探讨大型公共建筑暖通空调系统的节能及优化策略

探讨大型公共建筑暖通空调系统的节能及优化策略

杨筱哲

陕西勃博建筑设计有限公司陕西西安710061

摘要：目前全国都在推崇低碳节能，人们越来越重视绿色建筑，而且这也成为不变的一个主题，建筑暖通空调在日常生活中的应用非常广泛，因为它是建筑节能中的优秀代表。我国有许多的大型公共建筑所消耗的能源非常大，在运行过程中所消耗的能源占据了我国大型建筑所消耗能源的百分之三十到百分之六十，因此目前最大的问题就是能源消耗问题。在建筑功能中有一个非常重要的部分就是暖通空调系统，因此目前暖通空调的专业设计人员需要关注的问题就是如何更好地促进我国的能源与经济的可持续发展，并且要将空调系统能源消耗的问题以及有效利用能源的问题充分考虑进去。而建筑结果中最关键的部分就是降低能源消耗，这也是暖通空调中所面临的巨大挑战。这篇文章主要探究大型公共建筑暖通空调节能以及优化的策略，希望给相关的技术人员提供一定的参考。

关键词：大型公共建筑；暖通空调系统；节能与优化

1引言

在公共建筑项目中，暖通空调的重要性不言而喻。它的产生，为公共建筑的室内温度调节提供了基础保证，大大提高了公共建筑的服务能力。但是，在可持续发展的战略背景下，如何减少资源浪费，达到长久有效的发展成了首要难题。因此，对暖通空调进行节能设计，降低能源消耗意义非凡。

2暖通空调的特征

在大型公共建筑中一般都具有办公、住宿、娱乐等等一些功能，因此暖通空调在建筑中的应用在极速扩展，而且它的功能主要是通风、供暖以及空气调节，一般是给人们提供一个比较舒适的温度、湿度的环境。它具有三个特点：首先暖通空调系统之间的构成非常复杂，而且是由冷热源、冷热量的输配管网和房间的末端设备三大部分组成，而且每个部分中还有许多子系统，每个子系统之间也有联系。其次就是暖通空调的形式非常多，在选择的时候比较困难，在选择的时候要将它的造价、运行以及适应性等等进行全面的考虑，一般会选择多种空调系统。最后就是影响暖通空调设计的因素很多，要将气候条件、建筑内外部功能布置等等都考虑进去，而且设计师要将传统的设计理念进行改变，并且利用专业的分析工具来将符合我国节能政策的措施找到，真正做到低碳节能。

3暖通空调的设计原则

暖通空调的设计首先应尊重舒适原则。建筑物内的温度、湿度、平均辐射温度、风速、劳动强度等指标是影响暖通空调热舒适度的主要因素。建筑物的暖通空调节能设计是在舒适度及节能中达到一个平衡。片面的追求凉爽等效果，不仅造成资源浪费，也不利于人员的健康。因此，绿色公共建筑中暖通空调节能设计任务主要是在满足人员舒适度的前提下，针对性的降低空调冷热源及输配系统的能耗。空调系统的冷热源能耗主要由建筑物所需要的冷热负荷决定，影响建筑物的冷热负荷主要有室外气象参数（如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等），室内空调设计参数，维护结构的传热特性，室内人员密度、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的选取等。空调输配系统的能耗受输送空气量，水量，风系统及水系统的系统形式、送风温差、供回水温差、送风送水流速、空气处理设备和冷热源设备阻力和效率等因素有关。

4暖通空调系统节能优化的措施

4.1优化变频暖通空调系统

随着我国变频空调的发展人们对于空调的认识也越来越深入，在市面上有许多家用空调有了变频这一功能，虽然它的价格比普通的空调略高，但人们还是可以接受的。因此在大型公共建筑中暖通空调系统也可以将变频技术应用进去，虽然在刚开始的时候投资会比较高，但是到了后期就会节约许多资金，而且还能很好的实现节能减排的作用。暖通空调主要由水系统和风系统构成，因此在耗能方面也是一样的。在水系统方面优化的方式主要是将冷水机组和循环水泵的能耗进行降低，而风系统则是将送风机的耗能进行降低。因此将变频技术应用在大型公共建筑暖通空调系统中能够有效降低耗能。

4.2精确负荷计算

公共建筑暖通空调系统节能设计应首要考虑的因素是确定室内设计空气温、湿度参数以及进行精准的负荷计算。根据社会上对公共建筑暖通空调在不同季节中温度调节运行过程进行分析可知，当室内温度在夏季下降1℃，或者室内温度在冬季上升1℃情况下，公共建筑暖通空调成本投入约上升6%，并增加8%左右的能源消耗。为了使夏季室内最低温度得到有效调节与能源合理消耗，可运用tn=22+(tf-21)/3的公式进行计算，其中需要带入的未知数tf为想要计算区域的夏季室外温度值。例如，长春tf=32℃，通过公式可得出等式tn=22+（32-21）/3=25.6℃，则可确定公共建筑暖通空调系统调节至26℃最为适宜，且同《公共建筑节能设计标准》的夏季规定温度26℃--28℃不谋而合。为了使公共建筑暖通空调系统节能设计更加科学高效，应尽量在符合公共建筑舒适度前提下，采取夏季选用上限值、冬季选用下限值形式对空调系统进行调节控制。与此同时，减少设计负荷的有效途径还包括对温湿度参数优化、合理选择相对湿度设计值的方式，并同时杜绝出现“大马拉小车”这种不符合环境与空间需求的不节能现象。

4.3冷热源节能分析

（1）合理选用冷水机组。制冷机组的选择需结合项目实际运行情况进行合理分析。机组的选择尽量大小搭配，且机组之间需考虑互为备用和切换使用的可能性。机组的选择依据负荷特性对比不同的搭配组合式方案，优先选用即节能初投资，又能节约能耗的组合方式。并联运行的机组至少选择一条调节性能好，能保证部分负荷条件下仍然能高效运行的机组。（2）选用冰蓄冷空调系统。冰蓄冷系统其主要的优点就是能够转移制冷机用电时间，减少了高峰用电期的用电负荷状况，其充分利用了低谷时的剩余电力，提高了电网的负荷率，降低了使用成本。不过其主要的缺点在于其投资较大，管理复杂，设备运行的可靠性还有待于进一步提高。充分了解项目所在地用电特性及政府对低谷用电的鼓励性政策。（3）自然冷源的应用。自然冷源作为一种新兴能源，其在日常生活中的应用也越来越广泛，为低碳社会的建设做出了不小的贡献。其目前的主要几种应用方式为直接引入式新风系统、乙二醇干冷器热交换系统、热管技术等等，在对自然冷源进行运用时，要做好对其能量贡献率和利用率的计算分析，通过CFD软件来进一步预测暖通空调的效果，验证其可行性，方能创造出绿色、低碳效益。

4.4优化暖通空调系统的变水量

在暖通空调的水系统中耗能最大的部分就是冷水机，因此冷水机耗能的降低能够很大程度的将大型公共建筑中能源消耗的问题进行解决，在实际运转中，暖通空调大部分时间运行的时候就是部分负荷运行，因此系统水量也会由此而发生变化，这也能在一定程度上实现节能减排，根据我国目前的经济技术发展来说，空调技术的改进实际上取得了很好的节能减排的效果。

5结束语

总之，随着当今社会可持续发展政策的深入发展，各行各业对在经济发展的同时，均开始思考节能环保与企业的有机融合，公共建筑暖通空调系统也不例外。因此，人们应从树立公共建筑暖通空调环保节能意识开始，加强对中央空调系统动态系统运行节能的有效控制，使得我国公共建筑暖通空调为人们带来舒适环境的同时，可达到节能环保目的。

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