暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計措施探討

■高 杰 ■廣州松下空調(diào)器有限公司，廣東 廣州 511495

近年來，人們的生活水平明顯提高，對于建筑生活環(huán)境提出了更高的要求，暖通空調(diào)系統(tǒng)作為建筑電氣工程的重要組成部分，有助于改善人們的室內(nèi)生活環(huán)境，給人們的生活提供了極大的便利。而隨著可持續(xù)理念的深入，人們越來越關(guān)注暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能情況，針對當(dāng)前暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗情況，優(yōu)化和改進(jìn)其節(jié)能設(shè)計，減少暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗，實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的綠色、健康發(fā)展。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來，我國暖通空調(diào)行業(yè)快速發(fā)展，市場競爭日益激烈，暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計、新技術(shù)和節(jié)能材料應(yīng)用已經(jīng)成為發(fā)展趨勢，但是我國傳統(tǒng)的暖通空調(diào)行業(yè)在自主創(chuàng)新、技術(shù)研發(fā)等方面相對比較薄弱［1］，資金和技術(shù)投入明顯不足。同時，家用暖通空調(diào)的應(yīng)用量大幅上漲，很多小型企業(yè)和工廠也加入暖通空調(diào)市場，為了追求最大化的經(jīng)濟(jì)效益，很多企業(yè)在暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)方面的投入相對較少，只是對暖通空調(diào)進(jìn)行內(nèi)部和外觀的簡單改造，然后重新投入市場，而大型企業(yè)主要是根據(jù)暖通空調(diào)市場價格、市場需求等進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，僅僅依靠企業(yè)自身力量，其自主創(chuàng)新、技術(shù)革新的能力較弱，從而影響整個暖通空調(diào)市場的快速發(fā)展。隨著節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展理念的深入，暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)全面貫徹綠色、節(jié)能、環(huán)保設(shè)計理念，加大對于能源節(jié)約的研究力度，提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計措施

2.1 優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)按照以下原則:第一，暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)能夠獨(dú)立調(diào)控建筑室內(nèi)各個房間的溫度;第二，實現(xiàn)建筑分室或者分戶的熱量費(fèi)用分?jǐn)偅?］;第三，簡化暖通空調(diào)系統(tǒng)的管路設(shè)計，減少管材消耗，節(jié)省資金投入。暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑工程中的應(yīng)用是一個比較復(fù)雜的過程，特別是中央空調(diào)系統(tǒng)，其設(shè)計質(zhì)量對于暖通空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命和使用性能有著重要影響，因此應(yīng)根據(jù)建筑工程施工設(shè)計和業(yè)主的要求，優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計。同時，實踐證明，暖通空調(diào)系統(tǒng)穿過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的負(fù)荷較大，產(chǎn)生很大的冷熱損失，因此應(yīng)盡量設(shè)計隔熱保溫性能良好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。另外，在開發(fā)暖通空調(diào)系統(tǒng)時，以節(jié)能性和舒適度作為空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)控參數(shù)和評價指標(biāo)，減少能量損耗，

2.2 暖通空調(diào)冷卻水、冷熱水、風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

為了實現(xiàn)暖通空調(diào)冷熱水系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計，一方面，縮小空調(diào)系統(tǒng)供回水冷凍水的溫度差，減少系統(tǒng)的能量消耗;另一方面，采用閉式循環(huán)模式，不僅可延長暖通空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命，而且可有效減少暖通空調(diào)系統(tǒng)的輸送能耗。并且，暖通空調(diào)系統(tǒng)盡量采用一泵到頂?shù)脑O(shè)計方法，便于后期對暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，減少建筑耗電量和施工成本。對于水資源比較緊張的地區(qū)，建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)可設(shè)計冷卻塔循環(huán)運(yùn)行模式，縮小循環(huán)水泵揚(yáng)程和空調(diào)系統(tǒng)能耗［3］。同時，暖通空調(diào)系統(tǒng)冷卻塔設(shè)置位置應(yīng)確保良好的通風(fēng)，實現(xiàn)良好的冷卻效果。另外，在設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)時，應(yīng)結(jié)合建筑暖通空調(diào)的實際運(yùn)行條件，例如，日常運(yùn)行狀態(tài)、空氣濕度和溫度設(shè)定等，如果用戶對于暖通空調(diào)系統(tǒng)沒有特殊要求，可設(shè)計單風(fēng)管關(guān)風(fēng)，如果住戶家庭數(shù)量較多，對于暖通空調(diào)冷熱效果要求較高，可設(shè)計全空氣空調(diào)模式。建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計應(yīng)盡量采用變風(fēng)量，不僅可準(zhǔn)確設(shè)定空調(diào)系統(tǒng)總風(fēng)量，而且可準(zhǔn)確調(diào)整暖通空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量負(fù)荷，有效降低風(fēng)機(jī)能耗和運(yùn)行容量。

2.3 采用熱回收裝置

暖通空調(diào)系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，浪費(fèi)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(diào)系統(tǒng)設(shè)計熱回收裝置，使用載熱不同、狀態(tài)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(diào)系統(tǒng)所需的濕、熱變化，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能目的。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計表明，新風(fēng)負(fù)荷在建筑空調(diào)符合占30～35%［4］，為了確保建筑室內(nèi)環(huán)境的干凈衛(wèi)生，暖通空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)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(fēng)時還需要重新投入能量，而通過設(shè)置熱回收裝置，回收暖通空調(diào)系統(tǒng)的排風(fēng)能量，再用這部分能量處理新風(fēng)，可有效減少空調(diào)系統(tǒng)的能耗，降低機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷，提高節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前，暖通空調(diào)系統(tǒng)的熱回收裝置可采用熱泵系統(tǒng)、熱回收環(huán)、蓄冷和蓄熱系統(tǒng)、熱管換熱器、板翅式和轉(zhuǎn)輪式換熱器，在設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)的冷凝熱回收時，可將熱水系統(tǒng)和制冷機(jī)組相結(jié)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(jié)省熱水的電能消耗。

2.4 推廣可再生能源空調(diào)

(1)地源熱泵。近年來，人們逐漸認(rèn)識到地源熱泵的使用價值，其主要是利用地下淺層的地?zé)豳Y源，采用電能等高位能源，使低溫位能轉(zhuǎn)移到高溫位能，不僅可制冷也可以供熱，具有節(jié)能、高效的特點(diǎn)。由于一年四季地能的溫度都比較穩(wěn)定，在夏季，暖通空調(diào)系統(tǒng)可利用地源熱泵將地能作為一種重要冷源，將建筑室內(nèi)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(diào)系統(tǒng)的熱源，將溫度較高的地?zé)崮軅鬟f到建筑室內(nèi)用于采暖。地源熱泵在暖通空調(diào)系統(tǒng)中可發(fā)揮蓄熱器作用，有效提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用率。

(2)太陽能。暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)積極利用太陽能資源，建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)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(tǒng)設(shè)計比較復(fù)雜，還需設(shè)置利用電力輔助能源，施工造價相對較高，由儲熱器、泵、風(fēng)機(jī)、太陽集熱器等組成采暖降溫系統(tǒng)［5］。被動式太陽能利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，不需要設(shè)置其它輔助能源，通過正確處理建筑構(gòu)件和合理布置建筑方位，采用自然熱交換形式，實現(xiàn)太陽能資源利用。另外，建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)可利用太陽能光電板、集熱板等技術(shù)，合理設(shè)計太陽能集熱墻，提高太陽能利用率。

2.5 采用現(xiàn)代化自控技術(shù)

暖通空調(diào)系統(tǒng)采用現(xiàn)代化自控技術(shù)，滿足建筑室內(nèi)濕度、溫度的控制要求，并且減少暖通空調(diào)的熱量損耗。近年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的快速發(fā)展，暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計在硬件、軟件等方面有了較大成就，例如，在暖通空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)計中央監(jiān)控軟件，實時監(jiān)控空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行，分析暖通空調(diào)運(yùn)行情況，自動調(diào)節(jié)溫濕度，通過在線監(jiān)測系統(tǒng)，控制暖通空調(diào)新風(fēng)量，不僅可改善建筑室內(nèi)環(huán)境，也可發(fā)揮節(jié)能作用。另外，中央控制系統(tǒng)和計算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)可結(jié)合建筑室內(nèi)的熱濕負(fù)荷和外界氣候條件，在確保暖通空調(diào)基本運(yùn)行性能的基礎(chǔ)上，采用最節(jié)能的處理方法和最佳的濕度和溫度控制方式，使暖通空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)智能化運(yùn)行，有效提高資源利用率。

3 結(jié)束語

近年來，我國建筑行業(yè)快速發(fā)展，暖通空調(diào)系統(tǒng)的需求量日益增多，而我國節(jié)能減排的重點(diǎn)逐漸從工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展到建筑行業(yè)。暖通空調(diào)系統(tǒng)在實際應(yīng)用中能耗較大，作為建筑節(jié)能的重要方面，暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能關(guān)系著建筑室內(nèi)人們的身體健康和工作效率，關(guān)系著環(huán)境污染、資源消耗和能源安全，因此必須充分認(rèn)識到暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的重要性，采取有效的節(jié)能設(shè)計措施，不斷提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)境效益和社會效益。

［1］駱東彬.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計措施探討［J］.建筑，2013(19):92-93.

［2］于曉明.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計措施探討［A］.山東土木建筑學(xué)會暖通空調(diào)專業(yè)委員會.山東省暖通空調(diào)制冷2011 年學(xué)術(shù)年會論文集［C］.中國勘察設(shè)計協(xié)會建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)委員會山東省委員會，2011:8.

［3］于曉明，李向東，任照峰，王莉莉.暖通空調(diào)系統(tǒng)幾項重點(diǎn)節(jié)能設(shè)計措施探討［J］.暖通空調(diào)，2012，09:89 -98.

［4］高志強(qiáng).對民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計措施的探討［J］.山西建筑，2013(05):190 -192.

［5］鄧普均.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計探討［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013(19):214.