建筑暖通空调设计中的节能减排技术研究

建筑暖通空调设计中的节能减排技术研究

李贵平

香港华艺设计顾问（深圳）有限公司 广东深圳 518000

摘要：随着社会经济的不断进步发展，暖通空调已逐步走进千家万户，其采暖、通风和空气调节的一体化功能保证民众居住环境的舒适性。但同时空调所造成过量能源消耗以及环境污染问题也需要得到重点关注，在建筑暖通空调设计中应用节能减排技术具有重要的意义。本文选择对应用新排风全热交换器、过渡季节采用全新风运行、空调回风管设置CO2探测器、控制机组整体运行和选用保温环保材料的节能减排技术进行研究。

关键词：建筑；暖通空调设计；节能减排理念；技术

引言：

为实现国民经济长足发展，做好环境治理与能源节约工作是高度必要的，建筑行业是践行此理念的重要部分，在进行建筑暖通空调的设计时，应当对节能减排技术进行合理运用，在保证暖通空调可以达到预设节能减排目的的同时，减少其所产生的能源损耗与所造成的环境污染，真正做到绿色建筑理念的全面普及与应用，同步实现经济发展与环境保护。

1 应用新排风全热交换器

应用新风系统的空调相较于传统的中央空调，在基本的制冷升温功能外，还可以通过进行室内外空气交换来满足通风和空气调节需求。从节能减排理念的角度进行分析，可确定新排风交换器能在相同应用模式下发挥更多价值，具备减少能耗和降低排放的基本空间。热回收器是新风系统降低能耗的核心部件，通常分为显热回收型和全热回收型两类，显热回收器回收的能量主要是新风和排风的温差所携带的能量，并且只能交换温度而不能交换湿度，在室内外温差过大时可能于回收单元中产生凝结水，需要额外增设排水管，并且这些凝结水可能堵塞空气管道降低热交换的效率，导致节能效果变差；全热回收器回收的则是新风与排风在焓差上能量的体现，在节能方面表现更为出色。并且在调节温度的同时亦能通过自动将室外干燥空气送入室内来实现适度的调节，保证其不会因水凝结而影响热交换效率，实现节能效果的有效增加；其次是全热交换在原理上即有更好的节能效果，是实现节能减排要求的直观方式。但目前我国许多暖通空调厂商并未具备生产新排风全热交换器的技术能力，该技术也尚需要一段时间发展来为后续的普及打下良好基础[1]。

2 过渡季节采用全新风运行

在春季、秋季等过渡季节，室外温度尚未明显提升或已出现明显降低，但室内仍然存留着较多余热，并无继续开启制冷主机应用小新风运行模式的必要性，为实现节能减排需要在此时段切换至全新风运行，将此过程中需要依靠电能进行转化的能源基础替换为自然能源，以此实现了节能的根本目的。同时在过渡季节中，应用全新风运行模式通常可以保证室内的空气品质处于较高水平，室内的废气可以直接排出而非部分重新回到循环，满足了使用者对于和室内环境的需求。全新风运行的应用难点主要集中在两部分，其一是部分新风系统在构建阶段由于断面尺寸和进风口数量的限制，不支持进行全新风运行，因而在存在明确过渡季节的区域，应当在设计阶段保证暖通空调有此类功能；其二是对于全新风运行模式的缺乏合理调控能力，大部分用户并无足够的节能减排意识，依托其自觉性进行新风运行模式的变化并不合理，需要重点关注智能自动化体系的建设[2]。

3 空调回风管设置二氧化碳探测器

空气中的二氧化碳约为0.03%，氧气则约为21%，在室内环境下若长时间缺乏通风和空气调节，则可能导致氧气含量逐步减少而二氧化碳含量快速升高，在此劣质空气环境下，人普遍会表现出诸如呼吸道刺激、情绪低落、活动减少、头痛、嗜睡等症状，因此保证室内的二氧化碳浓度处于标准级别是高度必要的。在暖通空调的回风管处设置二氧化碳探测器，基于探测器结果可以实现对暖通空调中通风与空气调节功能的自动运用，避免过度通风换气所造成的能源浪费与温室效应增加影响，同步满足了节能减排的双重要求。此外在部分工业建筑中，暖通空调系统可能会出现二氧化碳排放过高的问题，应用探测器能对其进行全面检测，以确保其不会对环境造成较大破坏。同时空调回风管处过量的二氧化碳沉积会导致室内空气质量受到影响，其中人可能会感到轻微的不适感，在长期作用下可能会产生健康问题，若是选择在室内其他位置设置二氧化碳探测器，则可能难以确定出现了二氧化碳过量情况，因此将探测器设置在空调回风管处是更为合理的[3]。

4 智能控制机组整体运行

建筑暖通空调本质是一个复杂的多机组融合系统，其采暖、通风、空气调节功能均需要不同的机组通过运行来完成。然而从实际运行需求角度出发，很多情况下是无需全机组同时运转的，通过基于环境条件需求来对各个机组进行智能管控，则可以有效降低暖通空调的能源消耗与所造成的环境污染。因此在设计上应当将同一建筑中的暖通空调应用无线或有线网络方式进行连接，并根据传感器的数据来实现全程的自动化调节。如在过渡季节中通过对室内外温湿度的判断，将运行模式自动调整为全新风，以及在回风管二氧化碳浓度偏高时自动开启空气调节，而在室内空气质量良好的情况下进行自行关闭节约能源。此外建筑用户也可以根据需求应用智能设备对暖通空调进行应用，如在办公楼中常会设置若干大型会议室，这些会议室在无人使用的过程中若一直保持空气循环畅通则会造成较为严重的能源损耗，但若是在应用之前临时开启空调系统，则也无法立刻进行应用，因此可以选择利用智能设备提前对会议室进行预定，此处的空调系统之前会以较低效率运行，在接受预定并到会议前几小时时，逐步提升系统运行效率，保证在正式开会时会议室环境可以直接满足要求，在没有预定时也能通过以较低效率运行来实现节能减排目标。

5 选用保温环保材料

保温层是建筑暖通空调中的重要组成部分，可以保证空调制冷介质或是新风携带的低温不会在运输过程中出现丧失问题，在选择材料时保温性能是需要优先考虑的部分，需要对保温材料能起到的节能效果与应用此材料的自身花费进行同步考虑，从而选定出更具备性价比的保温材料；绿色环保同样是保温层材料选择的重要依据，由于暖通空调的设置区域正是人们的日常活动区域，若其会对周围环境造成负面影响则应当尽量避免使用，以及暖通空调中可能频繁出现潮湿问题，若保温材料易出现锈蚀问题则也不适宜进行使用。此外在进行保温环保材料的考虑时，也要对材料的使用寿命进行关注，若该类保温材料会在正常运行的过程中以较高概率发生损坏，需要定期进行更换，则也需要将其纳入成本考量中，以及若是替换下来的损坏材料还会带来环境污染问题，则需要在对其进行选择时更为谨慎。目前常用的节能环保保温材料主要有橡塑材料、玻镁材料和相变储能材料，橡塑材料的主要优势在于成本较低而且适用于各类空调设计情况；玻镁材料则主要用于风管保温，其抗锈蚀、耐高温的能力均相对较强，在要求使用年限的区域可以更好地发挥优势；相变储能材料可以通过改变物理状态来实现能量的释放与存储，一般被用作地板采暖的材料，相较于其他材料可以更为显著地降低能源消耗。

结束语：

综上所述，建筑暖通空调设计中节能减排技术的应用是高度必要的，考虑到暖通空调的复杂性特征，应当将节能减排技术在各个环节进行应用，包括于新风系统的构建中应用全热交换器，发挥其在节能方面的效率优势；以及优化新风系统的应用模式，避免长期高负荷运行来实现节能减排；以及要发挥二氧化碳探测器智能化的综合控制所带来的数据优势，实现对于空气调节功能的适当运用；最后要通过规划好保温材料的选择来达到节能减排目标。

参考文献：

[1]吕晴.绿色建筑暖通空调设计中节能技术的应用[J].四川水泥,20

23(01):117-119.

[2]章见彬.节能减排理念在建筑暖通空调设计中的应用分析[J].科技创新与生产力,2022(04):68-70.

[3]刘国成.关于民用建筑暖通空调系统节能设计策略的分析与思考[J].低碳世界,2022,12(01):107-109.