谈暖通空调系统在设计中的节能问题

　　摘要：:文章简单介绍了暖通空调节能系统的概念和重要性，分析了暖通空调系统节能在设计应用方面的途径与方法，结合工程实践，提出了系统节能的设计方向。

　　关键词: 暖通空调,设计,节能

　　引言

　　随着人们生活水平的提高，对生活质量的要求也越来越高。越来越多的住宅、办公楼、酒店等建筑中设置了中央空调系统。采暖通风及空调系统设备是构成暖通工程的重要组成部分，是项目建成后影响其运行效果的最重要因素之一。同时在工程施工时，要依据我国现行规范、设计等要求进行全过程管理控制，做好暖通空调工程的施工，确保其设计应达到的节能效果。

　　1 暖通空调节能系统的概念和重要性

　　1.1 暖通空调系统概念与目标

　　为人们提供舒适的生活和生产室内热环境是暖通空调的基础目标,主要包括:室内气体温度，气流速度，空气湿度和周围环境和人体之间的热交换，热辐射等等。使人体保持热平衡，满足人们的舒适感觉是一般的舒适性空调的目的，在恒温恒湿或有洁净要求的工艺性空调中,其目标为满足生产所有工艺。

　　1.2 暖通空调系统的重要性

　　我国在建筑节能方面基本还处于落后地位，以牺牲环保、大消耗为为代价以达到经济建设的基本要求，一些相应的规则还未出台。近些年来，伴随着经济的迅速发展,生活水平的逐步提高,人均居住面积也在不断增大,这就进一步激化了能源与环境与人类的供求矛盾。建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,据统计，其能源消耗以达到我国能源总量的27.6%,而暖通空调所消耗的能量也达到建筑能耗的30%-50%，且呈现逐年上升态势。因此，开发利用暖通空调系统节能是非常必要的。但建筑暖通空调节能系统是一个全面的内容，它贯穿于设计，施工，验收，运行，维护整个过程。这就要求系统中的每一个环节都要切实可行。

　　2 暖通空调系统节能在设计应用方面的途径与方法

　　2.1 精心设计暖通空调系统，使其在高效经济的状况下运行

　　整个暖通空调系统尤其是中央空调系统是一个复杂庞大的系统，其设计的好坏的直接作用于系统的效用。譬如系统往往都是按最大负荷设计的，但实际运行中，却基本都在此标准之下，若系统的设计不能满足某些部分的要求，最终整个系统的耗能就会很大。再如在新风系统的设计，系统风量的改变应随着室外气象参数的变化而变化，以图缩短主机开机时间。总之，暖通空调系统的设计对系统的节能起着决定性的作用。

　　2.2 改善建筑维护结构的保温性能，减少冷热损失。维护结构的空调负荷在空调系统占有很大比例，维护结构综合传热系数的大小决定了维护结构的保温性能，也决定了通过维护结构的空调负荷的大小。所以在我国出台的建筑法规中，将改善建筑维护结构的保温性能放在首要位置。

　　2.3 提高系统控制水平，降低空调耗能

　　通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度是舒适性空调系统对人体作用的主要方式，这些环境因素综合作用的结果使人体对环境产生了不同的冷热感觉。以往仅仅测控空气的温度湿度，甚至仅空气温度的空调控制方式显然是不全面的。空调系统对人体的作用不直接，对环境变化时温度的调控不迅速，使人产生不舒适感，调控方式不节能等等这诸多问题都是由以往不合理的方式带来的。

　　2.4 采用新型节能舒适健康的空调方式

　　综上所述，很多因素都能影响人体的舒适性，不同方式的组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同方式的空调系统组合有着不同的能耗。譬如在冬季，若采用加热室内所有空气，通过空气实现环境与人体的热湿交换的传统的空调方式，空气温度相对需要也会高一些，此时，用来维护结构的热量损失与加热新风的热量损失也都相对较大。如果我们不采用传统的空调方式，而根据热湿环境的研究成果增加辐射热，所需的室内空气温度相应也会更低，此时就能产生显著的节能效果。

　　2.5 使用低品位能源的空调系统或可再生能源

　　空调系统已广泛应用与人们的日常生活中，使用时，不可再生能源也在被大幅度的消耗掉，同时也对生态环境造成了巨大破坏。若能利用可再生能源作为动力或使用低品位能源，就能节省很大一部分能源，间接促进了环保工作的展开。地源热泵空调系统和正处于利用太阳能供热或制冷技术都能很好的解空调系统能源利用问题。

　　2.6 充分利用热量，做到能源的最大限度使用

　　在暖通空调系统的使用中会产生一部分余热，目前这一部分热能都白白散失，导致能源利用率不高。目前正在研究中的许多空调系统冷热回收都是对散失热量的回收利用，都能显著提高空调系统使用后能源的利用率。

　　3.系统节能的设计方向

　　3.1 设计人员应具有良好的设计理念

　　暖通空调专业的设计人员应从节能环保角度参与建筑方案的设计，并与自动控制专业相互融通，彻底改变过去的纯专业设计的理念。还要不断关注最新的节能成果，做好节能新技术的推广。

　　3.2 合理的负荷计算

　　空调与供暖工程设计中最重要的基础数据就是冷热负荷，但是目前一些设计人员在施工图设计阶段，常常不假思索地将设计手册或者技术措施中的单位建筑面积冷、热负荷指标直接用作确定施工图设计阶段空调与供暖冷、热负荷的依据，从而导致冷热源设备装机容量偏大、水泵配置偏大等现象的出现。其结果将导致投入成本的增加，运行维护费用增加以及能量消耗增加。因此设计中必须进行严格的负荷计算，将其计算结果作为系统设计的依据。

　　3.4 选择合理的空调节能方式

　　(1)供暖系统要设计得合理，才能具备节能运行的功能。合理设计节能供暖系统的主要准则有：首先，供暖系统应保证各个房间的室内温度能够得到独立的调控;其次，使其便于实现分户或者分室热量费用分摊的功能;再次热力入口处应安装自力式压力或流量控制阀;最后，管路系统应简单、管材消耗量尽量少、节省初投资等。

　　(2)空调系统新风量的大小不仅与初投资、能耗以及运行费用密切相关，而且还关系到人体自身的健康，设计人员应根据公共建筑节能设计标准进行工程设计，不应随意增加或者减少;风机盘管加新风的空调系统新风送风口还应单独设置，或者布置在风机盘管机组出风口的旁边。

　　(3)当人员较多、房间面积或空间比较大时，则应集中进行温、湿度控制与管理。全空气空调系统改变新、回风混合比例相当容易，并且在必要时可实现全新风运行，从而获得较好的节能效益和环境效益;而对于建筑空间高度H≥lOm且体积V﹥10000m3时，最好采用分层空调系统。在夏季，分层空调系统与全室性空调方式相比，它可节省冷量在30%左右，但在冬季供暖工况下运行时并不节能。

　　4.其他节能技术

　　目前，为了实现能源的最大限度地利用，许多空调系统冷热回收利用的研究也在蓬勃进展中，通过此项技术可使空调系统能源利用率显著提高。由于空调系统中所使用的高品位、不可再生能源所引起的资源环境问题也日益突出. 运行维护费用增加以及能量消耗增加，因此最好的解决办法是开发一些合理有效的可再生能源以缓解目前的紧张局面，降低能耗量。

　　为了缓解目前能源紧张的局面，科技工作者做了大量科研工作，并且也采取了许多有效的措施和方法，例如：太阳能、风能、地热能、生物质能等。而地热(冷)能和太阳能等作为可再生资源应用于空调制冷，具有一定的优势，而且清洁无污染。地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量，是既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。

　　结束语：

　　目前人们已另辟蹊径开发出了一砦合理有效的可再生能源以缓解目前不可再生能源的紧张局面。地热能和太阳能及空气能等可再生资源应用于空调制冷，具有一定的优势，而且清洁无污染。地源热泵是利用大地储存的能量，作为中央李调系统的冷热源。空气源热泵地板采暖利用空气中储存的能量.作为采暖系统的热源。设计人员在设计时要因地制宜。引导业主尽量采用可再牛能源来实现节能。

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