暖通空调设计优化策略研究

彭晓娟

【摘要】当前，人们的生活质量得到了明显改善，因此对暖通空调提供了更高的要求。为保障暖通空调的使用功能，更好地满足人们的要求，应对暖通空调进行合理设计、优化设计。文章对暖通空调进行了简述，探讨了暖通空调设计中应注意的问题，并提出了暖通空调设计的优化策略与节能优化策略。

【关键词】暖通空调；设计；优化设计

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.042

暖通空调发挥着通风换气、调节室内温度的效果，通过对暖通空调进行合理设计，可以提高建筑室内环境的舒适度。暖通空调设计是一项复杂的、繁琐的工作，同时随着科学技术的进步，暖通空调也结合了诸多新技术，进一步提高了暖通空调设计的难度。因此，新时期，应不断加深对暖通空调设计的研究，以促进暖通空调设计水平的提高。

1、暖通空调简述

暖通空调是具有空气调节、通风、供暖等多种功能的机械设备。随着科学技术的不断进步，近年来，暖通空调也得到了迅速发展。早期暖通空调主要是应用定流量水力系统，分档控制末端设备的风量，进而达到调节一定区域环境温度的效果，但是这种调节是分散式、粗略、简单的。随着人们节能意识的加强与对环境舒适度要求的提高，这种暖通空调已经无法满足实际要求。这样的背景下，诞生了变风量系统、变流量水力系统，采用风阀执行器、电动调节阀等，连续调节暖通空调系统的风量或水量，从而可以精确控制区域环境温度。电动调节阀与楼宇控制系统连接起来，可以构成集中管理、分散控制的中央控制系统；电动调节阀与各种控制器、变送器、传感器等连接起来，可以构成分散式的控制系统。但一些变流量系统中，负荷波动相对较大，需要使用多台电动调节阀，如果其中一台的工作状态发生改变，便会影响其他电动调节阀，由于电动调节阀的抗干扰能力较差，因此会影响整个系统的稳定性，降低其对环境温度的调控精度、调控能力。面对这样的现象，在大型变流量中央空调水系统中通常使用动态平衡电动阀，其是一种新型电动调节阀，具有良好的抗干扰能力。

2、暖通空调设计中应注意的问题

2.1 排风系统

建筑物中应用暖通空调系统的时候，应在暖通空调通风进出口的内部建立一个排风系统。在建筑中建立排风系统，可以有效改善内部通风效果。同时可对新风系统进行初步的处理。但目前，一些建筑设计中没有对排风系统进行科学设计，给暖通空调设计带来了诸多问题。

2.2 供暖管道

管道是暖通空调系统的重要组成部分，暖通空调供暖运行过程中，热空气在管道内进行流动，对管道产生加热的效果，容易使管道发生热膨胀现象。鉴于此，暖通空调设计中，应对管道热膨胀问题进行充分考虑，例如可以在管道内部设置补偿装置，以预防热能损失。

2.3 建筑朝向

在建筑设计环节，通常需要做好实地勘测工作，以全面了解建筑物的日照条件、天气情况等，并以此为根据，对建筑物的朝向进行合理设计，从而确保建筑物的通风效果、采光效果。暖通空调的运行与建筑物本身的通风、日照条件密切相关，因此，暖通空调设计中，应对建筑物的朝向进行充分考虑。

2.4 供暖入口

暖通空调设计中，应根据建筑物的功能、管线连接情况等，对供暖入口进行合理设计。但在建筑物中，特别是在高层建筑中，经常会出现设计与实际安装存在较大偏差的现象，进而使得供暖入口的直径相对较大。供暖入口过大的情况下，会导致建筑内的保温效果下降，增加电能损耗。因此，暖通空调设计中，应对供暖入口的设置问题进行重点关注。

3、暖通空调设计的优化策略

3.1 严格遵循相关规范要求

为确保暖通空调设计的科学性、合理性，应加强对暖通空调相關规范标准的分析、研究，准确把握其内涵，并要严格按照国家相关规范标准的要求，对暖通空调进行科学设计。暖通空调设计过程中，应严格按照国家及当地政府部门制定的标准，贯彻落实企业制定的规范流程。针对暖通管道，应选择优质的材料，以保障管道的建设质量。

3.2 大温差问题的优化策略

在暖通空调的运行过程中，其内部送风温差往往会大于规定的送风温差，从而导致暖通空调内部出现大温差。传统暖通空调，送风温差会形成8～10摄氏度的温差，暖通空调内部的冷水一般为5摄氏度，冷空调内部大温差一般为15～20摄氏度。暖通空调设计中，设计人员可以采用大温差装置，从而实现暖通空调内部流量的有效降低，实现能源消耗的降低，还有利于节约管道材料，有利于降低暖通空调的成本。

3.3 水循环问题的处理策略

暖通空调设计中，应对水循环问题进行充分考虑、全面分析。暖通空调系统运行过程中，内部的水循环对系统的整体运行质量产生着直接的影响。基于此，在对暖通空调进行设计的过程中，应对水循环问题进行充分考虑，为保障暖通空调的安装质量奠定良好的基础。暖通空调设计中，应对空调管道管线的标高、定位进行合理设计，同时在安装的时候，也要对管线标高、定位的精确度进行仔细检查，以避免空调管道安装施工过程中空调管出现气囊。同时，暖通空调设计中，针对管线中容易出现气囊的部位，应当设置排气阀，从而使管道内的气体可以迅速地被排出来，减少气体给该部位造成的压迫，减少气囊问题的发生。

3.4 积极应用先进科学技术

暖通空调设计中，应积极应用先进的科学技术，以实现暖通空调设计质量的提高。例如，新风热回收系统便是一种具有先进性的系统，其在运行过程中，室外新风在通过热交换机组之后，实现室外排风，达到热交换的作用，然后利用空调机组将其送入至使用区域。同时，关闭热交换机组，开启排风，可以使室外新风直接进入，达到提高通风效果的目的。新风热回收系统实现了对剩余热量的回收利用，可达到节能的效果。新风热回收系统设计中，还要采取防冻措施，特别是在寒冷地区，必须做好冬季防冻工作。排风温度低于5摄氏度的情况下，应进行加热处理，确保温度维持在5摄氏度以上，避免出现冻结等现象。再如，空气源热泵系统，其有着诸多优势，因此在暖通空调系统中得到了越来越多的应用，主要包括：第一，其低位热源为空气，可无偿获取、取之不尽用之不竭；第二，热泵安装、使用简单方便；第三，冷热源合一，无需设置专门的锅炉房、冷冻机房，机组可放置在地面或者是屋顶，无需占用有效使用面积；第四，无需设置冷却水系统，因此可避免冷却水消耗、预防冷却水污染而导致的军团菌感染，更加安全卫生；第五，不需要设置锅炉，对环境无污染。空气源热泵系统主要是利用高位能，使热量从低位热源流向高位热源。水、土壤以及空气等中的热量被称作低位热能，煤、油、燃气以及电能等为高位能，低位热能无法被直接利用，而空气源热泵系统可以将低位热能转化为高位热能，从而实现高位能的节约。

4、暖通空调的节能优化设计

4.1 改善运行方式

暖通空调设计中，以往所采取的为非变频模式，导致暖通空调的能耗居高不下，造成了严重的资源浪费。随着社会的进步与发展，人们的节能意识明显提高，将暖通空调与变频技术有机结合起来，可以有效降低暖通空调的能耗。对变频技术进行有效应用，可以更自主地调节空调运行方式，实现对能耗的降低。经过实践证实，在商务楼、写字楼等建筑中使用采取变频方式的暖通空调，可以降低30%～50%左右的能耗，因此，目前采取变频技术的暖通空调已经在公共建筑中得到了广泛应用，同时也在民用建筑中得到了应用，相信其在未来会得到更多的应用，从而更好地降低暖通空调的能耗。

4.2 控制新风环节

通过对暖通空调的运行情况进行调查发现，新风供应是其所有功能中耗能相对严重的一项功能。通常情况下，新风需求越高，则暖通空调的负荷也就越高，对电能的需求量越高，同时，新风供应过程中还会出现一定的能量损失，从而会大幅度提高暖通空调的电能消耗量。面对这样的情况，在暖通空调的节能优化设计中，应提高对新风环节设计的重视，科学规划新风与送风之前的配比，尽量实现以最小的新风供应获取舒适的感受，避免新风需求量过高而导致的大量能耗，达到节能的效果。同时在过渡季节可以全新风运行，在减小建筑物的能耗的同时又改善了室内空气的品质。

4.3 提高建筑保温性能

暖通空调的主要作用便是为人们提供更加舒适的工作、生活、休闲、购物等环境，并根据不同种类建筑的实际要求，对室内温湿度进行合理调节。暖通空调的节能优化设计中，应采取有效的措施，提高建筑的保温性能，避免建筑物内部热量的不必要损失，确保室内温度保持在一定水平中，从而可以减少暖通空调的能耗，达到理想的节能减排效果。

4.4 减少热传媒传输能耗

为实现暖通空调能耗的降低，应采取减少热传媒传输能耗的措施。暖通空调的节能优化设计中，应制定科学、合理的热传递方案，结合高效的热传输机制，有效控制能量在传输过程中发生的消耗。同时，采用计算机系统，对空调供暖状况进行实时监控，加强对供暖过程的管理，从而达到提高使用效率、降低能耗的目的。供暖管道及通风管道在传输介质的过程中，要做好保温隔热。根据所输送的介质的温度，计算最小的保温隔热层厚度，然后通过技术经济比较确认。使热源或者冷源产生的能量更多的到达用户末端，减少沿程的损耗。现如今好多通风管道采用的事混凝土风道，其内壁粗糙，不光滑。现阶段可内衬镀锌铁皮风管，增加了管道的严密性，减少风在传输过程中的漏损。风的量和质都得到了极大的提升。

4.5 推广应用新能源

暖通空调设計中，应积极引进新能源，以实现节能、减排。新能源近年来在我国得到了迅速发展，如地热能、太阳能等已经在各行各业得到广泛应用，这些新能源具有可再生的特征，且不会导致环境污染。暖通空调节能优化设计中，应加大对新能源的研究，对新能源技术进行灵活应用，进一步降低能耗。太阳能是一种利用率最高的新能源，暖通空调设计中，可以应用太阳能来构建热泵系统，从而降低暖通空调对电能的消耗。同时，太阳能是一种清洁型能源，符合绿色、环保的理念。

结语：

综上，暖通空调设计中，应注意排风系统、供暖管道、建筑朝向、供暖入口等问题，从细节入手，确保暖通空调设计水平。暖通空调优化设计中，应严格遵循相关规范要求、解决大温差问题与水循环问题，并要积极应用先进的科学技术，以提高暖通空调设计质量。同时，节能减排、绿色环保理念下，暖通空调设计中应高度重视节能优化设计，通过改善运行方式、控制新风环节、提高建筑保温性能、减少热传媒传输能耗、采用能源回收装置、推广应用新能源等措施，来降低暖通空调的能耗。

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