暖通空调系统节能途径及未来的设计方向

暖通空调系统节能途径及未来的设计方向

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（1身份证号：1371523199003075962，山东省济南市250000；

2身份证号：2371482198512270352，山东省济南市250000）

摘要：随着现代人们的生活理念和方式的多样化、细节化，对于建筑物内的环境要求也日益增加。舒适和高品质的居住环境成为人们追求的趋势。暖通空调系统的节能已经不再是新兴问题。因而，暖通空调技术的创新势在必行，暖通空调行业其新产品、新技术、新材料的发展与创新，在今后的建筑发展中起着至关重要的作用。

关键词：暖通空调；节能；设计

一、暖通空调系统节能的途径和方法

1、合理选择冷热源系统

热源的种类有热电站，热泵,直燃型溴化锂吸收式冷热水机组，区域锅炉房，小型锅炉房等。其中以热电联产的能量利用率最高，其次地源热泵(尤其是土壤型)也在优先考虑范围,可以节能30％左右；而直燃型溴化锂吸收式冷水机组供热式效率,相当于燃油或燃气锅炉;对于锅炉房来说,大型锅炉房明显优于小型锅炉，而且还能减少S02粉尘等污染物的排放,有利于环保,目前在国内常用空调冷源有两大类――以电能作动力的压缩式制冷机和以热能为动力的吸收式制冷机。各种机型在不同的制冷量范围内其制冷性能系数相差很大，在选用时应对各种机组进行具体分析比较。一般来讲大型建筑物的冷源宜选用能耗比较低的大型机组。另外采用空调蓄冷系统可以有效地做到合理用电，缓解电力负荷的峰谷差现象，以谷补峰，减少电力及空调制冷装机容量，起到明显节约运行费用的作用。

2、推广使用可再生能源或低品位能源的空调系统

随着空调系统的广泛应用，空调对不可再生的能源消耗将大幅上升，同时对生态环境的破坏也日益加重。如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要研究课题。热泵空调技术就是在这种形式下发展起来的，热泵是指依靠高位能的驱动，使热量从低位热源流向高位热源的装置。它可以把不能直接利用的低位热能转化为可直接利用的热能，从而达到节约部分高位热能的目的。热泵提取的低位热源是室外空气，地表水或地下水，地下恒温层土壤热及其废热余热，另外，利用太阳能供热和制冷技术也在进一步开发和应用中。

3、改善建筑维护结构的保温性能，减少冷热损失

我们知道对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例，而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数，尽可能降低空调系统能耗。空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的，人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度，甚至仅空气温度，显然是不全面的，势必带来许多问题。如空调系统对人体的作用不直接、环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式是不节能的。热湿环境研究成果的应用，为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标，即体感指标作为空调系统的调控参数，如采用PMV-PPD指标对空调系统进行调控，可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。

4、空调新风量影响空调系统的能耗

空调新风问题是影响空调是否节能的一个方面，新风量过多会增加其负荷，进而增加电耗，新风量过少则会影响空调环境的质量，因此针对具体的空调环境做好送风温度和新风比例的调整非常有利于节能。比如，对于夏季需供冷、冬季需供热的空调房间，室外新风量愈大，系统能耗愈大，在这种情况下。室外新风应控制到卫生要求的最小值。而在过渡季节，空调室内一般不需供冷或供热，可全部采用新风，这种方法是空调系统最有效的节能措施之一。

5、从系统运行上的管理节能

一是加强中央空调的运行管理和控制设备的调节控制。在空调能耗中。有很大一部分是由于管理不善而引起的，应加强对空调操作人员的培训，提高管理人员素质，实行空调操作人员操作证制度。另外，集中空调实行计量收费是建筑节能的一项基本措施。每一个有效节能的空调系统都应配置相应的调节控制设备，如自力式流量控制阀、压差控制阀、温度控制阀等。在控制模式上需根据建筑物的具体功能、气候条件、使用状况等灵活处理，无统一的模式循环。

二、暖通空调系统节能的设计方向

1、要合理的选择热源系统

在设计暖通空调节能系统时,要根据具体的工程建筑选择实用有效的热源系统。一般来说,当前国内市场上的热源种类主要有热电站、热泵、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、小型锅炉、区域锅炉房等。而从能量利用效率上来看,其中以热电站的效率最高,其次是热泵技术。

热泵是以大自然中蕴藏着大量的较低温度的低品位热能为热源,如以大气、地表水、地热或工厂排放的废水(气)为热源,通过压缩机的工作从这些热源中吸取其中蕴藏着的大量较低温度的低品位热能,并将其温度提高后再传给高温热源。热泵按热源的不同可分为:空气源(风冷)热泵。目前的产品主要是家用热泵空调器、商用单元式热泵空调机组和热泵冷热水机组。地源热泵(尤其是土壤型)可以节能30%左右,而直燃型溴化锂吸收式机组供热式的效率相当于燃油或燃气锅炉,对于锅炉房来说,大型区域锅炉房明显优于小型锅炉。通过这些科学的分析,设计人员在设计暖通空调节能系统时,就可以根据工程建筑自身的情况,选择合理的可行的热源系统,因为不同地域不同建筑工程的需要和条件不一样,所以从设计阶段开始就必须注意对热源的选用。

2、在设计时必须考虑到减少热媒介输送过程中能耗的主要措施

一是在设计要求材料的选用上,可以制定选用保温效果好的新型保温材料对管道进行保温节能,如在设计上采用热水预制保温直埋管等。二是在能力的输送系统管理的设计上,可以选用计算机系统对供暖系统进行全面的水利平衡调试,采用以平衡阀及其专用智能仪表为核心的管网水力平衡技术,以便科学有效的实现对管网流量的合理分配和控制,进一步提高输送能量的效率,以达到节能的效果。三是在设计时考虑实用性强的动力传输系统,力求在设计时对动力系统的优选,以保证在实际施工和使用中实现节能的效果。可以选用效率高、部分负荷特性好和大温差、低流速、低摩阻管道,输送效率高的载能介质的动力设备,这样就可以有效的减少输送过程的能耗,从而提高输送效率,既改善供暖质量又节约能源。

3、在设计上合理选择采暖、通风与空调相结合的节能系统,采用科学的空调方式有效的降低负荷

根据具体工程建筑的需要,依据技术标准,在设计时应注意朝向、周边区与内区、使用功能的差异等对系统进行选择和划分,同时要考虑分开设置或分环设置以便于控制、调节及管理。比如在采暖中散热器宜明装在外墙窗台下,散热器表面涂料及安装形式、南北向房间系统宜采用分环设置等措施。在通风空调系统的设计上,采用不同朝向、内外区系统应分开设置或分环设置,或采用多分区新风机、多分区空调机系统,对内外区分别输送不同参数的风,风量也可分别调节与控制,从而避免不同区域出现过冷或过热的能量浪费现象。

结语

总之,只有克服暖通空调系统设计在目前存在的问题,才能实现暖通空调的经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用。此外,在暖通空调系统节能技术的研究方向上必须与世界接轨,从实际使用上实现暖通空调系统的节能。

参考文献

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[2]付光亚分析暖通空调节能问题及措施[J].民营科技2013（01）

[3]巫江虹，冯长溪.制冷空调系统节能技术与管理[J].能源研究与利用，2014，12（03）：14-15