大型公共建筑暖通空调系统的节能及优化
【摘 要】现阶段，社会经济发展策略是低碳节能，而暖通空调系统的节能和优化是大型公共建筑重要内容。在居民生活质量水平不断提高下，对于暖通空调系统性能提出严格要求，特别是大型公共建筑项目，暖通空调系统造成的能量消耗通常占据建筑工程能耗50%之上，因此大型公共建筑的节能就是减小暖通空调系统的能耗。本文主要对大型公共建筑暖通空调系统的节能和优化进行了分析与探讨。
【关键词】大型工程建筑；暖通空调系统；节能；优化；
暖通空调系统作为建筑主要构成部分，必须加强暖通空调系统设计的科学性与合理性。在社会经济快速发展形势下，我国出现许多大型公共建筑，因此暖通空调系统的设计必须要满足时代不断发展的需求，实现社会、环境和资源之间的协调发展，有效减小暖通空调系统的能源消耗，从而实现环保与节能目标。同时，加强大型公共建筑工程项目的应用性能，可以使建筑企业获取的更大的经济效益与社会效益。
一、暖通空调系统特点
大型公共建筑暖通空调系统的组成比较复杂，可以相互耦合，主要由冷热源和房间冷热末端以及冷热量输配等相关系统组成，而且其中各个系统都包括大量的子系统。而暖通空调系统关系到所有子系统间的耦合与关联，难以求解。目前，暖通空调系统具备许多种类型，选择比较复杂，为了能够实现有效控制相同空气环境的目的，一般情况下会选取多种模式的空调系统，比如说大型公共建筑项目，难以有效选取暖通空调系统，因此必须综合分析适应性和运行能耗以及造价等相关要素，才可以选择适宜的暖通空调系统模式[1]。另外，大型公共建筑暖通空调系统在设计过程中受到需要要素的影响，例如气象条件和建筑内部热扰和建筑应用需求等，而且这些都存在动态性特点，特别是建筑工程围护结构的传热和气象参数等。此种状况下，大型公共建筑暖通空调系统的设计人员，应该在低碳节能的基础上，打破传统的设计理念，而且还要利用动态分析设备，制定合理的节能优化对策，从而实现大型公共建筑暖通空调系统的节能目标。
二、暖通空调系统现状分析
（一）设备选型
在进行大型公共建筑暖通空调系统的设计时，常常会发生设备选型不合理问题，并且综合分析系统负荷和设备性能。大量数据调查表明，在最热的室外环境下，许多建筑暖通空调系统的制冷机组依然处在闲置状态，同时许多建筑也未达到满负载的状态[2]。目前，设计师在大型公共建筑暖通空调系统的设计过程中，主要依据设计手册中相关设计方案或是冷热负荷估算等，然后就明确冷热负荷，所以总负荷要比实际大，造成装机容量和水泵配置以及管道直径都超过了实际要求， 从而严重损耗能源。
（二）水系统
在大型公共建筑暖通空调系统的设计过程中，水系统通常为定水量系统，由于设计水流过程中，依据最大负荷和5摄氏度的供回水温差，可是在实践运行时很少会发生最大负荷状况，通常并不会处在最大负荷状况下运行，因而就发生大流量小温差问题。
（三）热回收
对于大型公共建筑暖通空调系统而言，大部分设计工作人员忽略了系统的热回收问题。由于新风的引入，就必须对室内部分空气进行排出，而排气温度和大气温度间存在明显的差距，例如制冷室的温度为27摄氏度，而室外的温度为34摄氏度，把27摄氏度的气体排放至35摄氏度的空气中，必然造成能量的严重损失[3]。但是利用热回收的交换装置，可以在新风处理之前，与排气实施热交换，从而在一定程度上减小新风的温度，从而减小新风机组的负荷，最后实现节能目标。
三、暖通空调系统的优化与节能
（一）变频暖通空调系统的优化与节能
近几年，居民对于变频暖通空调有了一定的认知，大部分家用空调都具备一系列的变频产品选取，尽管价格相对偏高，可是消费者依然比较认可。同时，在大型公共建筑工程暖通空调系统中利用变频技术，尽管会在一定程度上加大初期成本的投入，可是在后期的运行方面可以节省大部分费用，还可以实现节能和减排的目标[4]。暖通空调系统一般由水系统和风系统构成，其中水系统的节能和优化，主要是指减小水冷机组和水泵的能量消耗。另外，因为风系统能源消耗比较大，若是在大型公共建筑工程暖通空调系统中应用变频技术，就可以在系统减小负荷过程中，使暖通空调设备的自身输出功率相应改变，从而实现节能目的。
（二）变水量暖通空调系统的节能与优化
对于大型公共建筑中的暖通空调系统而言，造成水系统能源消耗的主要设备为冷水机组，因此就必须减小冷水机组的能源消耗。在实践应用时，暖通空调系统大部分时间处于部分负荷运行状态，而系统的水量也会相应的改变，从而实现节能目标。现阶段，暖通空调系统技术的多样性，比如动态工位调节和置换通风以及波动送风等相关技术，都可以在一定程度上节能。
（三）地源热泵技术
地源热泵技术可以对地下浅层中土壤热资源进行充分应用，主要原理是选择电能等高位的能源合理输入，完成低温和高温能源之间的有效转移。地源热泵技术还可以实现大型公共建筑暖通空调系统供热与制冷优化、节能[5]。目前，利用的地源热泵技术具备许多优势，比如在冬季时能够将地下热有效提取，实现室内的供暖，而在夏季时运用相关对策将室内的热能进行排放，并且将热能存储在地下。另外，地源热泵的暖通空调系统在应用可再生资源过程中，并不需要冷却塔与室外冷风实施供热与制冷，也不会影响建筑物的外观形象。
（四）热能回收技术
热能回收技术通常包含了排风余热与冷凝热。其中排风余热就是应用新风系统完成室内相关气体的稀释，从而确保室内空气的整体质量。而新风在进入到室内过程中，必须把旧风有效排出室内，在一定程度上减小新风负荷。由于室内旧风排出时会带走部分室内热量，因而暖通空调系统中的排风系统就可以应用旧风排出时的能量，一般是通过换热器与交换器完成新风预冷或是预热，进而实现节能的目标[6]。另外，制冷机组在选择冷凝器方式时，若是难以满足热水的加热要求，就应该在系统中建立水源热泵方式进行辅助加热，此种方式的暖通空调系统可以防止有效气体排放，还可以在一定程度上降低空气污染，最后实现节能和环保的目标。
结束语：
科学技术的快速发展，使大型公共建筑的暖通空调系统节能技术与工艺不断改进与完善，而合理应用新工艺与新技术可以在一定程度上节能。大量实践表明，经过节能设计和能源设计以及热能回收技术等，对暖通空调系统的节能计划进行优化，从而实现大型公共建筑暖通空调系统的节能目标，并且推动建筑行业的进一步发展。
参考文献：
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[4]陈伟珂，张玲玲，高懂理.大型公共建筑运行阶段节能管理研究[J].武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2012，04：475-479.
[5]刘拴强，刘晓华，江亿，刘昕，李海翔，陈晓阳，强斌，杨海波.南海意库3#办公楼温湿度独立控制空调系统实测与分析[J].暖通空调，2011，01：55-59+8.
[6]王智超，杨英霞，袁涛，李剑东，刘赟，于震.广州市公共建筑空调冷源状况及能耗调查分析[J].建筑热能通风空调，2011，01：35-38.
作者简介： 王小波（1974年1月），男，山东鄄城人，汉族，大学本科学历，现职称：工程师，工作单位：榆次区文化艺术活动中心，工作或研究方向：暖通空调。