建筑暖通空調(diào)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計策略探討

李進(jìn)明

摘 要：人們生活水平隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展不斷的提升，這就對日常的生活環(huán)境也有了更高的要求。建筑施工中的暖通空調(diào)已經(jīng)逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋仨氃O(shè)備。暖通空調(diào)在使用中需要能源消耗，如何使得暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計得到進(jìn)一步的優(yōu)化，是當(dāng)前暖通空調(diào)發(fā)展中的一個重要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：建筑；暖通空調(diào)；節(jié)能優(yōu)化

1建筑中暖通空調(diào)的基本類型

1.1全空氣暖通空調(diào)系統(tǒng)

此類型的暖通空調(diào)系統(tǒng)主要針對的是以空氣為調(diào)節(jié)溫度的主要方式進(jìn)行的空氣與溫度調(diào)節(jié)，將組合式空調(diào)機組作為主要的調(diào)節(jié)設(shè)備，通過空調(diào)機組對高層建筑中空氣的調(diào)節(jié)達(dá)到調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部溫度與濕度的目的。全空氣暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)點是對于空氣的除濕能力較強、設(shè)備較集中易于管理、對于居住者的影響較小還有節(jié)約能耗等。缺點也較為明顯，因為“全空氣”的特點因此需要截面較大的空氣輸送系統(tǒng)，對于不同用戶的不同需求，滿足起來較為困難。此外對于設(shè)備發(fā)生故障的情況影響范圍較大，常常一個設(shè)備出現(xiàn)故障對整片區(qū)域都會造成影響。

1.2空氣—水暖通空調(diào)系統(tǒng)

空氣—水暖通空調(diào)系統(tǒng)主要是采用水和空氣兩種介質(zhì)來完成對空氣中熱量和濕度的搬運過程，此類系統(tǒng)通常結(jié)構(gòu)較為簡單，維護(hù)和保養(yǎng)工作比較輕松，在對空氣進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過程中，除濕效果好，制冷迅速，已經(jīng)成為越來越多的高層建筑的選擇。同時空氣—水暖通空調(diào)系統(tǒng)也存在著主動制熱效果差，對于單一用戶對空氣的設(shè)置反應(yīng)較慢的弊病。

1.3全水暖通空調(diào)系統(tǒng)

全水暖通空調(diào)系統(tǒng)主要依靠水為介質(zhì)來調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的溫度，對于高層建筑整體設(shè)計和施工的密閉性要求較高。通過冷水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)的交替使用，能夠靈活地控制室內(nèi)的溫度。缺點在于由于對于空氣的濕度調(diào)節(jié)能力較差，施工成本較高，對于樓層中門窗的氣密性不佳的情況下會有較多的能源損耗。

1.4地源熱泵系統(tǒng)下的暖通空調(diào)系統(tǒng)

地源熱泵系統(tǒng)，是將地源熱泵接入到暖通空調(diào)的制冷塔和供暖系統(tǒng)中。需要對建筑內(nèi)溫度進(jìn)行降溫處理時，通過地源熱泵吸收的地層的熱量作為能源提供個冷卻塔，對空氣中的熱量進(jìn)行處理；在需要制熱時，地源熱泵的熱量直接連入建筑的供暖系統(tǒng)，將熱量直接供給建筑供使用。作為近幾年新興的可再生能源系統(tǒng)，地源熱泵具有高清潔、可再生、能源利用率高等優(yōu)點，目前已經(jīng)被國內(nèi)越來越多的建筑設(shè)計所應(yīng)用。盡管地源熱泵本身屬于清潔能源，但是在應(yīng)用的過程中仍然存在著一定的問題：南北所需溫度情況不同，導(dǎo)致對土壤收放熱量有差異會形成土壤溫度的失衡影響到周邊的生態(tài)平衡，目前通過使用冷卻塔散熱的方式已經(jīng)開始逐步解決對地層放熱的問題；在建筑過程中，地源熱泵本身會受到市場供求關(guān)系的影響，通常在地源熱泵建設(shè)的過程中需要大片的場地來完成地源熱泵系統(tǒng)的打井埋管工作，而越來越狹小的施工場地也成了限制地源熱泵發(fā)展的一大因素。

2節(jié)能優(yōu)化設(shè)計措施

2.1冷卻水、冷熱水、風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

從暖通空調(diào)冷熱水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計角度來看，一是應(yīng)通過減小空調(diào)系統(tǒng)供回水冷凍水溫度差的方式，達(dá)到降低系統(tǒng)能耗的目的，并選擇閉式循環(huán)模式增加空調(diào)系統(tǒng)使用年限，降低系統(tǒng)的輸送能耗。二是通過選擇一泵到頂?shù)脑O(shè)計方法，減少后期維護(hù)保養(yǎng)工作，降低建筑耗電量，節(jié)約施工成本。三是在水資源相對較少的區(qū)域，通過選擇冷卻塔循環(huán)運行模式，降低循環(huán)水泵揚程和空調(diào)系統(tǒng)能耗，此時需注意冷卻塔位置的設(shè)計要求通風(fēng)效果好。從暖通空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計角度來看，以變風(fēng)量設(shè)計為最佳，既可以控制空調(diào)系統(tǒng)總風(fēng)量，還可準(zhǔn)確調(diào)整其風(fēng)量負(fù)荷，以此來達(dá)到減少風(fēng)機能耗和運行容量的目的，最終達(dá)到節(jié)能效果。此外，根據(jù)不同用戶需求及暖通空調(diào)實際運行條件進(jìn)行有針對性的設(shè)計，如不同地區(qū)的溫濕度差異，不同用戶使用時間長短的差異，以及使用人數(shù)差異等。若用戶未提出特殊要求，可設(shè)計單風(fēng)管關(guān)風(fēng)，若使用人數(shù)較多，可設(shè)計全空氣空調(diào)模式，這種有針對性的設(shè)計可更加合理的發(fā)揮空調(diào)的作用，避免能源浪費，也能達(dá)到預(yù)期的使用效果。

2.2采用熱回收裝置進(jìn)行節(jié)能設(shè)計

在實際應(yīng)用中，暖通空調(diào)系統(tǒng)浪費了豐富的余熱，而這些余熱的利用價值十分大，若利用熱回收裝置來收集與重新利用這些余熱，利用載熱與狀態(tài)不同的流體，以及熱交換裝置傳遞濕熱或總熱，降低冷熱源能耗，達(dá)到空調(diào)濕、熱變化需求，便大大節(jié)省了空調(diào)系統(tǒng)運行所消耗的能量。為保障室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，暖通空調(diào)系統(tǒng)運行過程中需排出一些空氣，這也會增加系統(tǒng)能耗，且處理新風(fēng)過程中還會再次增加系統(tǒng)能耗，但安裝了熱回收裝置后，可充分回收系統(tǒng)的排風(fēng)能量，并用它來處理新風(fēng)，這樣明顯減少了系統(tǒng)能耗，降低了機組的運行負(fù)荷，使暖通空調(diào)系統(tǒng)具有明顯的節(jié)能性和經(jīng)濟性優(yōu)勢。目前，暖通空調(diào)系統(tǒng)的熱回收裝置可利用熱管換熱器、熱泵系統(tǒng)、蓄冷和蓄熱系統(tǒng)、熱回收環(huán)以及換熱器等來實現(xiàn)，冷凝熱回收過程中，還可通過熱水系統(tǒng)和制冷機組的結(jié)合，將生活用水用回收的熱量來加熱處理，既方便了日常用水，又達(dá)到了節(jié)能減排的目的，減少了能源資源浪費。

2.3選擇氣流組織方式，優(yōu)化輸送系統(tǒng)

氣流組織方式在建筑通風(fēng)換氣中發(fā)揮著重要作用，并影響著室內(nèi)冷熱溫度的舒適情況，以及是否能夠達(dá)到節(jié)能目的。建筑物結(jié)構(gòu)、溫濕度、室內(nèi)設(shè)計與布局、空調(diào)型號等都不同程度的影響著氣流組織方式，現(xiàn)在較為普遍的氣流組織方式主要包括兩種，即上送下回的籠罩式、下送上回的分層式，具體應(yīng)用哪種氣流組織方式應(yīng)結(jié)合實際需求來選擇，如商場空間較為開闊，面積較大，多應(yīng)用籠罩式氣流組織方式，而游泳館等以大玻璃窗為主的建筑，由于玻璃窗易結(jié)露，多應(yīng)用分層式氣流組織方式。關(guān)于輸送系統(tǒng)的優(yōu)化，則主要是通過降低供水和送風(fēng)溫度，縮減水和風(fēng)的輸送能耗，并盡量減小使用管徑，減低投資成本。同時，還可選擇使用先進(jìn)的變頻水泵和變頻壓縮機技術(shù)，使水和風(fēng)形成變量輸送，以此來提升能量輸送效率，改善空調(diào)設(shè)備的運行效率。

2.4采用現(xiàn)代化自控技術(shù)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計

近年來，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)及電子技術(shù)的進(jìn)步，暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計在軟硬件方面取得了顯著成就，將現(xiàn)代化自控技術(shù)應(yīng)用到暖通空調(diào)系統(tǒng)中，既能有效控制室內(nèi)溫濕度，又能降低其熱損。比如，將監(jiān)控軟件安裝在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，可實現(xiàn)系統(tǒng)運行的實時監(jiān)控，并自動檢測系統(tǒng)運行效果，根據(jù)室內(nèi)溫濕度進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，并利用在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)對新風(fēng)量的控制，使暖通空調(diào)逐漸實現(xiàn)智能化，既能為人們創(chuàng)造適宜的室內(nèi)環(huán)境，又能起到節(jié)能作用。再如，將中央控制系統(tǒng)和計算機監(jiān)測系統(tǒng)安裝在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，可根據(jù)室內(nèi)溫濕度及外界溫濕度的對比，在保障系統(tǒng)正常運行的條件下，通過最節(jié)能的處理方法控制室內(nèi)溫濕度處于最佳狀態(tài)，有效降低能耗，提高資源利用率。尤其是現(xiàn)代遠(yuǎn)程技術(shù)的發(fā)展，也使空調(diào)系統(tǒng)與移動終端聯(lián)網(wǎng)成為可能，用戶可遠(yuǎn)程操作空調(diào)系統(tǒng)，避免了由于人為因素造成的能源浪費。

3結(jié)語

隨著全球環(huán)境保護(hù)意識的不斷加強，各行業(yè)的節(jié)能環(huán)保發(fā)展觀念已經(jīng)逐漸的成為主要的行業(yè)發(fā)展動向。當(dāng)前的建筑暖通空調(diào)設(shè)計作為建筑規(guī)劃中不可或缺的一部分，在改善人民生活條件的同時，也應(yīng)該重點對其設(shè)計過程中的節(jié)能進(jìn)行考慮。這就要求設(shè)計人員要不斷的提升設(shè)計理念和技術(shù)，并加強暖通空調(diào)節(jié)能效果的探究和實際工作的落實，在保障人民正常生活品質(zhì)的同時實現(xiàn)空調(diào)暖通設(shè)計的環(huán)保節(jié)能目的。

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