刍议暖通空调系统节能设计措施

吴莉莉

摘要：近几年来，随着人们生活水平的不断提高，人们对生活质量以及居住环境都有较高的要求。建筑能耗也呈现不断增加的态势，而其中，暖通空调耗能占了相当大的比重，由此也就带动了暖通空调节能设计越来越受到设计者关注。本文在此对暖通空调系统节能设计的具体的一些措施做了详细的分析。

关键词：暖通空调；节能；能耗

一、暖通空调系统能耗的构成及主要特点

从目前来看，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。

二、暖通空调系统节能设计分析

1、空调冷却水系统节能设计

若当地不具备可供使用的丰富自然水源，原则上不采用直流式冷却水系统而选用冷却塔循环合使用以进一步降低循环水泵扬程及其运行能耗。冬天时还可将冷却塔用作冷源设备。尤其需要注意的是，冷却塔设置时须确保其运行环境的清洁，通风条件良好，且务必和高温区域相隔离以确保其冷却效率得到保证。并联使用多台冷却塔时，各冷却塔间要设置共用连通水横槽或连通管以防止冷却塔补水和溢水的不均衡以免造成不必要的浪费[2]。设计连通管管径要稍大于总回水管管径，且要和冷却塔出水管管顶平接连接。冷水机组需冷却水的低溫保护，为满足此要求，冷却塔总供水管和回水管之间须设置通管，还须设置两通调节阀或三通调节阀以进行控制调节。除此之外，风机启停原则上应通过出水温度进行控制，或选用变频调速控制模式以减少能耗。

2、空调风系统节能设计

若空调区在运行时间、湿度和温度等方面需求不同，则进行区域划分时须参照实际情况将这些区域划分开来。建筑物面积空间较大、建筑物内人员较多或有集中温度和湿度控制管理需要时，空调风系统原则上选用全空气空调模式，且尽量避免采用风机盘管系统。在空气空调系统的设计过程中，在无特殊功能要求的前提下，尽量选用单风管关风的方法。在同一个空调系统中，各空调区域冷热负荷存在较大差异和变化，且低负荷运行时间较长，各空调区域温度需分别加以控制，并且建筑物全年都需送冷风，此种情况即可选用变风量空调系统[3]。因为此系统模式可通过调节送入房间风量来调节负荷的变化，且确定总风量的过程中还可考虑同时使用系统，因而风机运行能耗和装机容量均呈现下降趋势。

3、空调冷热水系统的节能设计

在冷热水系统的设计过程中，为降低能耗有以下几种措施可以选择：（1）应优先选择应用闭式循环的模式，采用了这种模式不但能避免管道和设备被腐蚀，同时还能大大的降低静水力所需要的输送能耗，也延长了空调系统的使用寿命；（2）在确保满足空气调节的条件下，单位制冷量的能耗是与制冷机的蒸发温度以及冷冻水的供水温度成反比的；（3）当冷冻水系统的静压力不大于1MPa时，严禁采用竖向分区，而是应采用一泵到顶的方式，从而保证整个系统进行维修和保养工作就会更加的方便，同时还能够降低工程的建设成本，设备的电能消耗也会得到降低；（4）在建筑物中，可能有些区域的空调是要冷热水交替供应的，而有的区域是要全年供应冷水的，因此就建议采用两管分区制水系统，而如果是冷热水需要同时使用或是交替较为频繁时，则应采用四管分区制水系统；（5）在设计中，还应有意识的采用大温差系统，水泵运行时流量得到了降低，也就降低了系统的能量消耗。

三、实现暖通空调系统节能设计的措施

为了确保暖通空调的施工质量能够达到相关工程的具体需求，针对其设计中容易出现的问题，必须要在充分了解其产生原因的基础上，采取科学合理的解决措施，从而降低问题出现的几率，确保施工的整体质量。

1、科学合理的设置管线

实践证明，管线的设置是否科学直接影响到施工的质量，因此，在设计施工图纸之前，应该将工程中所涉及到的管道进行详细分类，从而根据不同类型的管道进行不同的工艺布置。一旦其中有某个工程与其他的工程不一致，那么则应该尽快与相关部门进行协商，并且根据具体的施工情况采取有效的解决措施，努力将其完善。此外，如果有某个管线自身布置存在不合理的情况，对其处理应该从全局的角度出发，将各个部分功能进行合理、优化安排，确保各个部分的作用能够充分发挥出来。

2、注重风管的设计

风管的设计是否得到直接关系到工程设备的噪声程度，因此，在施工过程中，施工人员一定要注重风管的设计。对于空调风管的选择均应该选用国家检验合格的30mm厚的难燃级夹筋铝箔复面闭孔酚醛泡沫材保温，接风的地方应该采用压敏胶带进行连接，要求外观光滑。此外，风管的走线一定要适中，不能太长也不能太短。同时，在对各个专业管线进行布置的时候还应该注意，一定要确保其布局合理，只有这样，才能从根本上提高暖通空调的使用效率。

3、合理的选择暖通空调系统的设计参数

通过对室内外温度的合理分析，采取最恰当的温度值，从来确定暖通空调系统的设计参数。所采取的的数据要注意，冬天时温度不宜过高，夏天时温度不宜过低。在计算新风量的过程中，工艺要求和卫生条件都要满足要求，在此基础上尽量节约能耗。节能设计工作重要的两个参数就是室内的温度和湿度。暖通空调系统的能耗大小不仅会受到所设计的室内湿度标准和温度标准的影响，同时也会受到当地气候条件以及建筑围护结构等因素的影响。在设计的过程中，还要充分的参考产品的生产工艺以及人体的健康条件，在夏天，如果室内的设计湿度提高了百分之十，那么能耗就能够降低百分之二十，而如果设计温度升高了1摄氏度，那么热负荷也能够降低百分之十，因此为暖通空调系统选择合理的设计参数是非常重要的。

4、采暖、通风与空调系统的选择要合理

采暖、通风与空调系统在选择的时候应将满足规范要求作为前提，选择系统的形式。对人工环境的控制场所拥有的特点进行充分的分析，注意周边区、内区以及朝向，使用功能上存在的差异，分环设置或分开设置以便于调节、控制和管理，避免不同的区域出现过热或过冷能源浪费现象的发生，使其能够与系统更好的配合，以求获得最佳的效果，从而达到既节约又经济的目的。

四、结语

总之，暖通空调节能技术的应用日益广泛，应从设计、运行等方面采取节能措施，提高空调系统的节能总体水平，降低空调系统的运行能耗和费用，最大程度地发挥暖通空调系统的安全、经济、舒适、节能以及美观性能。利用技术改革创新，提高能源利用率，做到因时制宜、因地制宜。推广节能新技术，保护自然资源，实现经济社会的可持续发展。