关于暖通空调建筑节能技术的探讨

张德明

【摘 要】随着人们生活水平的不断提高，空调在建筑中已经很普遍，但相应的能耗也在逐渐增加。近年来，中国的GDP增长率在10%左右，但能源增长率只有3%-4%，这一趋势使得人们不得不重视能源消耗。此外，建筑能耗（终端能耗）占能源消費总量的19.8%，其中85%是供热能耗，取暖和节能成为建筑节能的关键。可持续发展要求世界各国不仅要强调经济发展，还要强调生态保护和合理利用资源。绿色建筑已成为当前建筑业和其他工业部门的目标。暖通空调是能源和建筑环境中最紧密结合的领域，在建筑节能方面发挥着至关重要的作用。在建筑节能方面，暖通空调系统是建筑节能的重要组成部分，起着关键作用。暖通空调节能技术的研发运用对于降低能源的消耗、推动经济的发展具有重要意义。本文以暖通空调的节能技术为主要阐述的内容，以此展示出现代技术对人们生活的影响。

【关键词】建筑电气；暖通空调；节能；措施

一、建筑电气暖通空调节能的意义

面对世界上越来越多的人口数，能源需求也在增加。然而，地球已经出现了能源短缺的危机，节能问题开始引起了人们的广泛关注。随着人均建筑面积的不断增加和暖通空调系统的广泛使用，暖通空调系统的能耗将进一步增加。然而，空调在很多方面都具有人民生活的必要性，越来越多的人离不开空调。在寒冷的冬天，人们需要空调来缓解天气带来的巨大寒冷；在炎热的夏天，空调为人们带来清凉的夏日；许多珍贵的东西需要通过空调保持恒温。总而言之，暖通空调在现代生活中扮演着越来越重要的角色。因此，研究暖通空调节能建筑解决能源危机问题具有十分重要的意义。

二、暖通空调在建筑节能中的应用

土壤源热泵空调系统、太阳能空调系统、低温地板辐射冷暖系统、蓄冷空调系统都是节能和环保的有效手段。

（一）地源热泵空调系统

地源热泵空调系统是一种利用可再生能源、高效节能、环保的空调系统。在冬季，自然资源如土壤、地下水和地表水的能量被吸收到建筑物中；在夏季，热量被释放到自然条件下以降低建筑物内的热量。地源热泵系统在自然资源方面可分为土源热泵系统、地下水热泵系统和地表水热泵系统。

（二）太阳能空调系统

太阳能空调的所有制冷和制热功能主要来自太阳能。它的降温主要是利用太阳辐射而产生工作能量。推动太阳能空调的使用不仅可以节约电煤资源，而且对环境保护做出重要贡献。太阳能空调的使用既没有使用电动空调造成的城市热岛效应，也没有使用氟利昂等有害物质造成的大气破坏。因此，合理使用太阳能空调可以实现绿色节能的效果。目前，中国太阳能空调的主要类型有：太阳能热力制冷空调、太阳能热泵和太阳能液体干燥剂空调。太阳能制冷空调主要包括：太阳能蒸汽压缩制冷空调、太阳能吸收式制冷空调、太阳能喷射式制冷空调。

（三）低温地板辐射采暖系统

低温地板辐射采暖是直接在地板上埋设热水管加热地板，然后通过地面辐射热来加热室内空气的一种采暖方式。这种加热方式的辐射体表面温度不高于45℃，加热介质常用热水，其散辐射体一般嵌入建筑构件的加热管中，如墙壁、天花板或地板等，其中大部分采用地面辐射加热方式。

（四）蓄冷空调系统

空调储存介质主要是冰和水。冰冷空调是指当夜间电价较低时，开启一些制冷机组制冰，并储存总能量。当白天用电高峰期电价较高时，通过融化冰提供的低温水来释放储存的能量。这样可以有效满足高峰时段的空调负荷，电力成本进一步减少。冰蓄冷是在20世纪70年代和80年代开发的一种新的冷藏技术。它的储存密度为335KJ/kg，占用空间只有储水量的25%-30%，可以提供较低温度的空调供水，有助于增加供水和回水的温差，减少泵容量和管道尺寸。因此，储冰应用更广泛。然而，冷藏单元在进行冷藏时处于制冰状态，其效率低，并且冷藏和冷藏释放必须使用非冷冻液体循环，技术较为复杂，投资和运行成本高于蓄水冷库。此外，还有利用变温相变材料（如共晶盐）作为蓄冷介质的，但因技术尚待完善且成本高，仍在开发研究之中。

三、暖通空调节能的途径

（一）精心设计暖通空调系统

暖通空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计直接影响系统的性能。例如，系统通常根据最大负载设计，而实际操作基本上是在部分负载下运行。如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求，那么暖通系统的能耗是非常大的。另一个例子是新风系统的设计，系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量，以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说，空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。

（二）改善建筑维护结构的保温性能

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，而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。在国家出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。

（三）降低空调系统能耗

空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的，人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。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，不仅可以解决传统控制方法存在的弊病，而且可以实现大幅度的节能，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。

（四）应用自动化技术

作为办公大楼和住宅的耗能大户，HVAC系统直接影响整个建筑的能源消耗。因此，暖通空调的发展受到了很多关注。在日益严峻的能源危机中，节能已成为降低能耗和缓解危机的最佳途径。暖通空调公司应继续采用先进技术，提高空调能效等级，开发替代能源和开发可再生能源，并开发新型制冷剂。不可否认，技术改造需要耗费大量的人力、物力和财力，但成本相比成功之后节约的资源来说并不算什么。目前，所有空调公司也都在努力为节能环保做贡献，同时积极致力于节能技术的研发，大力推行“空调节能环保”的理念，实施“全程低碳化、力推节能产品”是打造企业核心竞争力的关键已经成为业内共识，企业应该在产品的设计、生产、销售、服务中实现全程低碳化，要以创新制胜武器在扩大市场份额的争夺战中拔得头筹。

（五）合理选择冷热源系统

热源的种类有热电站，热泵，直燃型溴化钾吸收式冷热水机组，区域锅炉房，小型锅炉房等。其中以热电联产的能量利用率最高，其次地源热泵（尤其是土壤型）也在优先考虑范围，可以节能30%左右；而直燃型溴化钾吸收式机组供热效率相当于燃油或燃气锅炉；对于锅炉房来说，大型锅炉房明显优于小型锅炉，而且还能减少S02粉尘等污染物的排放，有利于环保。目前在国内常用空调冷源有两大类―以电能作动力的压缩式制冷机和以热能为动力的吸收式制冷机。一般来讲大型建筑物的冷源宜选用能耗比较低的大型机组。另外采用空调蓄冷系统可以有效地做到合理用电，缓解电力负荷的峰谷差现象，以谷补峰，减少电力及空调制冷装机容量，起到明显节约运行费用的作用。

四、结语

在全国倡导节能技术改造的环境下，作为与能源息息相关的暖通行业需要深思。如何最大程度的实现节能改造，新的发展契机已经到来，暖通制冷行业还需紧紧抓住，才能大有作为。

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