暖通空調設計優化策略研究

彭曉娟

【摘要】當前，人們的生活質量得到了明顯改善，因此對暖通空調提供了更高的要求。為保障暖通空調的使用功能，更好地滿足人們的要求，應對暖通空調進行合理設計、優化設計。文章對暖通空調進行了簡述，探討了暖通空調設計中應注意的問題，并提出了暖通空調設計的優化策略與節能優化策略。

【關鍵詞】暖通空調；設計；優化設計

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.042

暖通空調發揮著通風換氣、調節室內溫度的效果，通過對暖通空調進行合理設計，可以提高建筑室內環境的舒適度。暖通空調設計是一項復雜的、繁瑣的工作，同時隨著科學技術的進步，暖通空調也結合了諸多新技術，進一步提高了暖通空調設計的難度。因此，新時期，應不斷加深對暖通空調設計的研究，以促進暖通空調設計水平的提高。

1、暖通空調簡述

暖通空調是具有空氣調節、通風、供暖等多種功能的機械設備。隨著科學技術的不斷進步，近年來，暖通空調也得到了迅速發展。早期暖通空調主要是應用定流量水力系統，分檔控制末端設備的風量，進而達到調節一定區域環境溫度的效果，但是這種調節是分散式、粗略、簡單的。隨著人們節能意識的加強與對環境舒適度要求的提高，這種暖通空調已經無法滿足實際要求。這樣的背景下，誕生了變風量系統、變流量水力系統，采用風閥執行器、電動調節閥等，連續調節暖通空調系統的風量或水量，從而可以精確控制區域環境溫度。電動調節閥與樓宇控制系統連接起來，可以構成集中管理、分散控制的中央控制系統；電動調節閥與各種控制器、變送器、傳感器等連接起來，可以構成分散式的控制系統。但一些變流量系統中，負荷波動相對較大，需要使用多臺電動調節閥，如果其中一臺的工作狀態發生改變，便會影響其他電動調節閥，由于電動調節閥的抗干擾能力較差，因此會影響整個系統的穩定性，降低其對環境溫度的調控精度、調控能力。面對這樣的現象，在大型變流量中央空調水系統中通常使用動態平衡電動閥，其是一種新型電動調節閥，具有良好的抗干擾能力。

2、暖通空調設計中應注意的問題

2.1 排風系統

建筑物中應用暖通空調系統的時候，應在暖通空調通風進出口的內部建立一個排風系統。在建筑中建立排風系統，可以有效改善內部通風效果。同時可對新風系統進行初步的處理。但目前，一些建筑設計中沒有對排風系統進行科學設計，給暖通空調設計帶來了諸多問題。

2.2 供暖管道

管道是暖通空調系統的重要組成部分，暖通空調供暖運行過程中，熱空氣在管道內進行流動，對管道產生加熱的效果，容易使管道發生熱膨脹現象。鑒于此，暖通空調設計中，應對管道熱膨脹問題進行充分考慮，例如可以在管道內部設置補償裝置，以預防熱能損失。

2.3 建筑朝向

在建筑設計環節，通常需要做好實地勘測工作，以全面了解建筑物的日照條件、天氣情況等，并以此為根據，對建筑物的朝向進行合理設計，從而確保建筑物的通風效果、采光效果。暖通空調的運行與建筑物本身的通風、日照條件密切相關，因此，暖通空調設計中，應對建筑物的朝向進行充分考慮。

2.4 供暖入口

暖通空調設計中，應根據建筑物的功能、管線連接情況等，對供暖入口進行合理設計。但在建筑物中，特別是在高層建筑中，經常會出現設計與實際安裝存在較大偏差的現象，進而使得供暖入口的直徑相對較大。供暖入口過大的情況下，會導致建筑內的保溫效果下降，增加電能損耗。因此，暖通空調設計中，應對供暖入口的設置問題進行重點關注。

3、暖通空調設計的優化策略

3.1 嚴格遵循相關規范要求

為確保暖通空調設計的科學性、合理性，應加強對暖通空調相關規范標準的分析、研究，準確把握其內涵，并要嚴格按照國家相關規范標準的要求，對暖通空調進行科學設計。暖通空調設計過程中，應嚴格按照國家及當地政府部門制定的標準，貫徹落實企業制定的規范流程。針對暖通管道，應選擇優質的材料，以保障管道的建設質量。

3.2 大溫差問題的優化策略

在暖通空調的運行過程中，其內部送風溫差往往會大于規定的送風溫差，從而導致暖通空調內部出現大溫差。傳統暖通空調，送風溫差會形成8～10攝氏度的溫差，暖通空調內部的冷水一般為5攝氏度，冷空調內部大溫差一般為15～20攝氏度。暖通空調設計中，設計人員可以采用大溫差裝置，從而實現暖通空調內部流量的有效降低，實現能源消耗的降低，還有利于節約管道材料，有利于降低暖通空調的成本。

3.3 水循環問題的處理策略

暖通空調設計中，應對水循環問題進行充分考慮、全面分析。暖通空調系統運行過程中，內部的水循環對系統的整體運行質量產生著直接的影響?；诖?，在對暖通空調進行設計的過程中，應對水循環問題進行充分考慮，為保障暖通空調的安裝質量奠定良好的基礎。暖通空調設計中，應對空調管道管線的標高、定位進行合理設計，同時在安裝的時候，也要對管線標高、定位的精確度進行仔細檢查，以避免空調管道安裝施工過程中空調管出現氣囊。同時，暖通空調設計中，針對管線中容易出現氣囊的部位，應當設置排氣閥，從而使管道內的氣體可以迅速地被排出來，減少氣體給該部位造成的壓迫，減少氣囊問題的發生。

3.4 積極應用先進科學技術

暖通空調設計中，應積極應用先進的科學技術，以實現暖通空調設計質量的提高。例如，新風熱回收系統便是一種具有先進性的系統，其在運行過程中，室外新風在通過熱交換機組之后，實現室外排風，達到熱交換的作用，然后利用空調機組將其送入至使用區域。同時，關閉熱交換機組，開啟排風，可以使室外新風直接進入，達到提高通風效果的目的。新風熱回收系統實現了對剩余熱量的回收利用，可達到節能的效果。新風熱回收系統設計中，還要采取防凍措施，特別是在寒冷地區，必須做好冬季防凍工作。排風溫度低于5攝氏度的情況下，應進行加熱處理，確保溫度維持在5攝氏度以上，避免出現凍結等現象。再如，空氣源熱泵系統，其有著諸多優勢，因此在暖通空調系統中得到了越來越多的應用，主要包括：第一，其低位熱源為空氣，可無償獲取、取之不盡用之不竭；第二，熱泵安裝、使用簡單方便；第三，冷熱源合一，無需設置專門的鍋爐房、冷凍機房，機組可放置在地面或者是屋頂，無需占用有效使用面積；第四，無需設置冷卻水系統，因此可避免冷卻水消耗、預防冷卻水污染而導致的軍團菌感染，更加安全衛生；第五，不需要設置鍋爐，對環境無污染?？諝庠礋岜孟到y主要是利用高位能，使熱量從低位熱源流向高位熱源。水、土壤以及空氣等中的熱量被稱作低位熱能，煤、油、燃氣以及電能等為高位能，低位熱能無法被直接利用，而空氣源熱泵系統可以將低位熱能轉化為高位熱能，從而實現高位能的節約。

4、暖通空調的節能優化設計

4.1 改善運行方式

暖通空調設計中，以往所采取的為非變頻模式，導致暖通空調的能耗居高不下，造成了嚴重的資源浪費。隨著社會的進步與發展，人們的節能意識明顯提高，將暖通空調與變頻技術有機結合起來，可以有效降低暖通空調的能耗。對變頻技術進行有效應用，可以更自主地調節空調運行方式，實現對能耗的降低。經過實踐證實，在商務樓、寫字樓等建筑中使用采取變頻方式的暖通空調，可以降低30%～50%左右的能耗，因此，目前采取變頻技術的暖通空調已經在公共建筑中得到了廣泛應用，同時也在民用建筑中得到了應用，相信其在未來會得到更多的應用，從而更好地降低暖通空調的能耗。

4.2 控制新風環節

通過對暖通空調的運行情況進行調查發現，新風供應是其所有功能中耗能相對嚴重的一項功能。通常情況下，新風需求越高，則暖通空調的負荷也就越高，對電能的需求量越高，同時，新風供應過程中還會出現一定的能量損失，從而會大幅度提高暖通空調的電能消耗量。面對這樣的情況，在暖通空調的節能優化設計中，應提高對新風環節設計的重視，科學規劃新風與送風之前的配比，盡量實現以最小的新風供應獲取舒適的感受，避免新風需求量過高而導致的大量能耗，達到節能的效果。同時在過渡季節可以全新風運行，在減小建筑物的能耗的同時又改善了室內空氣的品質。

4.3 提高建筑保溫性能

暖通空調的主要作用便是為人們提供更加舒適的工作、生活、休閑、購物等環境，并根據不同種類建筑的實際要求，對室內溫濕度進行合理調節。暖通空調的節能優化設計中，應采取有效的措施，提高建筑的保溫性能，避免建筑物內部熱量的不必要損失，確保室內溫度保持在一定水平中，從而可以減少暖通空調的能耗，達到理想的節能減排效果。

4.4 減少熱傳媒傳輸能耗

為實現暖通空調能耗的降低，應采取減少熱傳媒傳輸能耗的措施。暖通空調的節能優化設計中，應制定科學、合理的熱傳遞方案，結合高效的熱傳輸機制，有效控制能量在傳輸過程中發生的消耗。同時，采用計算機系統，對空調供暖狀況進行實時監控，加強對供暖過程的管理，從而達到提高使用效率、降低能耗的目的。供暖管道及通風管道在傳輸介質的過程中，要做好保溫隔熱。根據所輸送的介質的溫度，計算最小的保溫隔熱層厚度，然后通過技術經濟比較確認。使熱源或者冷源產生的能量更多的到達用戶末端，減少沿程的損耗?，F如今好多通風管道采用的事混凝土風道，其內壁粗糙，不光滑?，F階段可內襯鍍鋅鐵皮風管，增加了管道的嚴密性，減少風在傳輸過程中的漏損。風的量和質都得到了極大的提升。

4.5 推廣應用新能源

暖通空調設計中，應積極引進新能源，以實現節能、減排。新能源近年來在我國得到了迅速發展，如地熱能、太陽能等已經在各行各業得到廣泛應用，這些新能源具有可再生的特征，且不會導致環境污染。暖通空調節能優化設計中，應加大對新能源的研究，對新能源技術進行靈活應用，進一步降低能耗。太陽能是一種利用率最高的新能源，暖通空調設計中，可以應用太陽能來構建熱泵系統，從而降低暖通空調對電能的消耗。同時，太陽能是一種清潔型能源，符合綠色、環保的理念。

結語：

綜上，暖通空調設計中，應注意排風系統、供暖管道、建筑朝向、供暖入口等問題，從細節入手，確保暖通空調設計水平。暖通空調優化設計中，應嚴格遵循相關規范要求、解決大溫差問題與水循環問題，并要積極應用先進的科學技術，以提高暖通空調設計質量。同時，節能減排、綠色環保理念下，暖通空調設計中應高度重視節能優化設計，通過改善運行方式、控制新風環節、提高建筑保溫性能、減少熱傳媒傳輸能耗、采用能源回收裝置、推廣應用新能源等措施，來降低暖通空調的能耗。

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