关于暖通空调系统节能设计的有效措施

　　摘要：随着经济的发展，暖通空调设计是一个评估建筑工程项目的好坏与否和经济效益高低的关键之所在。进入新世纪以来，中国经济的飞速发展令世人瞩目，但随之而来的能源问题，已引起党和政府的重视，当前节能减排已上升为各级政府执政时的一项重要任务。建筑能耗在能源总消费中所占的比例越来越大，而暖通空调系统在建筑能耗中占重要比重本文分别从暖通空调系统的环保节能设计，热能回收，可再生能源的空调系统以及暖通空调系统自控策略四个方面探讨了暖通空调系统节能设计的措施。
　　关键词：暖通空调；系统；节能设计；措施
　　前言
　　由于暖通空调系统的节能占建筑节能的主要部分，因此暖通空调系统的节能不仅关系到人们的冷暖、健康、安全、工作效果和产品质量，还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染是关系国计民生和国家可持续发展的重要行业。所以，在空调设计中应注意改善围护结构的热工性能和热设备的保温性能；空调系统方案要节约能源，充分回收能量，并尽可能利用可再生能源，同时采取自控节能等措施。使暖通空调系统具有并发挥经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用，使其对国民经济的发展和人民生活的提高带来正面效应。目前，在我国建筑暖通空调领域开展节能减排工作，要在工程设计和节能技术开发及可再生能源的循环利用上下工夫，充分利用政府行政监管和市场经济的利益引导机制，让建设方和使用方重视节能，从而实现节能减排的任务。
　　1暖通空调系统的环保节能设计
　　1.1改善暖通空调系统的设计
　　（1）空调系统的节能设计原则：a.系统末端应保证各个房间（楼梯间除外）的室内温度能独立控制；b.便于实现分户或分室（区）热量（费）分摊的功能；c.管路系统简单、管材消耗量少、节省初投资；d.设计中采用高效节能产品。暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。空调系统的设计对系统的节能运行起着重要的作用。
　　（2）改善围护结构性能。对于暖通空调系统而言，通过围护结构造成的冷热损失在整个空调系统能耗中占有一定比重，而围护结构的保温性能决定围护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过围护结构消耗的能耗所占空调负荷的大小。因此，提高维护结构的保温隔热性能在空调系统节能中是十分必要和可行的。
　　1.2采用合理的冷热源
　　对系统设计中的设备进行合理选型是影响空调节能的关键因素，合理配置中央空调系统的冷热源对节能和能源合理利用关系重要。中央空调系统常用的冷热源配置方式有电制冷冷水机组加锅炉、热泵型机组和溴化锂吸收式机组等。实际工程中应根据建筑物的使用性能及当地的市政条件综合考虑，选用合理的冷热源方式。例如：溴化锂机组的能效比（制冷量/消耗的热量）虽然较低，但适用于有废热和余热可利用的地方，如热电厂等附近。
　　1.3采用蓄冷系统
　　各地区经济发展不平衡，但程度不同地存在着电负荷峰谷差较大的实际，在用电高峰时电力供应不足，而在低谷用电时供应过剩的浪费。在实施电力峰谷电价的地区，就可以采取低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量，高电价时段再将冷量释放出去，这会对整个电力负荷的移峰补谷工作起到很好的效果，并能产生较好的经济社会效益。
　　1.4采用变频应用系统
　　变频技术在现在空调系统的使用中成为一种必然性，不仅能有效地改造空调系统运行的某些不足，还能较大地降低能耗、节省运行费用。采取变频技术的原因是：
　　（1）设计人员在进行设备选型时，通常会预留一定的富裕量，事实上设备很少会在全负荷下运行，有时甚至不可能出现全负荷运行的情况。（2）建筑物由于使用环境的变化，负荷也会发生相应的变化。建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而产生波动。正常情况下，空调设备只能按设备的额定功率运行。当负荷降低时，设备仍以额定功率全负荷输出运行。这就必然造成能量的浪费。如果使用变频技术，使空调设备的输出功率随着负荷的增减而变化，就会起到明显的节能效果。根据空调负荷状况，改变水流量或风流量能有效地实现节能。（3）变风量（VAV）空调系统是通过末端装置来补偿室内负荷的变动，调节室内送风量以维持室温。变水量系统（风机盘管）是通过水量控制的方法来调控温度的。通过对水量、风量及主机的变频控制调节，可以实现所需空调负荷的用时匹配，使其达到节能的目的。
　　2开展热能回收工作，最大限度地利用能源
　　2.1热回收装置
　　空调系统耗能的特点之一是大量余热的浪费。热回收装置可在空调系统运行过程中，使状态不同的两种流体通过某种热交换设备进行总热（或湿热）传递，不消耗或少消耗冷（热）源的能量，完成系统需要的热、湿变化过程，从而达到节能的目的。在建筑物的空调负荷中，新风负荷所占比例比较大，一般占空调总负荷的25%～30%。为保证室内环境卫生，空调运行时要排走室内部分空气，必然会带走部分能量，而同时又要投入能量对新风进行处理。如果在系统中设置能量回收装置，用排风中的能量来处理新风，就可减少处理新风所需的能量，降低机组负荷，提高空调系统的经济性。
　　目前常用的做法有转轮式余热交换器、板翅式换热器、热管换热器、建筑结构蓄热（冷）、热回收环、热泵系统等热回收装置和系统。其中前四种属于直接接触式热回收装置，热回收环、热泵式两种则为间接式热回收装置。如果热泵与直接接触式热回收设备联合使用，其热回收效率比单一设备要高得多。工程中有转轮式热回收与热泵的联合工作系统，热管热回收与热泵的联合工作装置等。
　　2.2热回收措施
　　（1）排风余热回收
　　充分利用排风的能量，对其进行回收，从而对新风进行预冷或预热，减小新风负荷是暖通空调节能的重要途径。排风余热回收可分为显热回收和全热回收，热回收设备可大致分为转轮全热交换器、板式显热交换器、板翘式全热交换器、中间热媒式热交换器和热管式换热器等等。