谈暖通空调系统的节能问题

钟茂群

摘要：随着人们生活水平的提高，建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大。能源和环境危机的日益加剧，暖通空调系统因为其高能耗在而不得不面临严峻的考验。现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中电能占了绝对的比例。对于这些能源的大量使用，使得地球资源日益匮乏，同时也带来了严重的环境问题。

关键词：暖通 空调系统 节能问题

中图分类号：TU96+2 文献标识码：A文章编号：

1暖通空调系统能耗的构成及主要特点

随着我国国民经济的迅速发展，能源和环境问题日益尖锐，城市化的飞速发展和人们生活水平的提高，建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大，在发达国家已达到40%，建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通风、空调、照明、电器和热水供应等需求方面的能耗，用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%～50%，且在逐年上升。为了维持建筑物内部空气环境适宜的温湿度，现代建筑中通常采用设置暖通空调系统来保证这一需求，而所消耗的能量即为暖通空调系统的能耗。影响暖通空调系统能耗的主要因素有室外气候条件、室内设计标准、围护结构特征、室内人员及设备照明的状况以及新风系统的设置等。暖通空调系统的能耗还有几个特点表现在:（1）系统的设计、选型、运行管理的不合理将会降低能量使用效率。（2）维持室内空气环境所需的冷热能量品位较低且有季节性。这就使在具备条件的情况下有可能利用天然能源来满足要求，如太阳能、地热能、废热、浅层土壤蓄热等。（3）暖通空调系统涉及到的冷热量的处理通常以交换形式处理。这就可以采用冷热量回收的措施来减少系统的能耗，有效利用能量。

2通暖空调节能设计中存在的问题

2.1暖通空调系统的管理人员素质待提高

运行管理在暖通空调设计中起着重要的作用。有些单位的空调系统，一年四季只有开机关机和冬夏季转换操作，显然系统达不到相应的节能效果。为此要求运行管理人员不仅要有强烈的责任心，上岗前还必须要进行系统的培训和考核，对没有达到要求的，应重新培训，考核合格后才能上岗。在调查中我们发现，同样一套系统，管理人员不同，系统的能耗大不相同，有的甚至相差50％以上。

2.2暖通空调系统的设计需要重视

空调系统的设计对空调系统的节能性有着重要的影响，然而在实际中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视，使得设计建造的系统不仅初投资大，运行能耗也相当惊人，大大超过了国家标准。据实测，有的公共建筑的空调能耗占建筑总能耗的60％。为此，我们有必要建议政府有关职能部门加强对暖通空调设计项目的管理，可以委托相关技术部门如学会等对设计图纸文件进行严格审查，对未达到国家有关节能标准的设计严禁施工建造。

2.3政府应扶持新型空调的政策

采用新型空调方式、新的控制方法，不仅能显著提高热舒适性而且可以使系统大幅度节能。新型空调方式和控制方法的研究已经取得了一些可喜的成果，只要政府部门加以扶持这些成果将很快能得到适用，并形成产业化，对这些项目的实施，将对我国的能源、环境和经济都将起到巨大的推动作用。

3暖通空调系统的节能设计

3.1改善暖通空调系统的设计

空调系统的设计原则：一保证各个房间(楼梯间除外)的室内温度能独立调控是供暖系统的首要；二是便于实现分户或分室(区)热量(费)分摊的功能；三是管路系统简单、管材消耗量少、节省初投资。暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。

3.2改善围护结构性能。对于暖通空调系统而言，通过围护结构造成的热损失在整个空调系统能耗中占有很大比重，而围护结构的保温性能决定围护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过围护结构消耗的能耗所占空调负荷的大小。因此，提高维护结构的保温隔热性能在空调系统节能中是十分必要的。

3.3提高系统控制水平

解决传统控制方法存在的弊病，继而实现大幅度的节能，采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数不失为一种好方法。据研究表明，采用这种控制方法可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。

4暖通空调系统节能技术具体措施

4.1空调系统的设计负荷的合理计算

如今正确地计算负荷对整个系统的设计十分重要，负荷算大了会导致投资运行费用增大，耗能增大，算小了则不能满足功能要求，负荷直接决定空调系统设备和容量的大小。目前我国普遍在负荷计算上结果偏大，通过采取合理降低室内给定值标准与适当的减少新风量的方法，可以消除不必要的损耗，节约能源。

4.2热源温度的控制

外网及热源必须采取相应的控制手段，是由于暖用户在室内多采取温控措施及室外气温的变化，使系统热负荷的动态的变数，例如热水网路采取相应的质量、流量调节或质量调节方式及气候补偿方式等。目前，许多地方采用根据室外温度自动调供水温度的方法。

4.3采暖、通风与空调系统的选择要合理

其选择时应在满足规范要求的前提下，选择系统形式。充分分析人工环境控制场所的特点，注意朝向、周边区与内区、使用功能的差异，分开设置或分环设置以便于控制、调节及管理，避免不同区域出现过冷或过热的能量浪费现象，使其与系统能够相互配合达到最佳效果，从而达到既经济又节约的目的。

4.4地源热泵技术

当前以地热作为热泵装置的热源或热汇来对建筑进行采暖或制冷的技术被成为地源热泵技术。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），既可实现低温热源向高温热源的转移。在冬季和夏季，分别将地热能作为高温热源和低温热源，在冬季将地热“取”出来用于采暖或热水供应，在夏季将室内的热量提取后释放到地层中去。目前在自然界和工业生产中，存在大量的低温位热源，储藏于空气、土壤、水，以及工业废气、废水中，利用热泵可以回收这些低温位热源，产生高温位热量来供应生产和生活之用。

4.5冰蓄冷技术

冰蓄冷是让制冷设备在电网低负荷时工作，将冷量以冰的形式储存起来，供空调系统高峰负荷时应用。它可以对电网运行“削峰填谷”，缓和供电紧张状况，它可以将原来设计8―12小时的冷水机组，压缩容量30---50%，改为24小时运行。尤其是在空调负荷较小的春秋季，可以尽量融冰释冰，提供空调负荷，减少电制冷机的开启。冰蓄冷技术是“平衡用电负荷”的有效方法，它可以利用低谷电价，为用户全年节约运行费达25%，对我国经济建设具有重大意义。

4.6降低输送过程中能耗

现如今选用保温性能好的新型保温材料对管道进行处理有利于节能。对供暖系统进行全面的水力平衡调试，改善供暖质量主要利用计算机。采用以平衡阀及其专用智能仪表为核心的管网水力平衡技术，实现管网流量的合理分配，提高输送能量的效率。在满足空调精度、人体舒适度和工艺要求的前提下，通过提高供回水温差、选用低流速、输送效率高的载能介质和效率高、部分负荷特性好的动力设备，可以减少输送过程的能耗，从而提高输送效率。

4.7实现供热管理信息化，采用计算机控制技术

对供热采暖系统的各种设备、阀门等运行状态进行在线的智能化监测、控制和管理主要采用计算机控制。全面监测、记录各运行参数协调各系统间的运行，提高管理水平，增强系统的安全性和可靠性并可使整个生产过程实现信息化管理，节省运行能耗，使供热采暖系统的运行、管理水平走向现代化。

暖通空调系统使用者可根据个人需要设置每月甚至每天的控制程序让空调系统按预定的要求工作，在保证热舒适的前提下节能10％。开发并利用功能强大、界面友好的控制软件也是保证空调系统节能运行的有效措施。

5结语

民用建筑的采暖、通风与空气调节系统工程量大面广，其能耗在建筑总能耗中占有相当大的比例，对其设计应积极采用有关的节能措施，以达到合理有效地使用能源，促进能源、经济与环境的协调、可持续性发展。

参考文献：

[1]晓明，李向东，冯晓梅．新建集中供暖住宅分户热计量系统设计与施工技术要点，暖通空调，2010

[2]建设部工程质量安全监督与行业发展司，中国建筑标准设计研究院．2009