暖通空调节能系统设计研究

宋春青

摘  要：暖通空调系统是一类在工业和民用建筑设计中比较常见的一类设备。暖通空调系统的设计中，也需要重点针对空调系统的能源设计进行重点考量。从能源利用的角度来看，暖通系统的节能设计十分重要，而且在整个工程中，确保能源的使用率趋于节能的状态具有十分重要的意义。本文从影响暖通空调系统的节能角度出发，分析出如何更好的设计出暖通空调的节能方案。文中针对暖通空调的节能设计提出了采用合理的冷热源、采用蓄冷系统、采用变频应用系统等三个维度来进行合理的设计。本文的研究经验可以为暖通空调的系统设计提供重要参考，并通过减少暖通空调的能耗具有重要的意义。为此，本文的研究从设计和系统运行的角度对各种可能的节能措施进行探讨，以便有效的达到节能环保的目的，这对于减少暖通空调系统能耗意义重大。

关键词：节能;能耗;能源;环保

绪  论

我国幅员辽阔，在广阔的地域下，我国地域呈现不同的寒带与热带隔离的状态，这种状态下我国的严寒以及夏热天气十分明显。从极度严寒或者是夏热的天气分布来看，这些地区都需要采用一定的方式来进行采暖，然后，采暖对于大气是具有一定的影響的，我国大部分地区夏季炎热，空调又日益普及，建筑空调能耗正在迅速增加。据统计，空调能耗占建筑能耗的55%左右，约占社会总能耗的20%。因此空调系统的节能不容忽视，降低空调系统的能耗对减少建筑系统总能耗的意义重大，同时对缓解用电紧张局面，优化能源结构和提高能源利用率也具有十分重要的意义。本文从影响暖通空调系统的节能角度出发，分析出如何更好的设计出暖通空调的节能方案。文中针对暖通空调的节能设计提出了采用合理的冷热源、采用蓄冷系统、采用变频应用系统等三个维度来进行合理的设计。本文的研究经验可以为暖通空调的系统设计提供重要参考，并通过减少暖通空调的能耗具有重要的意义。

一、暖通空调的作用及产生的效果

1、暖通空调的作用

安装暖通空调是为室内提供舒适的工作和生活环境，这是暖通空调的主要作用。暖通空调从其内在本性来说，其作用是为了对空气温度、湿度、气流速度和洁净度等指标进行控制。暖通空调的目的在正常的舒适性空调中，以能够使人体保持热平衡而满足舒适感为目标，在恒温恒湿或有清洁要求的工艺性空调室内，主要以满足生产工艺为标准。

为此，本文的研究从设计和系统运行的角度对各种可能的节能措施进行探讨，以便有效的达到节能环保的目的，这对于减少暖通空调系统能耗意义重大。

2、暖通空调对人体的影响

由于建筑物的密闭性逐渐增加，装修档次也越来越高，从而导致室内污染物的滞留量增加及延长停留时间。如烟雾、病菌及从家具、墙面、地毯和油性漆中散发出的多种致病化学物质，加上通风换气量的明显不足，空气在室内循环造成室内空气品质严重不合格。、

如何才能有效地解决空调房间存在的空气品质问题，已引起人们的广泛关注。通过通风换气向室内提供大量新鲜空气，是改善空气质量的有效措施。但同时意味着增加新风负荷。利用增加新风量和排风进行热交换可以解决这一问题，从而减少空调的运行耗能。

二、案例分析-暖通空调的节能设计策略

本文以北京某机电安装项目为例来进行分析， 本工程位于HD区板井路西郊汽配城，建筑面积约25107.83平方米，其中新增建筑面积1984.91平方米。地下两层，地下二层为车库、地下一层为设备区及手术区域、大型设备区;地上六层，局部两层通高，首层为大堂及公共休闲区，二层为全科诊室及医护办公区，三层为产科病房及VIP诊室，四至六层为病房区。

空调节能系统的设计必须根据工程具体情况，对空调运行季节进行全方位、全过程的分析，找出一个合适的方案，使空调系统在不同的室外气候参数或室内状况下都可以经济、合理、正常地运行。下面从本项目所涉及到的基本涉及原则来探讨其节能设计的要求。

1、采用合理的冷热源

GB50736-2012针对冷热源有一般的规定， 对系统设计中的设备进行合理选型是影响空调节能的关键因素，合理配置中央空调系统的冷热源对节能和能源合理利用关系重要。

中央空调系统常用的冷热源配置方式有水冷冷水机组加锅炉、热泵型机组和澳化铿吸收式机组。比如：浪化铿机组的能效比（制冷量/消耗的热量）比较低，省电但并不节能适用于有废热和余热的地方，如热电厂等附近。

2、采用蓄冷系统

各地区经济发展不平衡，但程度不同地存在着电负荷峰谷差较大的实际，在用电高峰时电力供应不足，而在低谷用电时供应过剩的浪费。在实施电力峰谷电价的地区，就可以采取低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量，高电价时段再将冷量释放出去，这会对整个电力负荷的移峰补谷工作起到很好的效果，并能产生较好的经济社会效益。

在本项目过程中，暖通空调系统的节能设计要充分借助蓄冷系统，综合考虑到用电负荷与成本的关系，通过错峰用电，低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量，在高电价时段再将冷量释放出去。

3、采用保温材料

保温材料的性能是直接影响到暖通空调能耗的关键之一，针对保温材料对暖通空调系统还间接的会影响到整个空调系统的防火性能、施工安装条件以及相关的工程造价。因此，暖通空调的节能设计过程中要充分考虑到暖通材料的性能，并有针对性的做出选择。

除此以外，密封材料也是影响保温性能的重要部件。密封材料的选用及其工艺规范在确保安装出合格、高效的玻纤风管系统工程中起着至关重要的作用。使用不合格的材料或不规范的操作，会影响系统使用效果或缩短系统寿命。ISOVER消音风管系统建议使用的密封胶带有：热敏胶带、压敏胶带二种。

4、采用变频应用系统

变频技术在现在空调系统的使用中成为一种必然性，不仅能有效地改造空调系统的某些不足，还能较大地降低能耗、节省运行费用。采取变频技术的原因是：

第一，设计人员在进行设备选型时，通常会预留一定的富裕量，事实上设备很少会在全负荷下运行，甚至不可能出现全负荷运行的情况。

第二，建筑物由于使用环境的变化，负荷也会发生相应的变化。

第三，建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而产生波动。正常情况下，空调设备只能按设备的额定功率运行。当负荷降低时，设备仍以额定功率全负荷输出运行。这就必然造成能量的浪费。如果使用变频技术，使空调设备的输出功率随着负荷的增减而变化，就会起到明显的节能效果。根据空调负荷状况，改变水流量或风流量能有效地实现节能。

变风量（vav）空调系统是通过末端装置来补偿室内负荷的变动，调节室内送风量以维持室温。变水量系统（风机盘管）是通过水量控制的方法来调控温度的。通过对水量、风量及主机的变频控制调节，可以实现所需空调负荷的用时匹配，使其达到节能的目的。

三、暖通空调系统节能设计中的施工经验总结

在暖通空调节能设计施工过程中，时常出现各种各样的故障原理和技术问题，需施工单位深入挖掘问题根源，有针对性的实施相应的施工技术和施工工藝，本文主要对施工经验进行总结。

1、空调室内机冷凝水系统的利用

空调在制冷过程中会产生大量的冷凝水，冷凝水中含有较大冷负荷。一般情况下冷凝水会作为废水排至雨水管或者排水管，造成冷负荷的流失。如果在安装过程中，将冷凝水集中汇至室外机翅片上，冷凝水中的冷负荷会直接给室外机降温，将冷凝水的冷负荷传递给室外机，进而间接传递给房间室内，增大了室外机的输出能力，节约了电能，通过改变室外机工况增加了室外机的制冷载荷。

2、保温严密性及完整性的提高

全面提升建筑保温工程的严密性与完成性，可最大限度的减少运行经费和节约能源。在暖通空调节能设计施工过程中，相关技术人员需进一步提高对空调系统运行介质保温性增加的重视，实现保温效果的改善。

同时，在施工时还应确保材质保温系数负荷实际设计要求，在施工材料选择时应尽可能以耐热性好、密度小的材料为主，并且在材料进场前做好材料的检验工作。

3、通风与防排烟系统的优化

防排烟系统的柔性短管应采用不燃材料制作，最好采用成品软接。风管穿过有防火、防爆要求的墙体或楼板时应设预埋管或加套管，钢板厚度不应小于1.6mm。防排烟系统的风量及风压必须满足设计及消防规范的要求。

结  论

暖通空调系统是一类在工业和民用建筑设计中比较常见的一类设备。暖通空调系统的设计中，也需要重点针对空调系统的能源设计进行重点考量。从能源利用的角度来看，暖通系统的节能设计十分重要，而且在整个工程中，确保能源的使用率趋于节能的状态具有十分重要的意义。本文从影响暖通空调系统的节能角度出发，分析出如何更好的设计出暖通空调的节能方案 通过上述分析，环保节能技术在暖通空调领域的应用正在扩大和普及，而空调的耗能又是巨大的，应从设计、运行方面考虑节能，提高空调系统的节能总体水平。在节省能源、保护环境的大环境下，要采取各种节能措施，降低空调系统的运行能耗和费用。只要通过暖通空调专业人士的不懈努力，空调系统的节能降耗终会为社会做出有益的贡献。

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