建筑暖通空調工程節能技術的創新與應用

甘帥

（中國建筑第五工程局有限公司，湖南 長沙 410004）

眾所周知，現代化建筑施工工程合理設計暖通空調系統，可以有效提升居住環境，如空調系統可以實現加濕除濕、除菌以及換氣等。然而，隨著暖通空調使用數量的增加，勢必會增加能源消耗，造成環境污染，對建筑行業綠色健康發展造成影響。因此，對于建筑工程行業而言，暖通空調工程的過程實施要遵循節能環保原則，并在工程中合理地運用節能技術，這樣不僅可以優化暖通空調系統，同時還能有效控制能源消耗，提升能源利用率。因此，加強暖通空調工程節能技術的應用非常有必要。

1 暖通空調系統概述

隨著節能減排政策的提出，各行各業紛紛響應政策號召，并積極運用節能技術，以實現節能減排目標。建筑行業作為我國能源消耗的主要行業之一，加強節能減排勢在必行。建筑暖通空調系統是建筑工程節能減排的重要環節，其能源消耗在建筑工程總能耗中占比在1/3以上，且在逐年遞增；這種能源消耗趨勢勢必會加快我國能源枯竭速度。因此，建筑暖通空調工程必須做好節能減排工作。暖通空調系統主要是調控建筑中的空氣、采暖以及通風，為人們營造舒適的居住環境。暖通空調系統的主要原理是對空氣進行冷卻、過濾以及除濕、加熱、加濕等處理，進而將滿足居住環境要求的空氣送入房間，并將房間內的余濕、余溫排出，促使房間的溫度與濕度達到宜居標準。過去，建筑暖通空調系統主要采用定流量的冷媒系統并通過對末端設備風量的控制來實現房間環境溫度調節。但是，隨著人們節能環保意識的不斷提升，這種暖通空調系統已經無法滿足時代發展需求。在這樣的背景下，建筑暖通空調開始向變冷媒量系統與變風量系統發展，通過電動調節閥與風閥執行器的運用來實現對冷媒介質流量與風量的調節，從而實現對區域環境內的溫度與濕度進行精準調控。

2 暖通空調工程節能技術的運用價值與原則

2.1 暖通空調工程節能技術的應用價值

建筑暖通空調系統中運用節能技術不僅可以實現節能減排，同時，還能減少環境污染。由于建筑暖通空調工程在建筑工程總消耗量中占比較大，通過節能技術的應用可以降低能源消耗。另外，暖通空調工程節能技術的應用是以能可持續發展為前提的，因此，通過對可再生能源的充分利用是能實現節能減排的一種有效途徑，如通過對熱回收技術的應用，除了能實現節能減排，還可以對部分能源進行再次回收利用，在提升能源利用率的同時，也達到將室內空氣調節至理想舒適度的要求。

2.2 暖通空調工程節能技術應用原則

暖通空調工程中應用節能技術應遵循以下3個原則：首先，經濟實用性原則。工程在設計與規劃時，都需考慮經濟實用性原則，尤其是暖通空調這種高能耗工程項目更應如此。建筑暖通空調工程在設計時，相關人員就要根據節能技術對涉及的能源單價、設備檔次等進行綜合考慮，以保證暖通空調工程在建成運行時，實現既能節約成本又能發揮降低能耗的雙重目標。其次，可靠性原則。與暖通空調工程中其他技術相比，節能技術在我國的發展時間較短，尚處于摸索階段，其技術應用的成熟度還有待提高。因此，建筑暖通工程項目在對節能技術實際應用時，要秉承可靠性。這就要求對暖通空調工程中水電輸出設備以及其他設備有清晰的了解，并根據工程需求制定相應的技術應用方案，只有這樣，才能確保節能技術與暖通空調工程項目的需求相吻合。最后，節能環保原則。目前，建筑行業是我國能源消耗結構中占比相對較大的行業，而暖通空調工程又是建筑工程中能源消耗最大的部分，通過在暖通空調工程中應用節能技術可以有效降低能源消耗，進而減少對周圍環境的污染。

3 建筑暖通空調中的節能技術

傳統建筑的建設已經最大程度地滿足了居住建筑的必需功能性要求，但在技術與規劃方面缺少暖通調節，已無法滿足人們當前對生活品質的要求。因此，現代化的建筑規劃與設計增加了暖通空調工程，對空氣進行處理，提高了居住環境的適宜性。然而，暖通空調工程的運用增加了能源消耗，不符合當前綠色節能環保的發展要求。這就要求在暖通空調工程中融入節能技術，這樣不僅可以減少能源消耗，同時，也能保證居住環境的適宜性需求。下面就當前建筑暖通空調工程中的節能技術進行簡單闡述。

3.1 熱能回收技術

熱能回收技術是對暖通空調中的余熱回收再利用，這樣能夠有效控制建筑暖通空調工程中熱能量浪費的情況，進而提升暖通空調工程能源利用率。因此，熱能回收技術在暖通空調工程節能中的應用具有重要意義。熱能回收可以分為部分熱能回收與全部熱能回收，部分熱能回收只是將冷水機組排放的部分熱能回收，全部熱能回收是將系統中排放的所有熱能全部回收。目前，暖通空調系統中常用的熱回收設備有板式顯熱交換器、冷凝熱衛生熱水供應器、轉輪式全熱交換器等。同時，通過智能電氣化技術在熱能回收技術中的應用可以實現智能化熱能回收，即根據用戶需求做出判斷，進而更有效地回收熱能，從而實現節能減排的目標。

3.2 變頻技術

建筑暖通空調工程中運用變頻技術不僅可以滿足空調系統使用需求，同時，隨著變頻技術的應用日趨成熟，有效地保證了系統運行的安全、穩定性。最重要的是變頻技術的應用可以進一步優化空調系統，進而降低空調系統對能源的消耗量。就以變風量空調系統來分析，當房間內的負荷低于額定負荷時，溫度傳感器會將感應到的信號傳遞給變風量末端，變風量末端就會根據溫度信號指示將內部風閥的開度自動調小，從而減少對房間內的送風量。當變風量末端風閥調小后，主干風管的壓力隨之升高，空調機組根據主干風管壓力變化對風機進行變頻調節，風機變頻速度降低，減少送風量，以適應房間負荷降低的變化。由此可見，風機變頻調節不僅可以讓系統根據需求供應風量，同時，在變頻的調節下降低風機頻率、節省電能，從而實現空調系統節能降耗的目標。

3.3 除濕空調

除濕空調主要是通過除濕與蒸發冷卻的原理對房間內的空氣進行處理調節。除濕空調中的能源消耗要遠低于傳統制冷系統，除濕空調只需要余熱、太陽能等低品質能源就可以驅動，有效地降低了化石能源消耗量；同時，除濕空調僅將空氣與水作為工質，并不會對環境造成污染。另外，除濕空調中的干燥劑還可以吸附空氣中的污染物，在保證室內空氣濕度的同時，還可以去除空氣中的污染物，有效提升室內空氣品質。除濕空調根據干燥劑類型的不同，可以劃分為液體除濕空調與固體除濕空調；根據除濕方式的不同，還可以劃分為干燥劑除濕、冷凝除濕、膜除濕以及加壓除濕。

3.4 太陽能技術

太陽能作為一種可再生能源，同時，也是當前節能技術應用最廣泛的一種能源。因此，在暖通空調工程中合理規劃應用太陽能可以有效降低消耗，同時，還可以提升節能效果。具體而言，暖通空調工程在建設規劃與設計時，要考慮項目所處地理位置的氣候因素，通過相應技術，將太陽能轉換為熱能熱水裝置與暖通空調裝置所需的能量，這樣不僅可以提升節能效果，同時還可以有效降低暖通空調系統的運行成本。總而言之，太陽能技術在暖通空調工程中的應用，不僅可以使系統滿足空氣處理調節的需求，同時還可以滿足節能標準，節省更多能源，促使城市的可持續發展。

3.5 水源熱泵技術

水源熱泵技術的原理是通過輸入電力、燃氣等高品位能源將低溫位轉化為高溫位。水源熱泵技術就是將建筑物中的熱量轉移到水中，在冬季，則是通過在恒定溫度的水源中提取能量，并借助熱泵原理將水或者空氣作為載冷劑來調節建筑物溫度。一般情況下，當水源熱泵消耗1kW能量，用戶則可以獲取4kW以上的冷能或者熱能。水源熱泵屬于再生能源，再加上運行效率高、費用低、節能，在建筑暖通空調工程中被廣泛應用。水源熱泵在冬季可以利用的水體溫度在12～22℃，遠高于冬季室外空氣溫度。熱泵循環蒸發溫度提高，能效比也會提升。與電采暖相比，暖通空調工程中合理運用水源熱泵技術可以減少7成以上的電能消耗。另外，水源熱泵技術中的水體溫度相對穩定，尤其是地下水源，其波動性遠低于空氣的變動，是一種理想的熱泵冷熱源。因此，水源熱泵技術的運行穩定可靠，并不會像傳統空氣源熱泵會在冬天結霜。除此之外，水源熱泵技術的應用也不會產生任何環境污染。北京奧運村就應用了水源熱泵技術，該技術在應用中無須鍋爐和冷卻塔，但能源消耗僅是傳統電鍋爐的25%。

3.6 自然風能

自然風能屬于再生能源，其供冷是暖通空調工程節能技術的重要組成部分。當室外空氣中的總熱量與溫度低于室內時，供冷期就可以通過室外風中的自然風能來滿足室內冷負荷的需求。通常這種情況都出現在供冷期的夜間與過渡季，夜間采用的是通風蓄冷，而過渡季則是采用新風直接供冷的方式。與常規空調系統相比。自然風能為建筑物提供的冷量只需要少量的電能或者不需要電能，就能實現能源消耗的降低，減少對環境污染，同時，也實現提升室內空氣品質的目標。

4 建筑暖通空調工程節能技術創新發展

4.1 加強新興環保能源的利用與開發

就當前建筑暖通空調工程節能技術的發展來看，新型環保能源也成為創新發展的趨勢，目前主要的新興環保能源有太陽能、風能、生物質能。太陽能與風能已在建筑暖通空調節能工程中得以運用。因此，也可以提升生物質能在建筑暖通空調工程中的開發利用力度。生物質能主要是指對人畜糞便以及腐敗植物進行物質處理生成生物燃料，再用于發電、取暖等方面的能量需求轉換。隨著科技的發展，已經可以對部分腐殖質、廢棄物進行技術處理，將其轉換為清潔能源，在冬季或者極寒部分可以直接用作暖通空調的供暖燃料。對多余的燃料也可以通過發電系統將之轉化為電能，再應用到暖通空調系統中。新興環保能源在暖通空調中的應用不僅可以緩解用電壓力、降低對傳統能源的消耗，同時，又環保無污染。除此之外，對于當前已經應用到建筑暖通空調系統中的可再生能源，如太陽能、自然風能以及水源熱泵等也要進一步研發、創新節能技術，為建筑暖通空調工程的可持續發展奠定基礎。

4.2 加強新節能環保技術的開發利用

新節能環保技術的開發利用可以從房屋呼吸系統與低溫地板輻射采暖技術兩個方面入手。首先，房屋呼吸系統的開發利用。房屋呼吸系統是一種外墻進風、衛生間出風以及屋頂排風的新興通風系統，該系統取高空空氣，并對其進行過濾、除塵、滅菌、降溫/加熱、除濕/加濕等處理，以低速從房間底部送風口送入房間，污濁的空氣則通過排氣孔排出，這種方式可以有效調節室內溫度，同時減少熱能損失，實現節能目標。其次，采用低溫地板輻射采暖技術。該項技術應用在地板上，地板下需要埋設熱水管，通過水管加熱實現室內取暖。低溫地板輻射取暖技術需要熱水作為介質，這樣輻射表面溫度需要控制在45℃以內。這種采暖方式也是以對流形式向上持續傳遞熱能，讓人們感受到腳暖的同時，還可以保持頭頂涼爽。這樣不僅可以給我們舒適的室內環境，同時還可以減少揚塵。為了進一步提升低溫地板輻射采暖的節能性能，可以運用清潔能源加熱水溫以實現節能環保的取暖目標，如天然氣。

5 結語

總而言之，隨著節能減排政策的出臺，人們的節能環保意識也在不斷提升。綠色環保已經成為當前發展趨勢，作為能源消耗占比比較大的建筑行業，其在建設規劃中更應該融入綠色環保理念，尤其是暖通空調工程。建筑暖通空調工程在設計與建設時，若不能切實應用節能技術，勢必會造成能源的浪費，甚至還會對周圍環境造成污染。因此，建筑暖通空調工程在規劃與建設時，要充分考慮節能技術的應用，根據項目實際需求科學合理地選擇節能技術，在實現節能環保的同時，促使建筑暖通工程的可持續發展。