浅谈暖通空调节能设计及应用

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【摘要】建筑行业里节能问题日渐显著，建筑节能的主要部分就是暖通空调的节能。这关系到千家万户的冷暖，更关系到建筑产品质量和人们的健康安全、国家能源安全、资源消耗。我国建筑业发展正逐步壮大，建筑及相关行业对能源的消耗越来越多，建筑行业所消耗能源占据社会总消耗能源近40％，而且正在呈上升趋势。暖通空调节能势在必行，有实际意义。

【关键词】暖通空调；节能；运行管理

1 概念及意义

1.1 暖通空调的概念

暖通空调包括采暖、新风、空气调节这三个方面，暖通是建筑设计工种中的一个分类名称，包括制冷供暖系统，新风系统，排风（排油烟）系统等的综合设计，是建筑的一个组成部分。从建筑设计来说，他是建筑设计的一个分项。

而暖通空调的节能技术是指在采暖方面尽可能用最少的能源得到最多的热能。他包括热泵；土壤、地表水等冬季比室外温度高，夏季比室外温度低的特点，来提供冷量和热量，另外还有被动式太阳房、热电联、太阳能等等。

1.2 暖通空调节能设计的意义

随着人们生活水平越来越好，城市建设越来越大，暖通空调系统用的越来越多，相关的能源消耗也越来越多，能源供求将出现新的矛盾。为解决矛盾，采取节能技术，可使现有空调系统节能近50％。因此，在暖通空调系统中考虑节能具有重要的意义。

2 目前我国在暖通空调行业节能方面发展现状及存在的问题

我国建筑行业发展历史相当悠久，有着几千年的文明，自古人们就有利用自然界的天时和地利的优势，来优化建筑内部取暖和通风。但由于越来越多的建筑需求，人们对采暖、通风和空气调节使用大量的人工方法，能源消耗大的惊人。近年来，节能的呼声越来越强烈，暖通空调节能在我国实施越来越完善，有许多公共建筑的节能设计给建筑节能树立了很好的榜样。但是从宏观上来看，我们的暖通空调节能还存在以下问题：

2.1 在设计、施工方面存在的问题

很多非专业人员从事暖通工作，在施工中遇到调整方案问题不能及时正确的处理，最终导致系统出现无法挽回的不良后果，给系统的运行、管理留下隐患。

2.2 对节能方案的评价方法存在的问题

随着对节能和环保要求的不断提高，很多新技术和方案出现，但每种技术方案都存在各自的优缺点。面对如此众多的设计和方案，从不同的角度看问题，评价结构有很大差异，甚至完全不同。设计人员在缺乏对设计方案正确评价方法的情况下，显得无所适从。错误的评价方法将会起到误导作用，势必造成极其严重损失。

2.3 运行管理中存在的问题

很多工程实施过程当中，在暖通空调设计和施工完成之后就投入了运行，不注意对暖通空调操作人员的培训，很多操作人员不具备必要的暖通空调基本理论常识，也不懂得根据室外参数的变化进行相应的调节。

3 关于暖通空调节能的设计及应用

3.1 暖通空调能耗的组成

暖通空调系统消耗的能源主要由供热、制冷负荷的确定以及空调系统的正确合理配置、空调系统正确的布置和空气调节设备的选择以及空气调节负荷为依据的。暖通空调节能的关键是空调外界负荷和内部负荷同时决定。暖通空调的负荷确定是建立在克服室外环境影响的基础上，以减轻室外对室内的热作用。并且充分利用室外环境中的有利因素，使之对改善室内热环境起到积极的作用。

3.2 建筑规划设计阶段的节能措施

规划设计是建筑节能设计的重要方面，规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究，以优化建筑的微气候环境，有利于节能，充分重视和利用太阳能、冬季主导风向、地形和地貌等自然因素。

3.2.1 绿化

建筑旁边的绿化不但有防风、隔声、防尘和美化环境的作用，而且对于建筑节能也有重要作用。树木可通过叶面蒸发，从而降低空气温度；树木有很好的遮阳作用，使建筑物直接受到的太阳辐射及从地面得到的辐射热减少；树木有引导风及挡风的作用。地面会反射太阳辐射，而且其本身温度升高后又会成为新的热辐射源。夏季由于太阳光照射，屋面温度比气温高得多，最高达80℃以上；寒冷的冬季之夜，屋顶将大量的热量散射到大气中，因此它的温度比气温低，最低可达-20℃。由此可见。全年屋顶的温差就可达100℃左右，给暖通空调系统产生了很大负荷。水分蒸发需要大量的热量，所以夏季绿化屋顶表面的温度仅有20-25℃。绿化屋顶上的大部分太阳热量消耗在蒸发水分上，因此这部分热量就不会使屋顶结构表面的温度继续升高，房屋内的温度也不会上升很高。

3.2.2 热泵技术

所谓热泵，前是靠位能拖动，迫使热量从低位热源流向高位热源的装置。顾名思义。热泵也就是像泵那样，可以把不能直接利用的热能（如空气、土壤、水时热以及太阳能、工业废热等）转换为可利用的高位热能，从而达到节约部分高位能（煤、石油、天然气、电能等）的目的。因此，利用低位能的热泵技术是一条极重要的节能途径。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，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。热泵技术有三大优势：

（1）长期大规模地利用低温热能，可以把生活中不用的低温热能利用起来。

（2）它是目前世界上最节省一次能源（即煤、石油、天然气等）的供热系统。它能用少量不可再生的能源将大量的低温热量提升为高温热量。

（3）它在一定条件下可以逆向使用，既可以供热，也可用以制冷，即一套设备兼作热源和冷源。另外，由于能够有效地降低一次能源消耗，因而可以减少CO2气体和其它燃烧产生的污染物的排放，是一种可持续发展的建筑节能新技术。理论和大量的应用实践都说明，热泵技术具有很好的节能作用。

3.2.3 排风余热回收技术

利用热回收装置对排风和新风进行热交换，可以降低新风温度和湿度。具体做法为:在排风出口安装热交换器，排风和新风分别通过各自的通道进行间接接触换热；利用排风余热来预热新风，从而达到回收排风余热的目的。这样，不但节能，而且改善了室内空气质量。应当说这项技术的应用在我国还处于起步阶段，进一步提高产品的性能和质量，并且使其易于与各种不同的建筑相结合，便于安装使用，是这项技术的主要研究方向。

3.2.4 变流量技术

供热、制冷系统的设计是按照比较不利的气象条件进行的，所以在绝大部分时间内，实际负荷小于设计热（冷）负荷，在一天之内也是不断变化的。水和空气作为热和冷的载体，其流量也应当是随着负荷的变化而变化。何动态地控制系统的流量，既能满足经常变化的负荷要求，又能最大限度的节省能耗，是暖通空调领域近年来的技术热点之一。

对系统的流量调节，传统的方式是改变系统的阻力，即用阀门调节。这种方式显然是不经济的，因为是以消耗流体的机械能为代价的，这些机械能是需要泵和风机提供的。为了避免这种无谓的能量消耗，对于系统的集中调节，采用改变系统动力的方式，而不采用改变系统阻力的方式，已成了人们的共识和技术潮流。

4 结束语

对暖通空调系统节能存在的问题给予重视，暖通空调才能给千家万户带来便利，才能充分发挥它的经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用。节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统、建筑系统节能的基础，需要得到政府部门的重视和支持。同时，暖通专业工作者，都有义务在暖通空调的节能领域里积极地贡献自己的力量。

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