浅谈暖通空调节能设计杨奎奎

杨奎奎

恒大地产集团黑龙江分公司

摘要：随着我国经济的快速发展，人们生活品质不断提高，对环境污染的关注度越来越高，对暖通空调的设计越来越注重其节能设计，对暖通空调的节能设计研究降低能源的消耗、提高人们的生活环境，提高能源的利用率，对社会经济的可持续发展起到推动作用。本文介绍暖通空调的设计原则，并介绍暖通空调的节能措施和方法。

关键词：暖通空调；节能设计；能耗；研究

一、目前暖通空调系统在节能方面存在的问题

1.设计施工不完善

设计施工不合理使得投资严重的浪费，运行耗能不符合国家相关标准，设计不合理造成暖通系统空调耗能，造成严重的经济损失，设计施工是实现暖通空调节能的前提条件，实现暖通空调的关键因素，由于设计人员对此重视不足，有的到位只是追求工程的进度，一些技术问题无法得到根本解决。

2.选择科学设计方案的机制不健全

由于设计方案考虑问题的方法角度不同，每种方案都有自身的优缺点，由于没有统一的标准，评价机制不完善，选择合理的节能方案，是设计人员所面临的问题，现有的评价机制，缺乏客观的、科学的评价方法和标准，评价机制不完善，影响优化设计方案的选择，甚至出现误导的情况，造成严重的经济损失。

3.对设计人员的培训不到位，在管理上出现问题

由于运行管理重视不足，也是暖通空调系统耗能严重的因素，很多暖通空调人员专业不对口，对暖通空调系统基本的理论知识掌握不足，还有施工企业没有对专业人员进行合理的培训，使得专业人员只能凭借自己的经验进行管理。

二、暖通空调的节能设计

暖通空调的能耗主要来自于空调制冷、制热系统以及空气调节，在这其中，暖通空调的内部负荷与外部负荷是产生能耗的关键。暖通空调的负荷取决于对室外环境的应对，减少外部环境对室内的热作用，并利用有利因素来改善内部的热环境，由此可见，建筑物的位置以及门窗外墙的材料选择和形状等都对暖通空调的负荷能耗有所影响，这些对于暖通空调的节能改革也是不可忽视的。当然，除了这些外部因素，暖通空调系统本身的节能设计才是重中之重。

1.可再生能源的利用

在现代社会，暖通空调技术已经得到了广泛的应用，然而在暖通空调的实际应用之中，能源消耗巨大是一个显著的问题。因此对于可再生能源的利用是十分重要的。太阳能的应用，太阳能供暖和制冷都是太阳能的有效利用。由于太阳能取之不尽用之不竭，在暖通空调中的应用将有无限发展前景。首先，太阳能的供暖是利用电来驱动，加热水利用管道循环流动来实现供暖。而太阳能制冷有三种方式：太阳能压缩式制冷的原理是将太阳能转化为电能驱动制冷系统；太阳能吸收式制冷是以太阳能为热源来使制冷剂制冷；最后是太阳能吸附式制冷，其原理是利用太阳能来代替集热器，冷却器则利用夜间自然冷却。除此之外，还可以利用自然风能。可以将自然风应用于制冷。简单来说就是当室外温度低于室内温度时，就可以利用室外自然风的冷量来实现室内供冷。这种情况可以在夜间进行，既可以利用新风直接供冷也可以夜间通风蓄冷。由此便可以减少电能的消耗，同时保证了空气质量。

2.蓄冷技术

关于蓄冷技术，简单来说就是利用用电高低峰来进行储存与释放。当处于用电高峰期时，常常会出现供能不足的情况，而在用电低谷期却又会出现电能过剩的情况。蓄冷技术在用电高峰利用水结冰蓄冷，而在低谷期融冰释冷，以此储能以弥补高峰期的用电不足。

3.变频技术

变频技术在暖通空调中的应用主要是依据外界环境的变化来灵活改变空调的运行方式。当室外温度与室内温度接近时，变频技术会控制风机等的运行，进入低频运行状态，而当内外温差变大时，变频技术会重新控制暖通空调的运行状态，以此避免暖通空调长期的高负荷运转。

三、关于暖通空调节能的应用

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。

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。

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.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。

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。

结语

暖通空调系统的节能是提高人们生活质量的要求，实现可持续发展的要求，只有解决好暖通空调各方面的问题，招工时系统各环节的节能设计，真正的为建设生态社会做贡献。

参考文献

[1]陆耀庆.实用供暖空调设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]张莉，李尧，朱玉明.暖通空调节能设计分析[J].山西建筑.2010（9）.

[3]杨春梅.暖通空调与节能设计的相关问题探讨[J].内江科技.2009（1）.