淺議暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造

王亞樂(lè)

淺議暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造

王亞樂(lè)

暖通空調(diào)能耗是建筑能耗中的主要設(shè)備，其節(jié)能潛力巨大，而且節(jié)能的途徑與方法眾多，本文介紹了暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的重要性，對(duì)既有建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)主要存在的問(wèn)題進(jìn)行探討，并分別從供暖系統(tǒng)的改造和空調(diào)系統(tǒng)的的改造兩方面探討暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造措施。

暖通空調(diào)；空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能改造

前言

通過(guò)這幾年的工作積累，讓筆者對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造也有了新的認(rèn)識(shí)。暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造是一項(xiàng)必須系統(tǒng)的工程，需要工作人員從多角度進(jìn)行思考，了解系統(tǒng)改造中可能存在的問(wèn)題，才能有針對(duì)性的避免這些常見(jiàn)問(wèn)題的出現(xiàn)，才能確保工程質(zhì)量。

1　暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的重要性

采用合理的措施和策略來(lái)節(jié)約空調(diào)能耗，對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)可以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，而且可避免不必要的電力建設(shè)投資；對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)則可減少空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用的開(kāi)支，其經(jīng)濟(jì)性是顯而易見(jiàn)的。在某種程度上，綜合利用各種技術(shù)措施達(dá)到空調(diào)節(jié)能，有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，是一件利國(guó)利民的好事。因此，既有建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造勢(shì)在必行。

2　曖通空調(diào)系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題

暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案在很大程度上制約著系統(tǒng)的節(jié)能，然而，在實(shí)際設(shè)計(jì)中往往由于設(shè)計(jì)周期短、設(shè)計(jì)費(fèi)用與產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不掛鉤等原因造成系統(tǒng)節(jié)能得不到設(shè)計(jì)人員的足夠重視；隨著國(guó)內(nèi)對(duì)節(jié)能和環(huán)保要求的不斷提高，新技術(shù)方案不斷涌現(xiàn)，再設(shè)計(jì)過(guò)程中由于缺乏科學(xué)的、客觀的評(píng)價(jià)，致使設(shè)計(jì)人員最終未能采用最合適的節(jié)能方案，甚至不科學(xué)的評(píng)價(jià)方法會(huì)起到誤導(dǎo)的作用等等，最終造成暖通空調(diào)系統(tǒng)投資大、運(yùn)行能耗高的結(jié)局。

根據(jù)全年逐時(shí)動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算所得的空調(diào)、供暖的冷、熱負(fù)荷和全年負(fù)荷，以及能耗系統(tǒng)的準(zhǔn)確計(jì)量，選擇合理的運(yùn)行策略，盡量使空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)運(yùn)行在較高的負(fù)荷下，以獲得較高的COP，達(dá)到節(jié)能的目的。特別是過(guò)渡季和冬季充分利用室外新風(fēng)作為自然冷源，隨著室外氣象參數(shù)的變化改變新風(fēng)量，以最大限度地縮短主機(jī)的開(kāi)啟時(shí)間，有效提高舒適性并實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

3　既有空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造的主要內(nèi)容

空調(diào)系統(tǒng)能耗在建筑能耗中占有很大比重，空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能對(duì)建筑節(jié)能具有重要的意義。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)完整的空調(diào)系統(tǒng)由三大部分組成，即空調(diào)冷熱源、供熱與供冷管網(wǎng)和空調(diào)用戶(hù)系統(tǒng)。冷熱源就是通過(guò)管路系統(tǒng)將各種設(shè)備組成制備熱媒或冷媒的熱力系統(tǒng)；供熱與供冷管網(wǎng)是輸送熱媒與冷媒的大動(dòng)脈，將冷熱源制備的冷、熱媒輸送到用戶(hù)；空調(diào)用戶(hù)系統(tǒng)是由管路系統(tǒng)與末端空氣處理設(shè)備組成的冷量或熱量的分配系統(tǒng)，按各建筑物冷熱負(fù)荷的大小，合理地將冷量或熱量分配到各個(gè)房間或區(qū)域，以創(chuàng)造出舒適而健康的室內(nèi)環(huán)境。

3.1空調(diào)冷熱源的節(jié)能改造

眾所周知，空調(diào)冷熱源的能耗是暖通空調(diào)能耗中的主要部分，在空調(diào)冷熱源的設(shè)計(jì)中合理采用節(jié)能技術(shù)措施對(duì)整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗至關(guān)重要。因此，有必要對(duì)空調(diào)冷熱源的主要節(jié)能技術(shù)作一總結(jié)，以便增強(qiáng)設(shè)計(jì)者在空調(diào)冷熱源設(shè)計(jì)中的節(jié)能意識(shí)。

空調(diào)冷熱源形式的選擇應(yīng)綜合考慮能耗指標(biāo)、初投資和運(yùn)行費(fèi)用、使用壽命、安全和可靠性、維護(hù)管理難易程度、對(duì)環(huán)境的影響、當(dāng)?shù)啬茉唇Y(jié)構(gòu)、建筑特點(diǎn)等因素。從節(jié)能角度考慮，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）5.14中的有關(guān)規(guī)定。從節(jié)能角度，改造中應(yīng)盡量選用能量利用效率高的冷熱源設(shè)備與系統(tǒng)。改造時(shí)優(yōu)先考慮采用天然冷熱源，空調(diào)冷熱源中可采用的天然冷熱源主要有：太陽(yáng)能、寒冷地區(qū)和嚴(yán)寒地區(qū)的天然冰、蒸發(fā)冷卻技術(shù)、地下水等。眾所周知，空調(diào)冷源的冷凝熱通常為冷水機(jī)組制冷量的1.2～1.25倍左右，其數(shù)量龐大。因此，冷凝熱通過(guò)冷卻塔直接排入大氣，勢(shì)必造成大量寶貴能量的浪費(fèi)。而在一些建筑物中又要另設(shè)熱源制備低溫水作為熱水供應(yīng)用。顯然，這種用能方式十分不合理，一方面在同一建筑物內(nèi)不斷向環(huán)境排放大量的熱量，另一方面又不斷消耗高位能制備低溫?zé)崴?。為此，在空調(diào)冷源設(shè)計(jì)中，回收與利用冷凝熱，即在制冷的同時(shí)又制備熱水為熱水供應(yīng)提供熱源，這種方案才是一個(gè)節(jié)能而環(huán)保的優(yōu)化方案，是合理使用能量的典范。

冷凝熱回收與利用系統(tǒng)（又稱(chēng)免費(fèi)熱水供應(yīng)系統(tǒng)）在理論上具有一定的實(shí)用價(jià)值，但是該系統(tǒng)的實(shí)際節(jié)能效果與氣象條件、建筑特點(diǎn)及使用功能等因素有很大關(guān)系，應(yīng)具體問(wèn)題具體分析。

3.2空調(diào)系統(tǒng)型式的節(jié)能改造

不同空調(diào)系統(tǒng)型式的能耗有所不同，對(duì)于既有建筑，應(yīng)根據(jù)建筑的功能、運(yùn)行特性、負(fù)荷特點(diǎn)、改造的經(jīng)濟(jì)性等方面綜合考慮，選擇合適的空調(diào)系統(tǒng)型式，例如變風(fēng)量（VAV）空調(diào)系統(tǒng)、變水量系統(tǒng)、輻射板供冷與供熱系統(tǒng)、變制冷劑流量（VRV）系統(tǒng)、水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)、工位空調(diào)系統(tǒng)等都具有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。在系統(tǒng)型式選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)分析要求進(jìn)行環(huán)境控制的場(chǎng)合的特點(diǎn)（負(fù)荷特性、使用特點(diǎn)、調(diào)節(jié)要求、管理要求、建筑特點(diǎn)等）和各種系統(tǒng)具有的特點(diǎn)，使系統(tǒng)與被控制的環(huán)境有最佳的配合，達(dá)到在有良好的環(huán)境控制質(zhì)量條件下既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能的目的。

3.3空調(diào)排風(fēng)系統(tǒng)的能量回收與利用

新風(fēng)系統(tǒng)能耗在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中，占了較大的比例。為保證房間室內(nèi)空氣品質(zhì)，不能以削減新風(fēng)量來(lái)節(jié)省能量，而且還可能需要增加新風(fēng)量的供應(yīng)。建筑中有新風(fēng)進(jìn)入，必有等量的室內(nèi)空氣排出。這些排風(fēng)相對(duì)于新風(fēng)來(lái)說(shuō)，含有熱量（冬季）或冷量（夏季）。有許多建筑中，排風(fēng)是有組織的，不是無(wú)組織的從門(mén)窗等縫隙擠出的。這樣，有可能從排風(fēng)中回收熱量或冷量，以減少新風(fēng)的能耗。特別是對(duì)于新風(fēng)量大的既有建筑，采用排風(fēng)熱回收能達(dá)到很好的節(jié)能效果。

3.4空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)的節(jié)能改造

布置風(fēng)管系統(tǒng)要考慮的因素（如系統(tǒng)的造價(jià)、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性及運(yùn)行效果、建筑結(jié)構(gòu)與功能、防火要求等）十分繁多。現(xiàn)僅從節(jié)能角度考慮風(fēng)管系統(tǒng)的布置，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①對(duì)稱(chēng)布置：對(duì)稱(chēng)布置干管尺寸通常比較小，設(shè)計(jì)管路較短，比非對(duì)稱(chēng)布置更容易保持系統(tǒng)的水力平衡。②多路并聯(lián)布置：多路并聯(lián)布置可使風(fēng)管盡可能的短，以降低每路風(fēng)管的流動(dòng)阻力。同時(shí)，也使風(fēng)管斷面尺寸變小。③在風(fēng)管系統(tǒng)的最不利環(huán)路上盡量避免設(shè)置高局部阻力系數(shù)的管路附件，以減小最不利環(huán)路中空氣流動(dòng)的總阻力。

4　結(jié)論

暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，起著舉足輕重的作用。節(jié)能技術(shù)推新、廣泛應(yīng)用離不開(kāi)技術(shù)人員的研究開(kāi)發(fā)、政府職能部門(mén)的重視和支持、行業(yè)內(nèi)的每一名暖通專(zhuān)業(yè)的工作者的辛勤勞動(dòng)，也只有全方位的開(kāi)展暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究使用才能真正達(dá)到節(jié)能的目的。

[1]徐偉，鄒瑜.供暖系統(tǒng)溫控與熱計(jì)量技術(shù)[M].中國(guó)計(jì)劃出版社，2000，11.

[2]林忠.暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與節(jié)能[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2010（10）.

On the energy-saving HVAC systems

Wang Yale

HVAC building energy consumption is the main equipment，a huge energy saving potential，and ways and means of saving many，this paper introduces the importance of energy saving HVAC systems，building on existing HVAC systems the main problem to discuss and explore the energy saving measures HVAC heating systems from the transformation of the transformation and air conditioning systems of two respectively.

HVAC；air conditioning systems；energy-saving

TU831.3

A

1673-0038（2015）38-0262-02

2015-7-28

王亞樂(lè)（1981-），男，河南平頂山人，工程師，大學(xué)本科。