暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

張旭濤

摘要：暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)還應(yīng)從技術(shù)層面著手，選擇較為合理且在現(xiàn)有的條件下易于實(shí)現(xiàn)的節(jié)能技術(shù)措施，從而能建立高效節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。本文主要介紹暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能工程設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞： 暖通;空調(diào);系統(tǒng);節(jié)能;設(shè)計(jì)

前 ?言

隨著暖通空調(diào)的廣泛應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的比例也在不斷增大而且暖通空調(diào)系統(tǒng)通常是以高品質(zhì)的電能為能源，這與我國(guó)部分地區(qū)相對(duì)緊張和匱乏的電力供給形成了鮮明的對(duì)比，引起了能源供求矛盾的進(jìn)一步激化因此，在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采取必要的節(jié)能措施降低其能耗，是暖通空調(diào)專業(yè)人員不可推卸的責(zé)任。

一、暖通空調(diào)領(lǐng)域節(jié)能的重要性和可行性

隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來(lái)越大。而在建筑能耗里，用于暖通空調(diào)的能耗又占建筑能耗的30%～ 50% .且在逐年上升。隨著人均建筑面積的不斷增大.暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進(jìn)一步增大。這勢(shì)必會(huì)使能源供求矛盾進(jìn)一步激化。另一方面，現(xiàn)有的暖通空調(diào)系統(tǒng)所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中電能占了絕對(duì)比例。對(duì)這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時(shí)也帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，如在我國(guó)的一些地區(qū)酸雨、飄塵問(wèn)題呈日益嚴(yán)重之勢(shì).對(duì)生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了很大影響。根據(jù)暖通空調(diào)行業(yè)的研究成果.現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的能耗是驚人的，如果采用節(jié)能技術(shù)，現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能20%。50%完全可能。顯然.如果對(duì)空調(diào)系統(tǒng)和建筑系統(tǒng)采用節(jié)能措施，那么即使到了炎熱天氣，也不會(huì)超過(guò)現(xiàn)有電力系統(tǒng)峰值而停電了。

二、暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.通過(guò)節(jié)能的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)合理節(jié)能的暖通空調(diào)系統(tǒng)

設(shè)計(jì)階段是工程項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè)和改造的重要步驟，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣程度將對(duì)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑的負(fù)荷計(jì)算是重要的內(nèi)容，而當(dāng)前空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)工期較短的現(xiàn)象。為節(jié)省時(shí)間而運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊(cè)中的為方案設(shè)計(jì)或初步設(shè)計(jì)過(guò)程中估算的冷熱符合所用的單位面積的負(fù)荷指標(biāo)數(shù)作為施工設(shè)計(jì)圖中確定空調(diào)系統(tǒng)冷熱負(fù)荷的直接依據(jù)，從而造成了實(shí)際應(yīng)用中的總負(fù)荷偏大，采暖設(shè)備的偏大致使資源的消耗、資金的投入以及實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的費(fèi)用增加。

2.采用新型節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)

暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)建立新型的節(jié)能設(shè)計(jì)，從而建立更為舒適健康的空調(diào)系統(tǒng)。人體環(huán)境的舒適程度的影響因素較多，不同的環(huán)境參數(shù)的組合可以帶來(lái)相同的舒適性效果，但不同環(huán)境因素組合的空調(diào)系統(tǒng)將具有不同的能耗，從而在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)綜合考慮環(huán)境因素以及人們的舒適程度對(duì)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的影響。

3.建立多元化的冷熱源空調(diào)系統(tǒng)

實(shí)際的空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用狀況，選擇合理的冷熱源，實(shí)現(xiàn)多樣化的冷熱源的選擇。暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用對(duì)資源提出了更高的需求，對(duì)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展也造成了一定的破壞，選擇合理的暖通空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源能有效減少不可再生資源的利用，建立節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

4.建立高效的能源利用的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)建立高效的能源利用模式，只有通過(guò)能源利用效率的提高才能真正實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)加強(qiáng)冷熱回收的利用模式，實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)發(fā)展?？照{(diào)系統(tǒng)中的熱回收主要通過(guò)能量回收裝置，通過(guò)排風(fēng)中的能量進(jìn)行新風(fēng)的處理，從而減少處理新風(fēng)所需能量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行。熱回收裝置的選擇也應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際狀況，從而建立節(jié)約以及節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

5.建立新能源的利用模式

暖通空調(diào)系統(tǒng)中所使用的不可再生的資源與環(huán)境的矛盾日漸凸顯，空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)建立新能源的利用模式，從而緩解能源供求的緊張局面，地?zé)崮芎吞?yáng)能是新型的綠色能源，應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)具有一定的優(yōu)勢(shì)，從而也能通過(guò)新能源得利用建立節(jié)能以及環(huán)保的空調(diào)系統(tǒng)，引起暖通空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整和變革。

三、可再生能源在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用形式

1.太陽(yáng)能的應(yīng)用

太陽(yáng)能壓縮式制冷研究的重點(diǎn)是如何將太陽(yáng)能有效地轉(zhuǎn)換成電能，再用電能去驅(qū)動(dòng)壓縮式制冷系統(tǒng)。以太陽(yáng)能作為熱源的吸收式制冷是利用太陽(yáng)輻射熱能驅(qū)動(dòng)溴化鋰水溶液或氨水溶液的吸收式制冷系統(tǒng)。太陽(yáng)能吸附式制冷是將系統(tǒng)中的加熱器和冷卻器去掉，將太陽(yáng)能集熱器與吸附床合二為一，冷卻功能則利用夜間室外空氣的自然冷卻來(lái)完成。

2.自然風(fēng)的應(yīng)用

自然風(fēng)的供冷是可再生能源在暖通空調(diào)應(yīng)用中的重要組成分。當(dāng)室外空氣的焓值和溫度低于室內(nèi)時(shí)，在供冷期內(nèi)就可以利用室外風(fēng)所帶有的自然冷量來(lái)全部或部分滿足室內(nèi)冷負(fù)荷的需要。通常，這種情況出現(xiàn)在供冷期的過(guò)渡季和夜間，可采用的方法為新風(fēng)直接供冷和夜間通風(fēng)蓄冷。由于利用了自然風(fēng)提供建筑所需要的冷量，與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)相比，在運(yùn)行中不用電或少用電，既節(jié)約能源，又減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)也改善了室內(nèi)空氣品質(zhì)。

3.地下水的應(yīng)用

地下水由于地層的隔熱作用，其溫度受氣溫影響很小。在暖通空調(diào)中，有些地下水可以直接作為冷源，更是熱泵良好的低位熱源。所以水源熱泵有著良好的節(jié)能前景。水源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層水源中吸收的太陽(yáng)能和地?zé)崮芏纬傻牡蜏氐臀粺崮苜Y源，并利用熱泵原理，通過(guò)少量的高位電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。但是在利用地下水的過(guò)程中，需要注意兩點(diǎn)：①要有可靠的回灌技術(shù);②用地下水時(shí)應(yīng)注意水質(zhì)，水質(zhì)不合格會(huì)使井老化。

4.土壤能的應(yīng)用

地源熱泵是利用地下淺層地?zé)豳Y源（通常小于400m深）作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，提供供暖制冷的空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)通過(guò)輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩吹霓D(zhuǎn)移，地能分別在冬季和夏季作為低溫?zé)嵩春透邷責(zé)嵩?。夏季，大地作為排熱?chǎng)所，把室內(nèi)熱量以及壓縮機(jī)的散熱通過(guò)埋地盤管排入土壤中，再通過(guò)土壤的導(dǎo)熱和土壤中水分的遷移把熱量擴(kuò)散出去。在地源熱泵系統(tǒng)中，由于冬季從大地中取出的熱量在夏季得到補(bǔ)償，因而使大地?zé)崃炕酒胶?。雖然我國(guó)在開(kāi)展土壤源熱泵系統(tǒng)的研究與應(yīng)用方面起步較晚，但由于其技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)和有著節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)地源熱泵系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)市場(chǎng)也日趨活躍，它將成為中小型生態(tài)建筑空調(diào)冷熱源合理可行的選擇方案之一。

四、暖通空調(diào)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

設(shè)計(jì)方案對(duì)暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)的成敗乃至整個(gè)工程的使用和節(jié)能關(guān)系重大暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是中央空調(diào)系統(tǒng)龐大而復(fù)雜，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和耗能性能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)加強(qiáng)以下兩方面的工作：一方面是注重從節(jié)能角度認(rèn)真進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的比較和優(yōu)選例如對(duì)冷熱源系統(tǒng)的選擇，因?yàn)榕照{(diào)系統(tǒng)所消耗的能量大部分是在冷熱源系統(tǒng)中消耗掉的選擇冷熱源系統(tǒng)不僅需要考慮它的初投資和運(yùn)行費(fèi)用，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu)和建筑使用功能特點(diǎn)對(duì)耗能指標(biāo)進(jìn)行分析比較再例如在系統(tǒng)形式選擇和劃分時(shí)應(yīng)注意考慮不同朝向周邊區(qū)與內(nèi)區(qū)之間的差異，系統(tǒng)應(yīng)分開(kāi)設(shè)置應(yīng)用能源技術(shù)或分環(huán)，以便分系統(tǒng)或分環(huán)控制和調(diào)節(jié)這樣可以避免某些區(qū)域出現(xiàn)夏季過(guò)冷或冬季過(guò)熱的現(xiàn)象，造成不必要的能量損耗尤其應(yīng)注意控制兩種傾向：一種傾向是不管節(jié)能效果如何而盲目地追求新技術(shù)的傾向，認(rèn)為采用最新技術(shù)的設(shè)計(jì)方案就是最佳的設(shè)計(jì)方案實(shí)際上每種方案都有其適用條件和范圍，若從降低運(yùn)行費(fèi)用和能耗指標(biāo)方面考慮，先進(jìn)的技術(shù)方案就可能變成不合理甚至是不可行的方案;一種設(shè)計(jì)方案對(duì)某個(gè)工程項(xiàng)目可能是最佳方案，但對(duì)于另一個(gè)工程項(xiàng)目就可能是不可行的方案另外一種傾向是認(rèn)為復(fù)雜的方案就是高水平的方案但實(shí)際上系統(tǒng)越復(fù)雜，通常其設(shè)備越多，不僅投資和運(yùn)行費(fèi)用高，系統(tǒng)的可靠性和可控性也差，節(jié)能效果相應(yīng)也就相對(duì)較差總而言之，在確定空調(diào)設(shè)計(jì)方案時(shí)務(wù)必結(jié)合工程的具體情況，根據(jù)負(fù)荷特性建筑使用功能要求和環(huán)境控制特點(diǎn)等多方因素，注意從節(jié)能角度通過(guò)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后確定出最佳合理的設(shè)計(jì)方案，確保系統(tǒng)的運(yùn)行與被控制的環(huán)境有最佳的配合，以達(dá)到在有良好的環(huán)境控制質(zhì)量條件下既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能的目的。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述.暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置.起著重要的作用，節(jié)能技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和運(yùn)用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)，政府職能部門的重視和支持.則是實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能、產(chǎn)生顯著的環(huán)境和社會(huì)效益、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的保證。

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