暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗的影響因素分析

張曉坤

摘 ? ?要：暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行具有較為復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的、受干擾多、具有耦合性等運(yùn)行規(guī)律與運(yùn)行特征，能源消耗主要取決于建筑環(huán)境、運(yùn)行方式和機(jī)組調(diào)節(jié)水平等，隨著科技的不斷進(jìn)步，暖通空調(diào)領(lǐng)域的技術(shù)革新也在有條不紊地進(jìn)行著，新的技術(shù)不斷出現(xiàn)，大大降低能耗，開創(chuàng)了暖通空調(diào)新的高度，不過在暖通空調(diào)的節(jié)能領(lǐng)域，仍然有不少潛力可以挖掘。本文就從暖通空調(diào)的概念以及運(yùn)行方式出發(fā)，分析影響能耗的因素，并給出幾點(diǎn)相應(yīng)建議。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào);系統(tǒng)運(yùn)行;能耗影響因素

1 ?引言

暖通空調(diào)最大特點(diǎn)是通過暖氣、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)等創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境，而家居的一般性空調(diào)只能解決冷暖問題，不能對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行處理，但相對(duì)的，暖通空調(diào)的能耗會(huì)增加，近年來節(jié)能環(huán)保的問題受到了各界人士關(guān)注，成為社會(huì)重點(diǎn)議論話題，在此基礎(chǔ)上分析暖通空調(diào)的能耗影響因素，設(shè)計(jì)更合理更節(jié)能的暖通空調(diào)很有必要。

2 ?暖通空調(diào)運(yùn)行能耗的影響因素

2.1 ?建筑物及其圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)能耗的影響

南北朝向的建筑物要比東西朝向的建筑物冷負(fù)荷小，對(duì)于相同體積的建筑物，建筑物體形系數(shù)（S=F/V）越大，外表面積就越大，空調(diào)機(jī)群的冷負(fù)荷就越大，對(duì)于大型建筑來說就更加嚴(yán)重，因此在建筑設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮到空調(diào)機(jī)群的能耗問題，盡量控制外表面積較小，如果處于建筑設(shè)計(jì)美觀和地形要求，應(yīng)盡量增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻。

2.2 ?冷熱機(jī)組的功耗影響

空調(diào)冷熱源的能耗是暖通空調(diào)能耗中的重要部分，空調(diào)系統(tǒng)冷熱源制造冷熱水的過程，是非常消耗功率的，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)冷熱源的合理選配是空調(diào)節(jié)能的根本，要明白自己需要的是何種功耗的空調(diào)，對(duì)號(hào)入座，這樣才能做到最大程度的節(jié)能環(huán)保，并且相關(guān)企業(yè)研發(fā)更高科技的冷熱源，對(duì)節(jié)能和能源合理利用的意義重大。

2.3 ?輸配系統(tǒng)的能量耗損[2]

輸配系統(tǒng)中的能源損耗主要是風(fēng)機(jī)和水泵運(yùn)行過程中的損耗，對(duì)于大型建筑來說，配送系統(tǒng)也是相對(duì)龐雜的，空調(diào)機(jī)群的運(yùn)行需要通過大量冷熱水的輸配來為建筑內(nèi)各處調(diào)節(jié)溫度以及改善空氣，但由于范圍較大，難以協(xié)調(diào)，因此常采用大流量低溫差的冷熱水輸送模式，讓冷熱水在輸配系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)以保持各方面的均衡，但這樣無(wú)疑是在加劇耗電量，能耗會(huì)大大增加，同時(shí)也會(huì)降低送風(fēng)機(jī)、水泵的使用壽命。

2.4 ?空調(diào)水系統(tǒng)中的水質(zhì)對(duì)能耗的影響

空調(diào)水系統(tǒng)中水質(zhì)的好壞會(huì)影響到暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率、設(shè)備運(yùn)行與使用效率，管道和設(shè)備表面沉淀的水垢和水渣等，會(huì)影響導(dǎo)熱，使得冷熱水在輸配階段的溫度傳遞更加困難，換熱效率降低，多做很多無(wú)用功，同時(shí)，水垢或者不溶解性雜質(zhì)還會(huì)腐蝕金屬，縮短空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命，影響空調(diào)系統(tǒng)的做功效率進(jìn)而增加功耗。

2.5 ?空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)控制對(duì)能耗的影響[3]

空調(diào)的自動(dòng)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、篩離空氣粒子的科學(xué)規(guī)范控制，它能根據(jù)環(huán)境因素、冷熱需求、負(fù)載變化等自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備，更加科學(xué)、更加準(zhǔn)確，能夠大大降低能耗，用更通俗的話講，就是變頻空調(diào)與定頻空調(diào)的區(qū)別。

目前市面上存在變頻暖通空調(diào)和定頻暖通空調(diào)兩種，在空調(diào)機(jī)組設(shè)定好一個(gè)溫度之后，變頻空調(diào)的性能更優(yōu)，會(huì)隨著房間溫度的波動(dòng)而自我調(diào)節(jié)，改變壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速率，從而做到合理使用能源，同時(shí)，它的壓縮機(jī)不會(huì)頻繁開啟，保持相對(duì)穩(wěn)定的工作狀態(tài)，這可以使空調(diào)整體達(dá)到節(jié)能30%以上的效果，而定頻空調(diào)不能合理的自我控制調(diào)節(jié)，勢(shì)必會(huì)造成能源損耗，但兩者相比，變頻空調(diào)的元件造價(jià)高，價(jià)格較貴，消費(fèi)者如果有條件的話，還是選擇變頻空調(diào)為好。

3 ?應(yīng)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗提出的幾點(diǎn)建議

3.1 ?合理設(shè)計(jì)建筑內(nèi)暖通空調(diào)的冷熱負(fù)荷

建筑冷熱負(fù)荷跟地區(qū)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形式、樓層、窗墻比、人員密度、新風(fēng)取值、動(dòng)力照明負(fù)荷、房屋使用性質(zhì)等有關(guān)，必須按照建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行冷熱負(fù)荷的計(jì)算，實(shí)際上，現(xiàn)在的空調(diào)冷熱負(fù)荷較難計(jì)算，套用冷熱負(fù)荷指標(biāo)都不一定準(zhǔn)確，一般而言都是估算值，冷熱負(fù)荷的計(jì)算要相對(duì)而言精確，盡量偏小為好，雖然和實(shí)際使用效果有一定偏差，但也能減少能耗。在具體工作時(shí)，要根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱負(fù)荷和逐項(xiàng)逐時(shí)的冷負(fù)荷計(jì)算，得到峰值冷負(fù)荷數(shù)值以及逐日逐時(shí)負(fù)荷，明確系統(tǒng)的特點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)冷熱源設(shè)備裝機(jī)容量偏大等“四大”現(xiàn)象。

3.2 ?合理設(shè)計(jì)輸配管道，以及冷熱水的輸送模式

輸配管道的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況正確設(shè)計(jì)輸配管道的管徑大小，減少冷熱水流動(dòng)的阻礙，在冷熱水輸送模式的選擇上，盡量減少大流量小溫差的輸送模式，而應(yīng)該采用大溫差小流量的模式，如此循環(huán)往復(fù)。另外，在暖通空調(diào)水路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意放氣和排水設(shè)計(jì)，閉式系統(tǒng)熱水管和冷水管均應(yīng)有0.003的坡度，若出現(xiàn)多管在一起鋪設(shè)，其坡向最好相同。若熱水和冷水管按照無(wú)坡度鋪設(shè)，管道內(nèi)水流速不能小于0.25m/s。

3.3 ?選擇合適的冷熱源

上文提到過，冷熱源的合理選擇對(duì)空調(diào)節(jié)能有非常關(guān)鍵的作用，合理配置暖通空調(diào)系統(tǒng)所需的冷熱源，能有效降低能耗，做到環(huán)保和能耗的統(tǒng)籌規(guī)劃，具有非常強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，這里不再贅述。

3.4 ?定期清理水管與空調(diào)過濾網(wǎng)

水管內(nèi)可能存在水垢或不可溶解性雜質(zhì)，增加冷熱水阻力，造成不必要的能耗，空調(diào)過濾網(wǎng)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的關(guān)系，灰塵雜物等都會(huì)附著到過濾網(wǎng)，從而堵塞過濾網(wǎng)孔，一旦灰塵或雜物堆積過多，暖通空調(diào)的使用會(huì)相對(duì)困難，空調(diào)的啟動(dòng)以及散熱都會(huì)出現(xiàn)問題，勢(shì)必導(dǎo)致更多電力損耗、增加功耗，同時(shí)，這些長(zhǎng)久累積下來的水垢或灰塵等，會(huì)衍生大量雜質(zhì)與細(xì)菌，通過空調(diào)的傳播，這些細(xì)菌會(huì)危害到人的身體健康，因此，定期清理水管和空調(diào)過濾網(wǎng)，能有效減少能耗的同時(shí)，還能保障清潔。

3.5 ?采用變頻技術(shù)，加強(qiáng)空調(diào)系統(tǒng)的研發(fā)

變頻技術(shù)能改善空調(diào)系統(tǒng)中的工藝不足，大幅度降低能耗，許多空調(diào)廠商紛紛以變頻技術(shù)的降能耗為重點(diǎn)進(jìn)行宣傳，顯而易見的，變頻技術(shù)的大范圍大規(guī)模興起已經(jīng)是必然趨勢(shì)，從消費(fèi)者的角度來看，雖然變頻空調(diào)買入時(shí)的價(jià)錢相對(duì)昂貴，但能夠節(jié)省運(yùn)行成本，大幅降低能耗，是必須且必要的，應(yīng)深思熟慮。

另外，在大型建筑中的暖通空調(diào)系統(tǒng)具有時(shí)滯、時(shí)變、大惰性、非線性、不確定性以及強(qiáng)耦合性的復(fù)雜特性，要做好空調(diào)系統(tǒng)的進(jìn)一步研發(fā)，分析各設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)規(guī)律，制定最完善的解決方案，實(shí)現(xiàn)空調(diào)自動(dòng)化管理、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、自適應(yīng)調(diào)節(jié)、泵組優(yōu)化、變流量控制等各環(huán)節(jié)的節(jié)能控制，運(yùn)用科技的力量來改變生活。

3.6 ?將可再生能源利用在暖通空調(diào)系統(tǒng)中

隨著科研的進(jìn)行，我國(guó)在可再生能源領(lǐng)域的探索已經(jīng)越發(fā)深入，將可再生資源利用在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，是非?？尚械恼咧?，并且相關(guān)工作做了大量的科研工作，采取了一系列有效的措施與方法，目前有兩種可再生能源的利用最為常見，第一種為太陽(yáng)能，暖通空調(diào)系統(tǒng)通過采集太陽(yáng)能作為能源儲(chǔ)備，第二種是地源熱泵，采集和利用低下的淺層地?zé)豳Y源，之后利用高位能源將低溫位能轉(zhuǎn)移到高溫位能，地?zé)崮茉聪鄬?duì)穩(wěn)定，是非常不錯(cuò)的可再生能源。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，暖通空調(diào)相比于一般的空調(diào)不僅能調(diào)節(jié)冷暖溫度，還能調(diào)節(jié)濕度和空氣質(zhì)量，為國(guó)民的生活和工作創(chuàng)造舒適的室內(nèi)環(huán)境，近年來節(jié)能環(huán)保受到越來越多的關(guān)注，分析暖通空調(diào)的能耗影響，設(shè)計(jì)更合理更節(jié)能的暖通空調(diào)，打造節(jié)能環(huán)保新技術(shù)，具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉成.暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗的影響因素分析[J].黑龍江科學(xué)，2019（4）：54～55.

[2] 吳慧娟，王聰.暖通空調(diào)系統(tǒng)施工階段的影響因素分析[J].現(xiàn)代裝飾（理論），2012（4）：134.

[3] 陳明卓.暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗的影響因素分析[J].電子樂園， 2019（2）：212.