淺談暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

穆啟軍

摘要：隨著國內(nèi)建筑和交通的高速發(fā)展，節(jié)能的重點已從工業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向建筑和交通。由于暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能占建筑節(jié)能的主要部分，因此暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能不僅關(guān)系到人們的冷暖、健康、安全、工作效果和產(chǎn)品質(zhì)量，還關(guān)系到國家能源安全、資源消耗和環(huán)境污染是關(guān)系國計民生和國家可持續(xù)發(fā)展的重要行業(yè)。因此，我們有必要對暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能方面存在的問題給予重視，使暖通空調(diào)系統(tǒng)具有并發(fā)揮經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性、安全性、舒適性和美觀性的作用，使其對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的提高帶來正面效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào);系統(tǒng)節(jié)能;設(shè)計方向

節(jié)能主要是指強(qiáng)化用能管理，運(yùn)用技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理和環(huán)境與社會能夠承擔(dān)的有效措施，從而減少能源的生產(chǎn)、消費(fèi)等各環(huán)節(jié)的損失與浪費(fèi)，以便于更為有效地運(yùn)用能源。目前，節(jié)能主要有再生能源和新能源的開發(fā)利用。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，暖通空調(diào)已十分普遍地運(yùn)用到公共建筑及居民住宅之中，在改進(jìn)人們的生活條件的基礎(chǔ)上，同時也浪費(fèi)了大量的電能，使能源與環(huán)境問題變得更加尖銳。

一、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計方面存在的問題

1.設(shè)計的理念問題

合理的設(shè)計是節(jié)能的前提。目前一些設(shè)計人員重視不夠，設(shè)計時盲目套用經(jīng)驗值，從而造成初投資的增大，運(yùn)行能耗驚人，因此建議政府職能部門及有關(guān)的節(jié)能審查機(jī)構(gòu)，加大對暖通空調(diào)節(jié)能的監(jiān)察力度，增強(qiáng)設(shè)計人員的節(jié)能意識，使節(jié)能工作真正落到實處。

2.新技術(shù)的推廣問題

新技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，為節(jié)能提供了一個新的方向。例如地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、太陽能制冷供熱系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)可再生能源的有效利用，并且可以帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益，是值得大力推廣的。但是同任何新技術(shù)一樣，這些新技術(shù)在造價上往往偏高，而且使用的地域條件有一定的限制，并且從技術(shù)上講還存在著許多需要改進(jìn)提高的地方。因此，對于新的節(jié)能技術(shù)，我們應(yīng)當(dāng)因地制宜，總結(jié)經(jīng)驗，積極推廣。

二、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計應(yīng)采取的措施

1.從設(shè)計入手，合理選擇、設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)

使其在高效、經(jīng)濟(jì)的狀況下運(yùn)行設(shè)計是工程的龍頭，系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)劣直接影響其使用性能。而建筑負(fù)荷計算是設(shè)計的重要內(nèi)容之一，當(dāng)前普遍存在一個現(xiàn)象就是設(shè)計工期短，許多設(shè)計人員為了節(jié)省時間，錯誤地利用設(shè)計手冊中供方案設(shè)計或初步設(shè)計時估算冷、熱負(fù)荷用的單位建筑面積冷、熱負(fù)荷指標(biāo)，直接作為施工圖設(shè)計階段確定冷熱負(fù)荷的依據(jù)，往往使得總負(fù)荷偏大，從而導(dǎo)致空調(diào)采暖設(shè)備偏大，初投資增高，運(yùn)行費(fèi)用增加，能量消耗增加。

2.結(jié)合實際情況，合理選擇空調(diào)冷熱源，力求實現(xiàn)冷熱源的多元化

隨著暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，對不可再生能源的消耗也大幅度上升，同時對生態(tài)環(huán)境的破環(huán)也日趨加劇。如何合理的選擇冷熱源，已經(jīng)引起了各方的廣泛關(guān)注。

3.加強(qiáng)冷熱回收利用的研究運(yùn)用工作，實現(xiàn)能源利用的最大化

提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用率也是實現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的途徑之一。熱回收主要是通過系統(tǒng)中安裝的能量回收裝置，用排風(fēng)中的能量來處理新風(fēng)，就可以減少處理新風(fēng)所需的能量，降低機(jī)組負(fù)荷，達(dá)到節(jié)能的目的。在選擇熱回收裝置時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件、經(jīng)濟(jì)狀況、工程的實際情況、排風(fēng)中有害氣體的情況等多種因素綜合考慮，以確定選用合適的熱回收裝置，從而達(dá)到花較少的投資，回收較多的熱（冷）量的目的。

4.采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)及采暖方式

影響人體熱舒適性的環(huán)境參數(shù)眾多，不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果，但對于不同熱濕參數(shù)組合的環(huán)境其空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。

5.著力開發(fā)可再生能源，積極推廣新能源

由于空調(diào)系統(tǒng)中所使用的高品位、不可再生能源所引起的資源環(huán)境問題也日益突出，必須開發(fā)一些合理有效的可再生能源以緩解目前的緊張局面。地?zé)幔ɡ洌┠芎吞柲艿瓤稍偕Y源應(yīng)用于空調(diào)制冷，具有一定的優(yōu)勢，而且清潔無污染。地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量，包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作為冬季熱源。

三、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的設(shè)計方向

1.根據(jù)實際情況選擇合理的空調(diào)設(shè)計

（1）空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量的大小不僅與能耗、初投資和運(yùn)行費(fèi)用密切相關(guān)，而且關(guān)系到人體的健康，《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（GB50189— 2005）對其取值進(jìn)行了規(guī)定，設(shè)計人員進(jìn)行工程設(shè)計時，不應(yīng)隨意增加或減少。另外，在人員密度相對較大且變化較大的房間，宜采用新風(fēng)需求控制，即根據(jù)室內(nèi)CO2濃度檢測值增加或減少新風(fēng)量，使CO2濃度始終維持在衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值內(nèi)。（2）風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)口應(yīng)單獨(dú)設(shè)置，或布置在風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組出風(fēng)口的旁邊，不應(yīng)將新風(fēng)接至風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的回風(fēng)吸入口處，以免減少新風(fēng)量或削弱風(fēng)機(jī)盤管處理室內(nèi)回風(fēng)的能力。（3）房間面積或空間較大、人員較多或有必要集中進(jìn)行溫、濕度控制和管理。全空氣空調(diào)系統(tǒng)具有易于改變新、回風(fēng)比例，必要時可實現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行，從而獲得較大的節(jié)能效益和環(huán)境效益，且易于集中處理噪聲、過濾凈化和控制空調(diào)區(qū)的溫、濕度，設(shè)備集中，方便維修和管理等優(yōu)點。

2.合理的負(fù)荷計算

冷熱負(fù)荷是空調(diào)與供暖工程設(shè)計中最重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是確定供暖與空調(diào)冷、熱源容量，空氣處理設(shè)備能力，輸送管道尺寸等的依據(jù)。目前，有些設(shè)計人員在施工圖設(shè)計階段，往往不加區(qū)別地將設(shè)計手冊或技術(shù)措施中的單位建筑面積冷、熱負(fù)荷指標(biāo)直接用作確定施工圖設(shè)計階段空調(diào)與供暖冷、熱負(fù)荷的依據(jù)，導(dǎo)致冷熱源設(shè)備裝機(jī)容量偏大、水泵配置偏大、末端設(shè)備偏大、管道直徑偏大的“四大”現(xiàn)象。其結(jié)果是工程的初投資增高，運(yùn)行費(fèi)用和能耗增大，給國家和投資方造成巨大損失。在方案設(shè)計和初步設(shè)計階段，由于建筑設(shè)計還達(dá)不到給出詳細(xì)構(gòu)造、門窗尺寸等深度，不能滿足供暖與空調(diào)負(fù)荷計算的需要，所以，只能憑借經(jīng)驗進(jìn)行估算。為了使估算更加接近實際，遂推出了“設(shè)計指標(biāo)”這個概念?！霸O(shè)計指標(biāo)”一般都是根據(jù)大量同類工程的單位建筑面積冷、熱負(fù)荷的統(tǒng)計值，通過統(tǒng)計回歸求得的，具有一定的代表性。但是，在統(tǒng)計過程中普遍發(fā)現(xiàn)，由于各個工程的實際情況千差萬別，所以計算得出的負(fù)荷指標(biāo)有較大差異，數(shù)值分布比較離散，回歸結(jié)果很難獲得理想的相關(guān)系數(shù)。

3.水力平衡裝置的設(shè)置

在供暖與空調(diào)水系統(tǒng)中合理地設(shè)置水力平衡裝置，是系統(tǒng)水力失調(diào)、降低系統(tǒng)能耗、創(chuàng)造舒適人工環(huán)境的全新解決方案和有效的技術(shù)措施，其設(shè)置原則如下：（1）對于定流量系統(tǒng)，設(shè)計人員應(yīng)首先通過管路和系統(tǒng)設(shè)計來實現(xiàn)各環(huán)路的水力平衡，即“設(shè)計平衡”;當(dāng)由于管徑、流速等原因的確無法做到“設(shè)計平衡”時，應(yīng)考慮采用靜態(tài)（手動）水力平衡閥通過初調(diào)試來實現(xiàn)水力平衡的方式;當(dāng)設(shè)計認(rèn)為系統(tǒng)可能出現(xiàn)由于運(yùn)行管理原因（例如水泵運(yùn)行臺數(shù)的變化等等）導(dǎo)致水量波動較大時，宜采用閥權(quán)度要求較高、阻力較大的動態(tài)流量平衡閥。（2）對于變流量系統(tǒng)來說，除了某些需要特定定流量的場所（例如為了保護(hù)特定設(shè)備的正常運(yùn)行）或特殊要求外，不應(yīng)在系統(tǒng)中設(shè)置動態(tài)流量平衡閥，而應(yīng)設(shè)置動態(tài)壓差控制閥（也稱自力式壓差控制閥和壓差調(diào)節(jié)器）。

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