浅谈暖通空调系统的节能设计方案

何 娜

（陕西三秦工程技术质量咨询有限责任公司，陕西 西安710015）

0 引言

随着暖通空调的广泛应用，用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。再加上暖通空调系统往往以高品质的电能为能源，根据建筑暖通空调系统各个方面要求的不断提高，相关设计人员要做好暖通空调系统设计方案的细节处理和整体优化工作，以高质量的设计方案来保证建筑暖通空调系统的功能、质量和效益。

1 暖通空调系统能耗结构和特点

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。这部分能耗中包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送设备（风机和水泵）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：第一，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。第二，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。第三，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 建筑暖通空调系统设计方案原则

2.1 设计方案要针对建筑实际需要

首先，在工程的方案设计阶段要让设备工程师参加设计工作，目前还存在一些工程只有建筑师参与设计而难免照顾不到设备空间，使得设备工程师难以完成设备设计，设备工程师可以在建筑师设计时提出相应的要求，进而避免出现不合理的设备设计，例如机房位置过于偏僻导致风道过长而影响功能和效益，或是进风口和排风口挤到一处、机房处在管道夹层等等不合理的情况；其次，方案设计前要清晰的了解建筑物情况，弄清建筑物的位置和附近各种管线的设置地点和方式，明确建筑使用时间、人员数量和是否要排除废气等情况，清楚建筑物的层数、层高和总高度，知道建筑物内防火、防烟分区和防火墙、火灾疏散路线等情况，了解建筑结构和暖通空调系统设备的可能位置等等，以便方案设计能够更好的满足实际要求。

2.2 暖通空调系统设计方案原则

首先，设计方案要具有可行性，必须按照相关的法规和规范进行设计，要能够满足系统的使用要求和供电、供水等方面的要求，以保证设计方案可行、可靠；其次，设计方案要考虑经济性的问题，在满足设计要求并采用相同的设备档次、舒适情况、节能情况等条件时选择最科学、合理的方案，不能单单考虑经济性而不关注基准条件的不同；再次，设计方案需要让系统拥有尽量好的可调节性，能够满足全年气候条件的要求，并根据实际情况决定采用何种控制方式以满足系统的操作要求；第四，设计方案要考虑系统的安全性能，按照相关防火设计规范做好防火安全设施，考虑系统运行可能对室内环境和人员、物品的不利影响，并根据煤矿、锅炉房等具体情况做好易燃易爆环境的安全防护措施；最后，设计方案要坚持最合适的就是做好的原则，评定设计方案不能仅看投资额和技术含量的高低，任何一个设计方案都有着自身的优势和局限性，要根据实际情况和实际需要来制定和选择方案。

3 应采取的节能设计措施

3.1 从设计入手，合理选择、设计暖通空调系统，使其在高效、经济的状况下运行。

设计是工程的龙头，系统设计的优劣直接影响其使用性能。而建筑负荷计算是设计的重要内容之一，当前普遍存在一个现象就是设计工期短，许多设计人员为了节省时间，错误地利用设计手册中供方案设计或初步设计时估算冷、热负荷用的单位建筑面积冷、热负荷指标，直接作为施工图设计阶段确定冷热负荷的依据，往往使得总负荷偏大，从而导致空调采暖设备偏大，初投资增高，运行费用增加，能量消耗增加。

3.2 采用新型节能舒适健康的空调方式

影响人体热舒适性的环境参数众多，不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果，改变传统的空调方式，增加辐射热（如低温地板辐射采暖），此时所需要的空气温度显著下降，一般可达到12～14℃，而传统方式一般在18～20℃，显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。

3.3 结合实际情况，合理选择空调冷热源，力求实现冷热源的多元化

随着暖通空调系统的广泛应用，对不可再生能源的消耗也大幅度上升，同时对生态环境的破环也日趋加剧。如何合理的选择冷热源，已经引起了各方的广泛关注。

3.4 加强冷热回收利用的研究运用工作，实现能源利用的最大化

提高暖通空调系统的能源利用率也是实现空调节能的途径之一。热回收主要是通过系统中安装的能量回收装置，用排风中的能量来处理新风，就可以减少处理新风所需的能量，降低机组负荷，达到节能的目的。在选择热回收装置时，应当结合当地气候条件、经济状况、工程的实际情况、排风中有害气体的情况等多种因素综合考虑，以确定选用合适的热回收装置，从而达到花较少的投资，回收较多的热（冷）量的目的。

3.5 着力开发可再生能源，积极推广新能源

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，必须开发一些合理有效的可再生能源以缓解目前的紧张局面。地热（冷）能和太阳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。地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量，包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作为冬季热源和夏季冷源，是既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。

4 总结

节能对于我国现代化建设来说，具有更重大的意义。暖通空调系统的设计方案直接关系到工程项目的质量和效益，优秀的建筑暖通空调系统设计方案不仅有着最高的综合效益，还要有完善的细节设计。设计人员应遵循设计方案的可行性、经济性等原则，重视设计方案的比较和选择，做好各细节的设计工作，坚持三审制以保证设计方案的质量。

［1］齐力鹏.暖通空调设计中存在的问题及注意事项[J].黑龙江科技信息,2011,(07).

［2］陆耀庆,主编.实用供热空调设计手册：上册、下册[M].2版.北京：中国建筑工业出版社,2007.

［3］罗伯特·贡萨洛.建筑节能设计[M].北京：中国建筑工业出版社,2011.