暖通空调节能与节支优化策略

赵春宏

摘要：随着暖通空调的广泛应用，暖通空调系统的能耗进一步增大。暖通空调系统节能必须要引起广泛的关注。本文主要对此进行了简单的分析。

关键词：暖通空调系統节能

中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0150-01

随着暖通空调的广泛应用，暖通空调系统的能耗进一步增大。现有空调系统的能耗是惊人的，如果我们不加以关注的话，能源的消耗将让每个人心痛。如果采用节能技术，现有空调系统就有可能节能20％～50％。下面就对暖通空调的节能做一下简单的探讨。

1暖通空调系统节能设计

暖通空调系统是一个庞大复杂的系统，特别是中央空调系统就更为复杂，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求，那势必要消耗很大的能量。要从技术层面来分析暖通空调的节能，我们可以建立空调系统节能优化模型。通过对它的分析已达到节能的目的。以变风量和变水量相结合的空调系统为例。要建立整个空调系统的功率计算模型，首先建立空调系统各个设备的模型。一般情况下，空调系统采用一台变速送风机(无回风机)、一台变速冷冻水泵、一台定速冷却水泵、一台制冷机和一台单速冷却塔。通过对这些设备的分析，根据相应的计算公式，我们可以得到空调系统节能优化模型的目标函数：

minPtotal＝Pfan+Ppump+Pchiller+Pcondpump+Pcootingtower

Ptotal是指空调系统总功率，Pcondpump是指冷却水泵功率(本文中为一常数)。在这里决策变量一共有四个：系统送风量mair、冷却塔出水温度tctset、制冷机出水温度tcwl、冷冻水流量mwater。空调设备对该系统形成约束。分别为风机约束、冷冻水泵约束、制冷机约束、表冷器约束、冷却塔约束。

2暖通空调节能方法

2.1合理选择设计方案

设计方案的选择对于空调的节能是非常重要的。因此，设计人员在进行设计的时候也要非常的关注这一问题。首先设计人员在进行工程设计时，不应随意增加或减少。其次，房间面积或空间较大、人员较多要进行温、湿度控制管理。在人员密度相对较大且变化较大的房间，宜采用新风需求控制。要使CO₂浓度始终维持在卫生标准规定的限值内。建筑空间高度大于或等于10m，建筑物体积大10000m³时，这时就可以采用分层空调系统，能减少运行能耗和初投资。对于民用建筑中的中庭等高大空间，采用分层空调，将地面以上2m～3m这一舒适范围的空气参数控制在使用要求之内。另外风机盘管机组加新风空调系统的新风口不应将新风接至风机盘管机组的回风吸入口处，应单独设置，或布置在风机盘管机组出风口的旁边以免减少新风量。最后，合理选择采暖、通风与空调相结合的节能系统。在设计时应注意周边区与内区、使用功能的差异等对系统进行选择和划分。

2.2改善建筑保温性能

维护结构的保温性能决定通过维护结构的空调负荷的大小。对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例。因此，必须要改善建筑保温性能，提高维护结构的保温隔热性能，尽可能降低空调系统能耗。第一，在建筑设计时应尽量控制S(S=F／V)。对于相同体积的建筑物，建筑物体形系数S越大，通过围护结构的传热越多，空调冷负荷也越大。因此，应尽量控制S或者是尽量增加围护结构的热阻。第二，合理控制窗墙比。外窗的传热量和太阳辐射占围护结构的总传热量比例很大。因此，在合理的范围内要尽量减少外窗面积，控制窗墙面积比。一般北侧不大于25％，南侧不大于35％，东、西侧不大于30％。对于外窗也可以采取有效的遮阳措施。另外，采用气密性好的门窗以减少空调房间冷热量渗漏，有效防止室内热量的散失。第三，合理的建筑物朝向的选择是一项重要的节能措施。

2.3设置水力平衡装置

为了减少能源的消耗，可以在供暖与空调水系统中合理地设置水力平衡装置。水力平衡装置在设置的时候要坚持以下原则：第一，对于定流量系统，应首先通过管路和系统设计来实现各环路的水力平衡；当由于管径、流速等原因的确无法做到时，采用静态水力平衡阀通过初调试来实现；对于变流量系统来说，一般情况下不应在系统中设置动态流量平衡阀；当设计认为系统可能出现由于运行管理原因导致水量波动较大时，宜采用动态流量平衡阀；为了避免设计不当造成水力不平衡，应在建筑物的热力入口处设置静态水力平衡阀，根据水力计算和建筑物内供暖系统所采用的调节方式，决定是否还要设置动态流量平衡阀或动态压差控制阀。

3暖通空调节能新技术

节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统、建筑系统节能的基础。采用新技术来节能能源是暖通空调节能的重要方面。变频调速技术是新技术的一种，也是目前被大力推广的。输配系统是将冷热量及新风从制冷站或空调机房输送到房间。大型公共建筑在暖通空调电力消耗中，与住宅和一般性非住宅建筑不同，60％～70％由输送和分配冷量、热量的风机、水泵所消耗。这也成为导致此类建筑能源消耗过高的主要原因之一。采用变频调速技术，可以将此类能耗降低60％～70％，这成为大型公共建筑节能的主要途径。利用可再生能源的暖通空调系统，如地源热泵空调系统、太阳能制冷、供热系统，有着显著的经济效益和环境、社会效益。当然这些新技术也有自己的弊端。这些新技术在造价上往往偏高，而且使用的地域条件有一定的限制。另外，新技术虽然可以解决一些现有的问题，但同时也存在着许多需要改进提高的地方。因此，对于新的节能技术，我们不能盲目的采用，要因地制宜，总结经验，积极推广，不断的探索和改进。

4结语

暖通空调系统的节能占建筑节能的主要部分。因此，我们必须要充分的重视暖通空调系统的节能问题。暖通空调的节能首先要关注暖通空调系统节能设计；其次要探索暖通空调节能方法；最后要不断的采用暖通空调节能新技术。

参考文献

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