关于暖通空调节能设计及应用的研究

杨常乐

安徽省建筑设计研究总院股份有限公司 安徽 合肥 230601

引言

经济建设的快速发展，人们生活水平的提高，我国人们对于能源节约有了更加深刻的认知。建筑工程中暖通空调所耗能源巨大，因此受到建筑企业及暖通空调设计人员的高度重视。为确保建筑工程中暖通空调更加节省能源，助力我国创建节约型社会，在设计暖通空调时一定要合理应用节能技术。

1 暖通系统节能设计的必要性

无论是居住建筑或是公共建筑，其采暖或空调设备已经成为必需品。而从能源消耗结构来看，此类设备所耗能源比例较高，在建筑总能耗中所占比例高达30%。因此，如何降低暖通设备的能耗不仅是经济发展问题，也是关系到社会进步的能源与环境问题。如果能够将节能技术运用于暖通系统及设备中，将其能耗进一步降低，可大大降低建筑的能耗指标，从而在经济发展和能源利用之间寻求平衡，实现建筑行业的可持续发展[1]。

2 暖通空调节能设计及应用

（1）合理利用变频技术。在设计建筑工程暖通空调时有两种设计方式，分别是变频与定频。其中变频暖通空调自身功能、节能效果与效率会更加优越。这种变频暖通空调主要运用变频节能技术，当建筑之中的暖通空调负荷情况出现较为明显的变动时，可以通过风机、水泵及冷水机组等设施减少暖通空调能源消耗量，促使暖通空调在运行状态中也可达到相关的节能标准，通过变频技术可以促使暖通空调节能效果达到30%以上。而且在运用变频技术后，暖通空调之中的变频系统与变风装置会构成变风量系统，这种系统能够增加建筑居民的舒适性，还能减少暖通空调能源消耗量。如果可以在建筑工程暖通空调之中合理运用变频技术，可以切实达成以下几方面节能目的：其一，变频技术能够在暖通空调开始运转之后，针对能源消耗情况进行有效调节，控制暖通空调运转时能源的输出速度与频率，即便暖通空调处于较差环境中变频技术也可以正常对暖通空调进行有效调节，促使暖通空调所耗能源得到彻底控制。其二，在整个建筑所有房间之中都能够自行对暖通空调展开运行操作或调节操作，所有房间之中的暖通空调不会相互约束或限制，帮助建筑居民得到更加舒适的体验与感受。其三，通过变频技术可以将暖通空调对于冷热能源输出速度保持在平衡状态，切实保护暖通空调中水泵和降低冷热能源消耗程度。

（2）注重通风系统设计。建筑类型不同，其实际的通风需要也存在一定差异性，基于此，在进行空调通风设计时，应系统考虑用户的实际设计需要。譬如，当用户对于暖通系统设计要求较低时，在满足室内温湿度条件的基础上，采用单风管灌风模式完成通风系统设计即可。而当住户对于室内暖通系统具有较高要求时，应按照全空气空调模式完成设计。就目前而言，在空调通风设计中，应加大变风量形式的有效设计和应用，可实现空调系统总风量精准调节和控制。需注意的是，在空调通风设计中，还应注重自然通风的有效设计，实现自然通风与空调通风的协调。在一定程度上，合理化的进行自然通风设计，能在减少电气设备使用的基础上，以不消耗任何资源的方式实现室内环境调节。从实际应用效果来看，自然通风不需要消耗能量，节能效益突出，同时，自然通气更加健康，其能确保住户的身心健康。

（3）冷热源系统的控制。在暖通系统中，冷热源是能耗的主要部分之一，对其进行自动控制，不仅可以实现动态监控，避免不必要的能源消耗，而且可以对冷热源系统进行保护，避免过度运行造成设备损坏。从建筑管理角度来看，自动控制能够减少暖通设备存在的安全隐患，从而提升建筑设备的安全性。对于压缩式制冷设备，制冷过程需要消耗大量的氟利昂等，为了降低对制冷剂和电能的耗用，自动控制系统能够对启动或者暂停空调进行智能控制。比如对冷冻水的动态监控，当温度过低或者相关部件运行过载时，在报警的同时还可以自行关闭、降低运行等级或者暂停运行等操作[2]。

（4）系统设计方面，提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数。暖通空调系统是一个复杂的系统，系统设计的优劣直接影响其使用性能。系统在设计时均按最大负荷取值，而实际运行基本上是在部分负荷下运行，如果系统各部分的设计不能适应部分负荷运行的要求，长期在高负荷状态下运行，系统的能耗是很大的。另外，新风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。传统空调设计时一般以室内空气为控制对象，也就是所说的工况设计，所有负荷取最大值，所有设备按最大负荷选取，但是这样的结果使得一些空调房间夏季过冷冬季过热，造成很大的浪费。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。以往的空调控制方式仅仅控制空气的温度湿度，显然是不全面的，势必带来许多问题，如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适。热湿环境研究成果的应用，为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。

（5）地源热泵节能技术的应用。所谓地源热泵指的是利用水与地能进行冷热交换的冷热源，在冬季将热能取出来供暖；夏季再把室内的热量取出来，释放到地下水或土壤中，这时能充当冷源。室外地源换热系统、热泵主机、室内末端系统组成了地源热泵系统，由于低温循环冷热系统只能与温度比较稳定的土壤进行换热，有效地提高了系统工作效率[3]。

3 结束语

暖通空调系统节能设计及应用是发展绿色建筑的内在需要，其不仅能降低空调系统的运作能耗，而且能在多技术支持下，改善室内温湿度及通风环境，并促进绿色建筑的健康、有序发展。