暖通空调节能技术与设计方法浅析

　　摘 要：随着现代社会经济的迅速发展，人们对生活质量的要求有所提高，暖通空调的应用日益普及，暖通空调的大范围应用大大的改善了人们的生产与生活环境，但能耗问题也随之凸显出来，节能问题也越来越为人们所重视，为了创造一个舒适的居住环境，暖通空调系统得到了广泛应用。暖通空调系统节能技术的开发、设计以及应用逐步成为建筑系统节能的基础。在暖通空调系统节能设计及节能设计相关问题上进行了阐述。 

　　关键词：暖通空调；节能设计；能耗；设计方法；对策措施 

　　1 浅理解暖通空调及其节能技术 

　　暖通空调主要由通风、采暖、空气调节三方面组成。暖通即通风、排风系统和制冷供暖系统等综合方面的设计，其是建筑设计工种中的一个分类的名称，是建筑的重要组成部分。其节能技术是指在采暖方面尽可能用最少的能源得最多的能量。暖通空调节能包括热电联、热泵、太阳能、被动式太阳房等。 

　　2 暖通空调的发展 

　　人们在古代就利用先天的自然条件创造出了很多具有自然特点的建筑物，并对建筑物内部的通风和采暖进行设计与优化。现代社会中，人们对通风、采暖仍然采用大量的人工方法，因而加大了能源消耗量。近年来，节能问题越来越被人们所重视，暖通空调节能问题也被越来越多的科学家研究与分析，从而使暖通空调节能设计越来越完善，近来的沈阳奥体中心节能设计便给建筑节能带来了新的起点。 

　　3 暖通空调的节能设计 

　　3.1 暖通空调系统的能耗来源。暖通空调系统所消耗的能源主要是供热、制冷负荷的确定以及空调系统的正确配置与布置、空气调节设备的选择以及空气调节的负荷。 

　　3.2 暖通空调系统的设计原则。暖通空调系统的设计主要依照以下三个原则：一是保证每个房间的室内温度能独立调控；二是便于实现分户（或分室）热量均摊的功能；三是管路系统相对简单、相应关键消耗少、节省投资。空调系统的设计对系统的节能起着至关重要的作用。 

　　3.3 暖通空调节能技术措施及方式。（1）合理计算空调系统的设计负荷。正确地计算负荷对整个暖通空调系统的节能设计十分重要，负荷偏大会导致投资运行费用增大，耗能增大，负荷偏小不能满足所需要求，通过计算空调系统的设计负荷，可以消除不必要的损耗，节约能源。（2）提高系统的控制水平。经研究表明，采用舒适性评价指标作为空调系统的调控参数可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。（3）提高维护结构的保温隔热性能。对暖通空调系统而言，围护结构造成的热损失在整个空调系统中占有相当大的比重，因此，提高维护结构的保温隔热性能在暖通空调系统节能中是十分重要。（4）建筑规划中设计绿化带。绿化对于建筑节能也起到一定的作用。树木在起到遮光作用的同时还能降低空气的温度，从而使建筑物受到的太阳辐射的热量有所降低。绿化可以使屋顶上的太阳热量主要消耗在水分蒸发上，因此这部分热量就不会使屋顶结构表面的温度持续升高，从而帮助了暖通设计的节能。（5）变流量技术的应用。对于暖通空调系统而言，绝大部分时间内，实际负荷小于设计的负荷，并且会是不断变化。作为热量和冷量载体的水和空气，其流量也是随着负荷的变化而变化。这既是采暖的要求，也是节能的要求。因此，对相关领域科学人士而言，如何有效地控制系统的流量，既能满足随时变化的负荷的要求，又能最大限度的节约能耗，是暖通空调系统领域近年来的技术热点之一。对暖通空调系统的流量调节，现如今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，这种方式更为经济，更为人们所理解与接受。改变系统动力的变流量技术，就全国范围来看，在供暖系统、空调的冷冻水等系统中，都得到广泛的应用。（6）排风余热回收技术的应用。夏季，空调建筑的排风温度低于室外新风温度，室内湿度也低于室外新风含湿量。冬季反之。利用热回收装置对排风和新风进行热交换，不仅可以降低新风温度还能降低新风的湿度。安装在排风出口的热交换器，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可达到回收排风余热的目的。这样做即节能，又改善了室内空气流通的质量。热回收设备的研制和开发，很快的被人们接受，并对其节能意义作出很高的评价。对我国而言，提高热回收设备的性能和质量，并且便于安装使用，使其易于与各种不同的建筑相结合，是热回收设备的主要研究方向。（7）地源热泵技术的应用。所谓地源热泵技术，即以地热作为热泵装置的热源或热汇来对建筑进行采暖或制冷的技术。热泵靠位能迫使热量从低位热源移向高位热源。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），既可实现低温热源向高温热源的转移，又可实现高温热源向低温热源的转移。热泵可以把不能直接利用的热能转换为可利用的高位热能，目前在自然界和工业生产中产生大量的低温热源储藏于空气、土壤、水，以及工业废气、废水中，利用热泵技术可以回收这些低温热源，用此产生高温热源以应用至生产和活中，从而达到节能的目的。（8）降低输送过程中的能耗。现如今选用保温性能好的新型保温材料也是节能的重要措施之一，选用保温性能好的保温材料对管道进行处理，有利于节省能源。在满足空调精度、人体舒适度和工艺要求的前提下，通过提高供回水温差、选用低流速、输送效率高的载能介质和效率高、部分负荷特性好的动力设备，可以减少输送过程的能耗，从而提高输送效率。 

　　4 暖通空调节能设计的问题 

　　4.1 在暖通空调的设计与施工中存在着问题，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根本做不到及时准确的处理，最终导致系统出现无法挽回的后果，给系统的运行与管理留下未知的隐患。 

　　4.2 在工程实施运行管理过程中存在着问题，例如相应暖通空调操作和管理人员的理论知识匮乏，即在暖通空调施工设计完成后，对不具备暖通空调基本理论知识的操作人员并没有对暖通空调日后进行系统培训就开始运行，更不会根据室外参数的变化进行相应的调节，导致能耗加大。 

　　4.3 现代人们对环保节能意识不断提高，因此对于出现的众多的环保与节能设计和方案，设计人员有时候无从下手。设计人员在缺乏对设计方案正确理解与评价方法情况下，使用错误的评价方法造成能源的浪费。 

　　5 结语 

　　暖通空调的节能技术与设计不仅是为了完善我们的居住环境，提高我们的生活质量，保护我们人类赖以生存的环境，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。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，暖通空调设计主要是为了改变空气温度、湿度、气流及人们周围建筑环境等之间的辐射热交换，完善家用空调，保持人体热平衡的感官需求。建筑节能不仅是一项技术综合课题，也是巨大的社会课题。我们要对暖通空调系统的节能存在的问题加以足够的认识与了解，同时充分了解暖通空调系统节能的益处。暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置，起着重要的作用。因此，我们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，这些技术的合理应用，一定能为建筑节能做出重要的贡献。 

　　参考文献 

　　[1] 李建军.冷电热联产的荆棘与环保效益分析[J].中国科技博览，2010. 

　　[2] 谢卫东.节能减排优化研究[J].中国科技博览，2010. 

　　[3] 贺正文.谈谈暖通空调系统的节能问题，应用科技，2012.