暖通空调系统节能设计要点分析

暖通空调系统节能设计要点分析

谷宇新 1 饶映明 2

1. 南京市建筑设计研究院有限责任公司 江苏南京 210000 2. 中建八局第三建设有限公司 江苏南京 210000

摘 要：随着我国城市化进程的推进，促使建筑行业技术的革新也在与时俱进，能源危机和可持续发展的理念深入人心，人们也越来越重视降低建筑能耗的重要性。据某公共建筑能耗分项计量的数据统计，采暖通风和空调设施的耗能占据较大比重。本文结合了分析如何合理的应用暖通空调系统的节能技术，既能够满足人们生活、工作的舒适度要求，也能够满足建筑节能的需要。

关键词：暖通空调系统；节能技术；实际应用

前言：

经济社会的快速发展使得能源消耗越来越大，近年来能源的保有量和发展速度已很难及时满足经济发展的需求，“建筑绿色节能”才是实现经济社会和环境可持续发展的必由之路。要想实现建筑的绿色节能，就要加大科技和成本投入，而这将会与建设单位的利益相冲突。在暖通设计过程中，通过对空调设备技术进行合理的完善，在节能方面得到了很大进步。

1、节能科技应用于暖通工程的必要性

暖通工程在现代建筑的各组成部分中占据重要地位，将先进的绿色节能技术巧妙地应用到暖通空调系统中，在满足人们日常生活所需的前提下，尽量节能减排，兼顾经济效益和环境效益。随着人民生活水平的不断提高和房地产建筑行业的快速发展，暖通工程在房屋建筑中越来越普及，而其能耗在整个建筑系统中所占比重已超过30%，要缓解出现在能源消耗和环境保护之间的矛盾，就要利用科技手段将节能技术巧妙应用到暖通设计中，在保障人民生活水平的同时，尽量降低能耗，实现人与自然的可持续发展。研究发现，提高绿色节能技术在暖通工程中的占比，可有效节省能耗高达50%，不仅节省用户的电费支出，还能节约资源保护环境，创造经济、环境和国家的多重收益。随着时代不断发展，建筑规模也在不断提升，在这种背景下暖通空调设计也出现了很大的变化。科学发展日新月异，绿色节能技术层出不穷，各种绿色节能技术的侧重点不同，对应用到暖通工程中的效果更多关注。综上，绿色节能技术的应用对暖通工程意义非凡、影响重大。

2、暖通空调节能技术的应用

2.1置换通风方面的技术

人们越来越注重生活品质的提高，室内空气质量的保障很大程度上依赖于暖通工程的通风系统，提高通风系统的换气效率是保障室内空气质量的基础，也是居民身心健康的重要保证。通常情况下，会以调节新、回风阀门方面的开度来确保空调的最低新风方面的运行。过渡季节可通过机械方面的通风形式，将室外的新风引进。亦可以将外窗开启的方式进行自然方面的通过，从而控制室内的预热，尽可能的降低空调机组的运行时长，并控制空调实际运行的能源消耗情况。同时，新型的节能空气的调节形式受到了业界人士的大力称赞，一般会通过置换送风的方法，把室内人员所处的活动区实际的温度的新鲜空气，缓慢的送至人员活动区内。此外，还可以提升室内的空气质量。人员活动区不洁的空气浓度，只能够达到传统混合通风系统的45%。由此可见，合理的应用置换通风方面的技术，不但可以降低能源的效果，同时还能够保证室内的空气质量，以及热舒适度。最后，在智能建筑水平飞速发展的背景下，变量空调控制系统早已变成智能建筑中不可缺少的部分。在实际应用过程中，变风量空调可以根据实际需求进行改变，与普通的控制模式相比，在节能和环保方面有着很大优势，也满足可持续发展道路的观念。将系统中风量进行调节也会造成新风量的改变，在确保新风量不发生改变的基础上，采用新风量恒定的方法与方式，对系统进行控制，把流量传感设备安装在新风道中，让传感器精准感受风量的大小，在利用风量设备中阀门的开度，保障新风量在最小背景下的稳定性能，实时跟进更新来满足客户需求。

2.2优化蓄冷系统

蓄冷装置经济性优势的本质在于是利用低谷时的电能，因为峰谷电价存在一定的差异，所以冰蓄冷系统全年运行策略应该为：将夜间低谷时的电能转化成冰量储存，然后在白天电价峰值期间应用。冰蓄冷系统通常根据投资能力、运行策略以及蓄冷模式决定蓄冷量的大小，为了保证蓄冷量能够满足实际需求，同时提高冰蓄冷系统运行的经济型，需要采用科学的运行策略。冰蓄冷系统的运行策略主要包括两种，即蓄冷装置优先与制冷机组优先运行。在整个供冷时段内，通过合理的划分负荷值以及权重比例，制定符合实际运行状况的运行策略，这样既能够保证工程的供冷需求，又能够降低运行费用。在低谷时期进行蓄冷，在评价时段，优先应用需冷量，蓄冷量不足时用机组制冷进行补足，在电价峰值阶段应该尽可能的全部采用蓄冷量，这样能够有效的实现优化供冷以及降低电能消耗和运行成本的效果。

以南京市某公建项目为例，项目设1200RT离心式冷水机组3台、300RT高效螺杆式冷水机组1台、500RT双工况高效螺杆式冷水机组2台，冷水机组设计空调工况制冷量1720kW。单台双工况高效螺杆式冷水机组制冰工况制冷量1210kW(344RT)，系统采用蓄冰装置畜冷，蓄冰装置总有效畜冷量（潜热）为5500RTH，供冷季，空调24小时运行，在电价低谷段，开启常规机组制冷，双工况机组进行蓄冷运行；电价高峰段空调负荷主要由蓄冰槽进行供冷，电价平谷段由蓄冰冷槽与常规空调进行制冷。通过运行期间数据统计，若不运行冰蓄冷系统，空调负荷用电约占40%的总用电负荷，采用冰蓄冷后，转移了高峰用电负荷，可削减负荷高峰20%~30%的用电，全年可节约用电费用约为200万元，可见冰蓄冷系统有良好移峰填谷的作用。

2.3变频技术应用

和传统的技术相比，使用变频技术的空调所消耗的功率只占传统空调的百分之六十，从而能够促进暖通空调的设计优化，减少能源消耗，达到能源节约，保护环境的目的。在实际的设计过程中，还需要考虑到空调负荷动态变化，可以在处理机组和循环水泵中装备调速变频电机，从而促进风柜和水泵能够适应空调符合的变化规律。如果空调的符合比峰值符合要小，就应该合理使用变频设备，对水泵和风机进行适当的调整。

2.4室内环境监测与控制

自动管控系统能对建筑物的各个楼层分别进行环境监测，与传统空调不同，借助绿色节能技术，暖通空调可通过辐射制冷等方法对室内的含氧量、湿度和温度等指标同时进行调控，既满足人体舒适度的感官要求，又能做到有效减排。暖通空调主要有两大功能，调节室温和室内除湿，除湿负荷耗能将近占空调总耗能的一半。目前，新式暖通空调的主要发展方向是将温度和湿度分开控制，实现独立调控。将室外的新鲜空气除湿后再送进室内，这一技术可有效避免传统除湿方式中冷凝时发生的冷热抵消，大大降低了不必要的能源消耗而不影响换气效果，是公认的未来空调发展的主流方向。

2.5可再生能源利用

我国大多数地区都有非常丰富的太阳能资源，能源的开采也非常方便，只有较少的限制条件，而且还是没有污染的清洁型能源。面对我国如今越来越严重的环境污染问题，使用太阳能资源，也有利于环境的发展。由于太阳能空调在季节的适应性方面有良好的表现，即在夏季随着气温升高以及太阳辐射的不断增大，太阳能所提供的动力也将更加强筋和持久，而这也正好同面临夏季高温问题的人们对制冷的高度需求保持一致。同时暖通空调应配备供冷系统和蒸发冷却技术以及地源热泵技术，利用自然冷源，是相对比较节能的系统，蒸发冷却技术也是利用天然水做制冷剂，在暖通空调运行时对环境也不会构成污染；地源热泵技术在运行上基本稳定，只需要利用地下水和土壤作为冷热源，且不需要别的冷却设备和辅热材料，不会对地下水造成污染。储存在地表浅层的热源，能够循环进行应用，其为典型的绿色能源，以及可再生能源的方式，同时为绿色建筑技术的主要表示方式。

3、结语

总之，暖通方案的设计要具备一定的实用性和科学性，在符合国家相关标准和制度要求的同时，还要避免浪费资源和污染环境的情况发生。不断提高设计、施工和管理水平，使绿色节能技术尽早在暖通工程设计中得到广泛应用和普及，降耗节能才能落到实处，才能为经济社会和人居环境的可持续发展做出应有的重要贡献。

参考文献：

[1]高向娜.实现绿色建筑暖通空调设计的技术措施[J].黑龙江科技信息,2017(06)

[2]黄厚清.建筑暖通工程中新材料的应用与质量控制策略探讨[J].四川水泥,2018(8)