暖通空调节能设计分析

汪靖超，郭丽双，李洪

(中机第一设计研究院有限公司，合肥230601)

1 引言

近年来，随着社会经济发展和工程技术的不断革新，传统的城市建设暖通设计已经不能满足人们使用的基本要求，同时设计标准和规格也发生了很大的变化，因此，在进行暖通空调设计过程中需要做到与时俱进，将传统工艺与当前新技术相互融入，更加系统地做好暖通系统设计，从而提高建设质量和水平。

2 热源系统优化选择

暖通空调节能设计要遵循实事求是、因地制宜的原则，主要就是要根据现有工作的实际需要，科学对热源系统进行设计和完善[1]。通常在设计过程中，应该以充分利用热源为方向，通过合理布局和科学设计，提高暖通系统运行效率，最大限度地降低能耗。一方面，从当前使用的热源来看，主要有锅炉系统、热电系统，热泵系统等，这些系统的选择主要根据能源使用区域的特点和便利性来综合考虑；另一方面，从节能设计来看，依据自然界可利用能源，尤其是可再生能源的利用，主要包括太阳能利用、地热能利用，同时也有水力能源利用和风能利用等，这些设计方式也要与工程所在区域的环境和地势相关联，要结合实际进行合理选择。在此基础上，按照热源使用效率和节能设计结构组合来分，主要有热泵冷热水机组结构、商业用或家庭用途的热泵空调系统结构等[2]。总之，要实现节能目标，就必须因时因地做好系统优化选择，从而有针对性地提高节能效果。

3 变频节能技术推广

目前在大多数工程中，暖通空调系统变频设计的应用已经非常广泛。变频技术的重要作用就是在工艺上对空调整体系统进行补益，同时能够减少能源的消耗，最大限度地降低使用成本。通常来看，空调系统运转主要是按照原定功率运行，而在日常使用中暖通系统的负荷高低是变化的，在低负荷运转条件下，要想实现节能降耗，就可以依靠变频技术进行峰谷段的能源消耗调节，从而实现能源的合理利用。主要特点体现在2 个方面：一是利用变频技术，根据暖通系统负荷实际，改变能源消耗，实现节能降耗；二是改变风量大小，充分利用暖通系统的终端控制，科学调配风量负荷，优化风量配送，既保证了室内温度的科学调节，同时也能够减少电热能的消耗。此外，在变频技术不断革新的今天，通过水量和风量变频调节，更加促进了空调负荷与实际功效的优化配比，为暖通系统节能降耗提供了技术保障。

4 热源介质的能耗降低

暖通系统的节能设计要注重各个环节的协同降耗，尤其是要根据实际运行状况，在把握整体设计方向的基础上，对各个节点进行节能设计优化，其中重点就是做好热源介质的能耗降低[3]。一是科学选择热源介质。热源介质是暖通系统的重要载体，它在整体暖通系统中发挥着重要的传输作用，其中介质的选择和传输方式对节能效果有直接影响。因此，可以通过材料保温实现热水流转的预制保温，从而降低热水的能量损失，达到降低能耗的目的。二是运用信息平台进行技术调控。目前，信息技术已经更多地融入工程暖通系统控制，通过信息智能系统，可以从各个节点进行计算机控制，比如智能管网的应用，可以及时发现管网热源利用和循环使用情况，对管网进行及时调节，同时对管网隐患问题也可以及时发现并维修，达到降低能耗损失的目的。另外，对管网流量的合理控制，通过24 h 智能调节，可以降低人工成本，实现全天候节能降耗。三是动力系统的优化设计。在暖通节能设计中，动力系统要选择运转效率比较高，同时负荷效果比较好的管路，在一定程度上可以优化管路流量速度，提高运转效率和质量，从而提高传导效率，降低能源消耗。

5 暖通系统材料的优化

近年来，我国建筑工程技术革新发展迅猛，在新材料的使用上也在不断优化升级。但是，在整体建设工程中对热力分布和状况并未进行系统性分析，也给竣工后的室内温度控制带来较多问题。部分工程建设选取隔热材料不当，导致建筑物内冷热不均，并在一定程度上影响暖通系统设计。暖通系统初始设计原本是均衡设定，但实际冷热不均，必然会带来能源过多消耗。因此，在工程建设初期，就要进行统筹考虑：一是根据建筑区域实际，围绕气候特点选取合理的隔热材料，这样既可以实现合理保温，又可以节省能源；二是要协同考虑暖通系统设计，通过建筑材料使用与暖通系统设置形成最优配置；三是要充分考虑隔热材料质量，避免因质量问题，造成使用后隔热效果降低，维护成本增加，也会对节能降耗有较大影响[4]。

6 暖通系统方式的选定

随着社会经济的快速发展，人们对居住办公环境需要进一步提高，这就对暖通系统设计的科学性、多样性提出了更高的要求，尤其是当前更多设计要趋于实用性、科技性和人性化。因此，在暖通系统方式的设定上要多做研究和思考，同时实现科学化和人性化设计，也在一定程度上可以实现能耗的合理配置：一是从系统功能设置来看，日常使用的主要是湿度和温度的调控，但通常情况下只是温度升降度数和特定湿度的调节，在一定程度上不能满足各种因素变化的要求，因而在暖通系统设置方式上应该强化参数配比，根据不同环境的组合参数进行大数据优化，从而达到节能目的；二是要对加热新风系统进行优化设置，重点是优化运行方式，合理调节室内湿度，特别是科学合理地做好辐射热度的控制，实现新风系统优化；三是倡导低碳节能，对暖通系统进行低碳设计，提高绿色暖通系统设计水平[5]。

7 冷热能耗复用的优化

在实际设计和使用中，暖通系统会浪费大量余热，但该类余热具有巨大的利用价值，将其进行回收并加以利用，通过状态和载热不同的流体，还有热交换装置来进行总热与湿热的传递，能够有效减少冷热源能量消耗，在满足空调湿热变化的同时，还能有效降低暖通系统能量的消耗。随着暖通空调系统的冷热能复用的不断探索研究，应提高空调系统的冷热能回收效率，在最大限度地保证能源利用效率的前提下，实现节能降耗的目的。同时，通过对排风余热的回收，可更好地利用排风能量，对新风进行预冷或者预热，最大限度地减少负荷量。不仅如此，还应当要结合具体用户需求和暖通空调具体运行条件进行合理设计，例如，地区不同其温度、湿度也存在一定差别，各类用户具体使用空调时间长短不一，使用人数也有所不同，如果用户没有特别要求，则能够进行单风管设计，如果有特殊要求，则可设计为全空气空调模式。通过该类针对性设计能够将空调的作用更好地发挥出来，防止不必要的能源浪费，同时还可获得预期效果[6]。

8 优化节能方案设计

科学的设计方案，可以合理区分空调运行系统的高峰期，合理分配机器的运行数量，减少不必要的浪费。除此外，管理人员的正确维修和保养，还能够避免因风道渗漏引起热损失、过滤器附着异物以及空调机盘管引起机器性能下降等问题。而这些都是当下众多暖通设备厂家所欠缺的。为了更好地保证暖通空调方案设计的科学性，确保维修保养到位，对人才的专业培训不可缺少。同时，要加强对暖通空调系统的管理，全面保证其运行的顺利，最大限度地减少不必要的能耗。

9 合理选择气流组织方式

在建筑通风换气中气流组织方式具有非常关键的作用，并且对室内的温度情况以及舒适程度均有较大影响，其关系到能否实现节能的效果。一般来说，气流组织方式受到建筑物的结构、室内设计和布局、空调类型以及温度湿度等因素的影响，当前较为常用的气流组织方式有下送上回的分层式与上送下回的笼罩式2 种类型。在实际选择过程中还需要联系具体需求来进行考虑。例如，商场空间较大且比较开阔，则应当要采取笼罩式气流组织方式；游泳馆因为大部分都是大玻璃窗，容易结露，所以应当采用分层式气流组织方式。

10 结语

总体来看，暖通空调的工作效率能够直接影响人们的生活，因此，在设计暖通空调节能系统时，应当充分考虑实际情况，从而让暖通空调系统的设计更加科学合理。