有關建筑暖通空調系統節能設計探討

崔園園　張成福

【摘要】為了提高建筑暖通空調系統的節能設計效果，需要明確系統設計的特點，并從多個角度進行分析，采取有效的措施做好每個環節的節能管理，爭取不斷提高系統的設計效果，降低其運行能耗。同時，后期要加強對系統的運行管理，做好能源的回收利用，以保證能源利用的最大化，從而達到節能降耗的目的。

【關鍵詞】暖通空調；系統節能；存在問題；設計措施

引言

現在建筑工程設計的過程中，實現綠色生態、節能減排為最主要目標，展開暖通空調系統工程是建筑工程的支柱。展開暖通空調系統節能工程，對加快建筑工程發展，提高建筑科技水平，都具有重要意義，暖通空調工程是持久性的重大項目，時刻影響著當今社會的發展。

一、暖通空調節能發展的趨勢

暖通空調的設計是非常復雜而有難度的，而在傳統的暖通空調設計當中，低碳等觀念是常常被人們所忽視的，而在制造出來的產品中，設計的實施與產生相背離就是因為沒有節能觀念的設計所造成的現象。甚至有些設計員在進行暖通空調設計的過程中，不顧國家節能減排的規定，私自違反國家相關技術標準和操作規程，為了達到美觀或者其他功能，擅自改換和整改設計方案，這樣的的違規設計，不僅僅不能讓整個設備達到節能減排的目的，而且還會影響暖通空調工程的質量，對暖通空調會造成嚴重的安全隱患。除此之外，另一方面有些暖通空調的設計人員，盡管有著豐富的設計經驗，但是卻沒有相關的能源管理方面的經驗，這就導致其無法在暖通空調設計的過程中，熟練的運用到節能與低碳的理念。在現有的暖通空調設計行業中，這些設計人員缺乏足夠的工作經驗，而且缺乏擁有設計專業知識的人才，所以，以上所述的各種原因，就是暖通空調在節能設計中，現階段的基本情況。

二、暖通空調系統設計中的節能問題分析

1、暖通空調節能設計誤區

暖通空調的設計在以往大多比較重視功能的設計，而對節能容易忽視，尤其是對于節能的設計和考慮，通常只滿足與系統設計的規范，滿足系統設計的限定性要求。這種被動式適應空調系統設計規范和標準，沒有很好地轉換角度，去主動發揮暖通空調系統設計節能目標。因此，在暖通空調節能設計的過程中，要改變設計的誤區，主動重視空調系統的設計功能和節能，強化節能設計理念，提高暖通空調節能設計要求。例如，某地建筑項目，重視空調節能設計，在工程項目實際設計過程中，重點對節能目標進行分析，最終節能效果原先節能方案，比原方案節能至少39.5%。

2、暖通空調系統設計中的合規節能問題

在暖通空調系統設計的過程中，一些設計專家一般情況下，不會主動地在滿足限定性節能要求的同時，進一步深挖節能潛力，而是認為，只要滿足節能設計標準能效限定性要求的相關設計即可，將合規節能認為就是充分節能。這種問題在實際的節能效果上，如果稍加改進和優化，就能取得比較好的節能效果。因此，從暖通空調設計的具體角度來說，合規節能的同時，應加強進一步優化措施，從而實現充分節能的目的。例如，某暖通空調系統是一種溫濕度獨立調節系統，其顯熱處理子系統的設計，滿足了國家有關節能標準，達到相應的參數規定。但是，經過優化系統改進以后，還能提高節能效果，而且達到原本節能的30%。

在實際設計的過程中，系統耗能滿足國家相關建筑節能的標準，其風機消耗功率達到50W，冷量在1000kW，采用的是水冷螺桿冷水機組。在經過改進后，系統采用的是高效高溫冷水機組，且利用循環系統，使得原先設計方案的總能耗降低不少。這種改進后的系統也比較簡單。因此，在空調系統設計的過程中，要針對具體的節能設計問題，充分提高節能意識，滿足系統的整體優化和節能。

三、暖通空調系統的節能設計措施

1、暖通空調冷卻水、冷熱水、風系統的節能設計

為了實現暖通空調冷熱水系統的節能設計，一方面，縮小空調系統供回水冷凍水的溫度差，減少系統的能量消耗；另一方面，采用閉式循環模式，不僅可延長暖通空調系統的使用壽命，而且可有效減少暖通空調系統的輸送能耗。并且，暖通空調系統盡量采用一泵到頂的設計方法，便于后期對暖通空調系統進行保養維護，減少建筑耗電量和施工成本。對于水資源比較緊張的地區，建筑暖通空調系統可設計冷卻塔循環運行模式，縮小循環水泵揚程和空調系統能耗。同時，暖通空調系統冷卻塔設置位置應確保良好的通風，實現良好的冷卻效果。另外，在設計暖通空調系統時，應結合建筑暖通空調的實際運行條件，例如，日常運行狀態、空氣濕度和溫度設定等，如果用戶對于暖通空調系統沒有特殊要求，可設計單風管關風，如果住戶家庭數量較多，對于暖通空調冷熱效果要求較高，可設計全空氣空調模式。建筑暖通空調系統的節能設計應盡量采用變風量，不僅可準確設定空調系統總風量，而且可準確調整暖通空調系統的風量負荷，有效降低風機能耗和運行容量。

2、采用熱回收裝置

暖通空調系統在實際應用中，浪費了大量的余熱，而這部分余熱具有較高的利用價值，因此對暖通空調系統設計熱回收裝置，使用載熱不同、狀態不同的流體，利用熱交換裝置傳遞濕熱或者總熱，減少冷熱源能量消耗，滿足暖通空調系統所需的濕、熱變化，實現空調系統節能目的。據相關統計表明，新風負荷在建筑空調符合占30～35%，為了確保建筑室內環境的干凈衛生，暖通空調系統在運行時需要排出一部分空氣，這也造成一部分能耗，并且在處理新風時還需要重新投入能量，而通過設置熱回收裝置，回收暖通空調系統的排風能量，再用這部分能量處理新風，可有效減少空調系統的能耗，降低機組運行負荷，提高節能性和經濟性。當前，暖通空調系統的熱回收裝置可采用熱泵系統、熱回收環、蓄冷和蓄熱系統、熱管換熱器、板翅式和轉輪式換熱器，在設計暖通空調系統的冷凝熱回收時，可將熱水系統和制冷機組相結合，通過回收熱量來加熱生活用水，為人們的日常用水提供方便，節省熱水的電能消耗。

3、推廣可再生能源空調

3.1地源熱泵

近年來，人們逐漸認識到地源熱泵的使用價值，其主要是利用地下淺層的地熱資源，采用電能等高位能源，使低溫位能轉移到高溫位能，不僅可制冷也可以供熱，具有節能、高效的特點。由于一年四季地能的溫度都比較穩定，在夏季，暖通空調系統可利用地源熱泵將地能作為一種重要冷源，將建筑室內熱量傳遞到溫度較低的地源中；在冬季，地能可作為暖通空調系統的熱源，將溫度較高的地熱能傳遞到建筑室內用于采暖。地源熱泵在暖通空調系統中可發揮蓄熱器作用，有效提高暖通空調系統的能源利用率。

3.2太陽能

暖通空調系統應積極利用太陽能資源，建筑暖通空調系統利用太陽能可分為主動式和被動式，主動式建筑太陽能系統設計比較復雜，還需設置利用電力輔助能源，施工造價相對較高，由儲熱器、泵、風機、太陽集熱器等組成采暖降溫系統。被動式太陽能利用系統結構比較簡單，不需要設置其它輔助能源，通過正確處理建筑構件和合理布置建筑方位，采用自然熱交換形式，實現太陽能資源利用。另外，建筑暖通空調系統可利用太陽能光電板、集熱板等技術，合理設計太陽能集熱墻，提高太陽能利用率。

結束語

綜上所述，暖通空調設計中的節能問題非常重要，要加強對節能產品開發，改進和提高節能技術。要在強化節能目標的基礎上，采用先進節能設計理念，運用計算機技術分析，選用合適的節能技術，對暖通空調系統進行整體優化。才能創造出低能排放和系統設計節能、合理的暖通空調系統。

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