暖通空调系统节能设计浅析

摘　要： 随着暖通空调的广泛应用，暖通空调系统能耗的比例也在不断增大。暖通空调系统的节能问题在现代社会中越来越重要，而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。本文分析了暖通空调系统节能设计的原则和设计中应注意的问题，建筑环境与暖通空调能耗之间的关系,并阐述了暖通空调领域节能的途径与方法, 以期促进暖通空调节能设计的进展。

关键词：暖通空调系统；节能设计；原则；能耗
1.暖通空调系统节能设计原则
　　1.1 以节能为原则，温度、湿度、平均辐射温度、风速以及劳动强度是影响热舒适指标的主要因素，可通过寻找这六个热舒适指标的合适比例来指导工程中的节能设计的实际应用，达到舒适和节能的协调，抵抗室外气候的变化，使得房间内产生舒适的微气候。管路系统设计应简单、管材消耗量少，从而达到节省了初投资。
　　1.2 处理好整体和局部的关系。实行集体供暖时，把个人与全体兼顾在一定的条件下，应注意满足个人需求，不强求全面统一，这有利于节能和控制的灵活性。暖通空调系统应实现分户或者分室热量分摊的功能，确保各个房间都能独立调控室内温度。
　　1.3 利用室内的通风量，控制室内空气品质节能设计的通风量，解决空气的质量问题，消除空气中的浮游尘埃、臭味等有害人体的物质。可利用室内进排风合理的气流组织，从而改善空气质量，改善居住环境以及节约能源。
2.精心的设计是暖通空调系统节能的重要保障
　　设计方案对暖通空调工程设计甚至整个工程的成败有很大的影响，暖通空调系统庞大而且复杂，系统设计的优劣会对系统的经济运行和耗能性能产生直接的影响。因此，在设计阶段需要做好以下两方面的工作：注重从节能角度比较和选择设计方案。在选择冷热源系统时，由于暖通空调系统大部分能量是在冷热源系统中消耗掉的，选择冷热源系统应考虑它的初投资和运行费用的同时，还要从当地的能源结构和建筑使用功能特点分析和比较耗能指标。不能盲目不顾节能效果而追求新技术，并不是最新技术的设计方案就是最佳的设计方案。每种方案都有其适用条件和范围，一种设计方案可能是某个工程项的最佳方案，但对于另一个工程项目也许就是不可行的方案。在确定空调设计方案时，一定要结合工程的具体情况，从负荷特性、建筑使用功能要求以及环境控制特点等多方面去考虑，从节能角度以及全面技术经济分析比较后确定出最佳合理的设计方案，确保系统的运行与被控制的环境得到最合理的配合，从而不仅保证了良好的环境控制质量，而且又达到经济、节能的目的。
　　另一方面，要认真进行设计计算。应根据工程具体情况对空调运行进行全过程的分析计算，得出一个比较合理的设计方案，使空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理地运行，为在运行中节能奠定基础。其次，确定合理的系统冷热负荷和风、水管道阻力，选择出合适的冷热源设备和水泵等动力设备。确保所选择的各项设备能恰好处在最佳工况状态下运行，不能不经计算而根据水泵或风机的特性曲线选择设备，这会导致设备运行中造成不必要的能量损耗。在有条件或系统允许的情况下，应在对系统总能耗进行综合比较，适当增加大系统的介质温差，减少系统的水流量和送风量，从而降低输送过程中的能耗。
3. 对暖通空调系统进行有效的节能设计，合理选取设计参数，计算空调室内温、湿度。新风量的计算与取值，应在满足生产工艺要求和符合规范要求的前提下，尽可能节省能源。
　　3.1 室内温、湿度从节能的角度来确定其标准是节能的重要因素。影响空调系统能耗的因素除了当地室外气象参数、建筑物的外围护结构以及室内发热散湿量外，室内设计温度、湿度对负荷大小也有直接影响。应注重调整室内的热湿环境参数, 尽量降低空调系统的能耗。根据资料测算，在确保生产工艺和人体健康的条件下，夏季将室内空气的设计温度每提高1℃，约可减少热负荷11.2%；将室内空气湿度由60%提高到70%，则可节约能量17%左右。
　　3.2 新风量新风负荷占空调总负荷的20%～40%，它标准值高低与节能有着很大的联系。引进新风主要是为了满足人员的卫生需求和部分工艺空调所需维持的室内外压差，而新风量会直接影响空调的负载，从而影响空调系统的主机、冷却塔、风机盘管等的耗电。
4. 从节能角度通盘考虑空调系统的设计方案
　　4.1 考虑逐时系数和同时使用系数。采用全空气系统时，空调机
　　组应根据负担房间的情况考虑各朝向房间的逐时系数，即是定风量系统为各房间逐时最大值之和，变风量系统为各房间逐时之和的最大值，对于水系统，还应考虑各风系统同时使用系数的情况。
　　4.2 采用变新风比系统。变新风比系统是空调全年运行过程中节能运行的主要方式。控制新风比及采用全新风冷却或预冷的节能占整个空调系统全年能耗的10%～15%。
　　4.3 充分利用自然冷源。充分利用自然资源的冷源与热源是降低能耗的一个重要途径。设计时应该充分考虑气候等因素，防止出现大马拉小车的情况，对于地下水源丰富的地区，由于地下水温度比较恒定，可进行充分利用，这种情况不管是用于制冷还是热泵都是比较理想的。
　　4.4 根据建筑物的功能划分，对于空调区域可采取不同的空调方案，
在设计时对功能相近的功能区同一采用一套空调系统，从而提高系统的使用系数和空调负载率，有利于空调设备的高效运行。
5. 设计中应注意的问题
　　5.1 设计观念和力法要有变革
　　(1)要有综合观念，我们国家在考虑建筑节能时，应综合考虑建筑物和周围的环境，提高建筑围护结构热工性能，减少热负荷为主线，还要考虑我们的设计成果对国家能源资源和环境保护的影响，吸收国际上的先进设计思想，改进设计方法。
　　(2)对暖通的设计实行动态管理。按照PDCA循环进行设计，对比设计计划和实际执行情况，发现问题，及时采取纠正问题的措施。由于现实情况是不断发生变化的，在设计前要分析建筑使用期间内可能出现的各种情况，并做好有针对性的方案。预测今后使用条件下可能出现的问题，对此进行合理的分析计算，预先提出应对措施，做到及时发现问题，分析问题产生的原因，并提出有效的解决措施。
　　5.2 重视规划设计
　　规划设计是建筑节能设计一个重要部分，建筑的节能要充分考虑当地特有的自然调节以及当地的风向，地形，辐射和大气环流等因 素，因地制宜，设计合理的规划布局，把能耗的成本降到最低。
结语
　　随着国内建筑的高速发展，节能的重点已从工业逐渐转向建筑方面发展。暖通空调系统的节能已成为关系国计民生和国家可持续发展的重要行业，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, 是推动经济发展的保证。优选建筑物空调系统运行模式及设备, 加强自动控制运行管理方式。在空调领域, 舒适和节能成为当今建筑、设计的基本课题,利用自然能源, 削减能源负荷, 成为今后建筑设计的方向，以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。

参考文献
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