖通空調的工作原理進行了簡單介紹，并從設計、安裝、使用三方面分析其在建筑過程中常見的明顯問題及其對使用者造成的影響，并提出了一些改良建議。

關鍵詞：暖通空調;節能技術;建筑工程

對于現代化的建筑施工而言，暖通空調已經成為建筑施工中的一個重要組成部分。暖通空調設計自身具有較高的技術含量，再加上必須迎合當前社會發展中的節能環保發展規劃，使得建筑工程施工節能技術的應用更是面臨很多的困難。在這種情況下，只有不斷的加強對暖通空調設計的技術分析和性能優化，才能使其真正發揮暖通空調的建筑功能調節作用。通過對設計中問題的針對性分析和處理，加強施工每個環節的把控，才能確保建筑工程中的暖通空調設計節能性，才能有助于施工企業的良好穩定發展。

1 暖通空調節能技術運用于建筑工程的重要價值

在建筑設計中，暖通系統是必不可少的組成部分，具有非常重要的作用。調節空氣、制冷取暖與通風透氣，體現了暖通空調系統的主要性能。通風系統指的是它可以促進室內環境的有效轉換，可以保證內空氣的充分流動;制冷取暖是通過它的節能技術，如熱泵、太陽能等設備，用盡可能少量的能源消耗，得到盡可能多的熱量或能量。調節空氣是保證室內空氣的清新度，給人們帶來新鮮的空氣。在夏季，人們更需求暖通空調發揮的顯著降溫作用，假如有針對性地設計暖通空調的相關節能設備和技術，會在一定程度上緩解國內能源緊張的壓力，還會適當地減少人們消耗能源的數量。一般而言，先進的節能技術可以減少20%-50%的能源消耗，它也會在一定程度上促進了環境和生態的可持續發展。因此，在建筑工程中運用暖通空調節能技術，具有非常重要的價值和意義。

2 暖通空調節能新技術

2.1 變頻技術

變頻技術作為一種綜合性技術，被廣泛運用到各行各業的發展中，變頻空調就是變頻技術應用在暖通空調上的產物。壓縮機是暖通空調的重要組成部分，在空調制冷工況下，整個空調系統耗電量的40%都由壓縮機消耗，傳統的暖通空調根據系統預設的工況（即220V、50Hz）條件下工作，當建筑內外溫差不大，溫控需求比較低，空調系統負荷較小的情況下，暖通空調依舊按設定功率工作，不能根據外部環境變化做出相應調整，這就會導致大量電能的浪費。變頻空調的原理是通過變頻器改變空調制冷壓縮機的供電頻率，從而達到改變制冷功率的目的，其需要的啟動電壓低，當供電電壓或者外部環境溫度較低時，變頻空調可以正常啟動，這就意味著變頻空調可以在一些環境惡劣的地區（如供電電壓不穩定、工作溫度低）持續、可靠地工作。變頻空調可通過內置的傳感器測定室內溫度，進而通過改變空調壓縮機的轉速來調節制冷量，為人們提供舒適的生活、工作環境。變頻技術賦予了暖通空調內置壓縮機無級變速的能力，可以有效應對大面積、大范圍的制冷、制熱需求。變頻空調分為兩種，分別是交流變頻空調和直流變頻空調，交流變頻空調的工作原理是測量工作環境溫度與空調內的預設溫度間的溫度差，將該差值輸入頻率控制器，產生特定的頻率信號，由該信號控制加在壓縮機的電機上的電壓，改變壓縮機的轉速和制冷量。直流變頻空調的工作原理是通過改變加在永久磁鐵上的電壓控制轉子的轉速，進而實現制冷、制熱需求。目前，國內外的空調均已廣泛采用變頻技術，特別是日本國內非變頻空調的數量只占空調總數的10-20%，變頻技術帶來的節能效益也十分顯著，通過對壓縮機安裝變頻裝置，可以使空調系統的耗電量降低到原水平的70%以下。

2.2 蓄能空調技術

它是暖通空調節能設計中的一個關鍵內容，重點涵蓋了兩種技術：蓄熱技術與蓄冷技術。一般的蓄冷技術涵蓋了水蓄冷與冰蓄冷，都是經由凝固介質或降低介質溫度來實現，在介質中以潛熱與顯熱等方式儲存冷能。如有必要，可以熔化介質或提升介質溫度，以釋放和利用被儲存起來的冷能。它的主要優勢是，可以轉移制冷設備所需的運行時間，可以在很大程度上降低電網的填充低谷服務與高峰負荷，實施移峰填谷。如今國內主要的蓄熱技術是采取電鍋爐蓄熱系統，將水當作蓄熱的主要介質。它可以借助低谷的充沛電力，對水進行加熱，然后將其儲存到蓄熱水箱中，在電網高峰階段將電鍋爐關閉，由蓄熱水箱中的熱水進行供熱。其優點是無噪聲，無有害氣體，無需較高的運行成本。

2.3 溫濕度獨立控制技術

暖通空調的主要功能有兩個：（1）降低室內環境溫度;（2）降低室內環境濕度。一般用于第二種用途的空調負荷占到空調總負荷的40%左右，占比相當高，而這種負荷屬于顯熱負荷，使用低溫冷媒處理規模龐大的顯熱負荷，必然會導致冷源效率的降低。采用溫濕度獨立控制技術的空調可以有效避免這種情況的發生，該技術已成為近年來空調技術領域內的研究熱點。溫濕度獨立控制技術的原理如下：室內環境濕度的降低可以通過向室內送入經過除濕環節后的室外新風達到，這樣一來既滿足了降低濕度的要求，也達到了輸送新鮮空氣的目的;另一方面，室內溫度的降低可以通過獨立的水系統實現，該系統使用的循環水溫度在18～20℃，通過輻射或對流型末端來達到降低室內溫度的目的。這種技術的運用可以達到一舉三得的效果：（1）可以避免降溫、除濕兩種矛盾需求帶來的冷熱抵消;（2）可以用獨立水系統中的高溫冷源吸收顯熱，大幅提高冷源效率;（3）可以提高室內空氣質量，改善室內工作生活的舒適度，因此該技術被普遍認為是未來空調的主流技術。不過該項技術尚處于攻堅階段，一個需要攻克的重點就是如何對室外新風進行高效除濕。我國國內已有高校開發出了一種除濕轉輪，有望發展成為一種濕度獨立控制的室外新風處理方法。

3 暖通空調節能技術在建筑設計中的有效措施

3.1 增強暖通系統設計的合理性

暖通系統較為繁瑣，其通常會具有較強的綜合性與系統性，因此，設計者在設計的過程中應注意加強對其合理性的設計。在設計過程中，首先應考慮最大負荷的原則，從而在使得能源消耗量降到最低。另外，能源的耗費量與建筑本身的維護結構密切相關，確保其維護結構的準確性，能夠使得暖通系統負荷量有效降低。

3.2 全面有效的控制暖通系統

安裝暖通系統的主要目的是提高居住者的舒適性，而適應性主要取決于暖通系統風力、濕度、風力、溫度及環境平均輻射溫度的共同作用。所以，工作者在調試暖通系統時應以SET和PMV為基本指標，并將濕熱環境作為前提條件，從而在確保舒適性的基礎上實現暖通系統的節能性。

4 結語：

暖通空調節能技術是伴隨著我國社會經濟發展和城市化進程進一步加快的趨勢而產生的，在建筑工程建設中逐漸受到重視。雖然目前這一技術在我國建筑行業中還沒有得到有力的推廣和廣泛的應用，并且在實際應用過程中還面臨著一些技術上的問題，但是仍然要在實際施工中予以應用和創新，推動暖通空調節能技術進一步發展。

參考文獻：

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