暖通空調系統的節能方法

魏秀秀

摘 要：暖通空調系統中考慮節能意義重大，對于暖通空調系統而言，通過維護結構的空調負荷占有很大比例，而維護結構的保溫性能決定維護結構綜合傳熱系數的大小，亦即決定通過維護結構的空調負荷的大小。目前建筑系統中風機水泵的電力消耗包括集中供冷（熱）系統水泵電耗占我國城鎮建筑運行電耗的10%以上，而這部分電耗有可能降低60～70%，因此，也應是建筑節能的重點，尤其是大型公共建筑節能的主要途徑。

關鍵詞：暖通空調系統;建筑節能;維護結構

前言

隨著我國經濟社會的快速發展，空調已比較普遍地應用于公共建筑和居民住宅，在改善人們生產生活條件的同時，也消耗了大量電能，能源和環境問題日益尖銳。我國的節約能源法中指出，節能是指加強用能的管理，采取技術可行、經濟合理以及環境和社會可以承擔的措施，減少從能源生產到消費各個環節中的損失和浪費，更加有效、合理地利用能源。

1.暖通空調領域節能的意義

隨著經濟的發展，我國建筑業發展迅猛，建筑能耗不斷增加，建筑能耗已經占據社會總能耗的27%以上，有些地區已經接近40%。而在建筑能耗里，用于暖通空調的能耗又占建筑能耗的30%-50%，且在逐年上升，這勢必造成能源供求矛盾的進一步激化。對這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時也帶來嚴重的環境問題，隨著二氧化碳、氮氧化物、硫化物、煙塵等的排放增加，酸雨現象頻繁發生，對生態環境和可持續發展造成了很大影響。根據暖通空調行業的研究成果，現有空調系統的能耗是驚人的，如果采用節能技術，現有空調系統節能20%～50%是完全可能的。因此，在暖通空調系統中考慮節能意義重大。

2.暖通空調系統在節能方面存在的主要問題

2.1暖通空調系統在設計管理方面存在的問題

暖通空調系統的設計對空調系統的節能有著重要的影響，然而，在實際工作中一些設計部門和設計人員并未給予足夠的重視，加之工程設計周期普遍較短，以及一些技術性問題沒有完全得到解決等原因，一些設計單位只求數量，忽視質量，使得按設計施工完的系統不僅投資大，運行能耗也相當驚人，大大超過了國家標準，甚至有的公共建筑的暖通空調能耗占建筑總能耗達60%。此外，隨著對節能和環保要求的不斷提高，新的技術方案不斷涌現，每種技術方案往往都有各自的優缺點。

2.2暖通空調系統運行管理中的節能問題

在實際中，有些單位認為設計施工達標完成就可以了，因此不注意對暖通空調操作人員的培訓，使得很多操作人員不具備必要的暖通空調基本理論常識，導致在系統實際運行中不懂得根據人員的變化、室外參數的變化和實際負荷進行相應的調節，即使進行調節，也具有隨意性和滯后性，由此造成大量的能量浪費。

3.暖通空調領域節能的途徑與方法

3.1改善建筑維護結構及其保溫性能，減少冷熱損失

建筑物及其圍護結構對節能的影響主要有如下方面：

（1）合理的建筑物朝向的選擇是一項重要的節能措施。

（2）對于相同體積的建筑物，建筑物體形系數（S=F/V）越大，則其外表面積越大，通過圍護結構的傳熱越多，空調冷負荷也越大。為節能起見，在建筑設計時應盡量控制S，如果出于造型和美觀的要求需要采用較大S時，應盡量增加圍護結構的熱阻。

（3）從建筑物的圍護結構、墻、樓板、屋蓋、地板等）傳入室內的熱量中，外窗的傳熱量和太陽輻射占圍護結構的總傳熱量比例很大。因而要盡量減少外窗面積，并采取有效的遮陽措施，如選用特種玻璃、雙層玻璃和窗簾或遮陽板等。

（4）對于暖通空調系統而言，通過維護結構的空調負荷占有很大比例，而維護結構的保溫性能決定維護結構綜合傳熱系數的大小，亦即決定通過維護結構的空調負荷的大小。因此，提高建筑物保溫性能是減少空調系統能耗的重要措施之一。以下措施可有效降低圍護結構的傳熱系數，從而降低能耗。

① 合理控制窗墻比。窗墻面積比是影響建筑圍護結構節能的主要因素。應在保證自然采光的前提下合理控制窗墻面積比，一般北側不大于25%，南側不大于35%，東、西側不大于30%。

② 采用新型墻體材料與復合墻體圍護結構。在經濟條件允許的前提下，采用墻體保溫材料對其進行保溫處理。

③采用氣密性好的門窗以減少空調房間冷（熱）量滲漏，通過改進門窗結構，提高門窗氣密性，可有效防止室內熱量的散失。論文參考網。其中，加設密閉條是提高門窗氣密性的有效手段。

3.2采用變頻調速技術進行節能

輸配系統承擔的任務是將冷熱量及新風從制冷站或空調機房輸送到房間。與住宅和一般性非住宅建筑不同，特別是大型公共建筑在暖通空調電力消耗中，60～70%由輸送和分配冷量、熱量的風機、水泵所消耗。這是導致此類建筑能源消耗過高的主要原因之一。目前建筑系統中風機水泵的電力消耗包括集中供冷（熱）系統水泵電耗占我國城鎮建筑運行電耗的10%以上，而這部分電耗有可能降低60～70%，因此，也應是建筑節能的重點，尤其是大型公共建筑節能的主要途徑。隨著變頻技術的成熟，空調系統中的輸配設備，如水泵、風機等，越來越多地采用這種技術進行節能。

3.3減少輸送系統的動力能耗

動力能耗主要是指空調系統運行中風機和水泵所消耗的電能，采用科學的方法使之降低對整個空調系統的節能有十分重要的意義。在工程設計與實踐中常采用以下方法減少動力能耗：

（1）水系統采用大溫差。加大空調冷凍水系統及冷卻塔水系統的工作溫差，可以減少水量，以降低其輸送能耗，同時可以減小管徑，節約初投資。

（2）低流速。水泵和風機的功耗與管路系統中流速的平方成正比，采用低流速能取得較好的節能效果，且有利于提高水力工程的穩定性。

（3）采用輸送效率高的載能介質。一般情況下，用水輸送冷（熱）量的耗能量比空氣輸送要小，且輸送相同的冷（熱）量所用水管管徑要小于風管，所占空間相應也小得多。

3.4通過新型節能舒適健康的空調方式，調整室內熱濕環境參數

空調系統特別是舒適性空調系統對人體的作用是通過空氣溫度、濕度、風速、環境平均輻射溫度進行的，人體對環境的冷熱感覺是這些環境因素綜合作用的結果。以往的空調控制方式僅僅是測控空氣的溫度濕度，甚至僅空氣溫度。顯然是不全面的，勢必帶來許多問題，熱濕環境研究成果的應用，為我們采用新的控制方式方法提供了理論基礎。因為影響人體熱舒適性的環境參數眾多，不同的環境參數組合可以得到相同的熱舒適性效果，但不同的熱濕環境參數組合空調系統的能耗是不相同的。

3.5開展冷熱回收利用的研究運用工作，實現能源的最大限度利用

目前許多空調系統冷熱回收利用研究也在蓬勃開展，如空調系統排風的全熱回收器，夏季利用冷凝熱的衛生熱水供應等，都是對系統冷熱的回收利用，顯著提高了空調系統能源利用率。

3.6運行管理中的節能控制

運行管理對空調系統節能有很重要的作用。空調系統運行中的節能控制，可以一定程度彌補由于管理模式或能源設計本身不合理的缺陷，加強對設備運行的控制能力，使能源更加合理、精確地消耗。這種運行管理中的節能控制手段，理想的是通過完善的樓宇自控系統完成。樓宇自控系統的主要功能是對建筑物內各類設備（包括機電設備和專用設備）的監視、控制、測量、管理，以求做到使設備運行安全、可靠、節省能源、節省人力。借助于樓宇自控系統，可實現建筑運行的節能管理。但目前大部分既有建筑的智能化程度較低，空調系統運行管理較差，缺乏空調自控系統，建筑設備運行存在著很大的不合理成分。

結語

暖通空調系統的節能占建筑節能的主要部分，因此我們有必要對暖通空調系統目前存在的問題給予重視。節能技術的研究開發和運用是暖通空調系統、建筑系統節能的基礎，政府部門的重視和支持，則是實現大幅度節能，產生顯著的環境和社會效益、推動經濟發展的保證。