暖通空调节能设计存在问题与解决方法浅谈

　　摘要：随着暖通空调日益普及，暖通空调系统的能量消耗占整个建筑耗电量的50%以上，但目前绝大多数空调处在低效运行，能源浪费严重。本文通过分析暖通空调系统能耗的构成及主要特点,针对当前在节能方面面临的问题,提出解决途径与方法。

　　关键词：暖通空调 节能设计 解决途径

　　1 暖通空调系统能耗的构成及主要特点

　　随着我国国民经济的迅速发展,能源和环境问题日益尖锐,城市化的飞速发展和人们生活水平的提高,建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,在发达国家已达到40%,建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通风、空调、照明、电器和热水供应等需求方面的能耗,用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%～50%,且在逐年上升。为了维持建筑物内部空气环境适宜的温湿度,现代建筑中通常采用设置暖通空调系统来保证这一需求,而所消耗的能量即为暖通空调系统的能耗。这部分能耗中包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送设备(风机和水泵)的能耗。影响暖通空调系统能耗的主要因素有室外气候条件、室内设计标准、围护结构特征、室内人员及设备照明的状况以及新风系统的设置等。暖通空调系统的能耗还有几个特点表现在:第一,系统的设计、选型、运行管理的不合理将会降低能量使用效率。第二,维持室内空气环境所需的冷热能量品位较低且有季节性。这就使在具备条件的情况下有可能利用天然能源来满足要求,如太阳能、地热能、废热、浅层土壤蓄热等。第三,暖通空调系统涉及到的冷热量的处理通常以交换形式处理。这就可以采用冷热量回收的措施来减少系统的能耗,有效利用能量。

　　2 节能设计方面存在的问题

　　实现暖通空调系统的节能,目前已经具备很多成熟的条件,但是在实际的应用中也存在着一些问题:

　　2.1公众对节能的认识问题

　　过去公众对节能的了解不够,并且对暖通空调的观点也非常片面。对于一个舒适性的空调系统或者是采暖系统,应当使人体有非常好的舒适性。但是目前普遍存在的一种观点是:空调越冷越好,暖气越热越好。这显然与我们所追求的舒适性空调的观点是相违背的。事实上,这样不仅大大增加了空调采暖的能耗,同时由于室内外温差的增大,也使人体对不同环境的适应性下降,身体免疫力降低。因此,我们要提高宣传力度,改变公众对于传统的空调及采暖的理解,大力宣传和提倡按节能建筑标准和冷热量计量装置收费,提高民众节能意识。

　　2.2设计的理念问题

　　合理的设计是节能的前提。目前一些设计人员重视不够,设计时盲目套用经验值,从而造成初投资的增大,运行能耗惊人,因此建议政府职能部门及有关的节能审查机构,加大对暖通空调节能的监察力度,增强设计人员的节能意识,使节能工作真正落到实处。

　　2.3新技术的推广问题

　　新技术在暖通空调系统中的应用,为节能提供了一个新的方向。例如地源热泵空调系统、太阳能制冷供热系统,不仅可以实现可再生能源的有效利用,并且可以带来显著的经济效益,是值得大力推广的。但是同任何新技术一样,这些新技术在造价上往往偏高,而且使用的地域条件有一定的限制,并且从技术上讲还存在着许多需要改进提高的地方。因此,对于新的节能技术,我们应当因地制宜,总结经验,积极推广。

　　3 暖通空调领域节能的途径与方法

　　科学技术的不断进步，使暖通空调领域新的技术不断出现，我们可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能。

　　3.1精心设计暖通空调系统，使其在高效经济的状况下运行

　　暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如系统往往都是按最大负荷设计的，而实际运行基本上是在部分负荷下运行，如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求，那系统的能耗是很大的。又如新风系统的设计，系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量，以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。

　　3.2改善建筑维护结构的保温性能，减少冷热损失

　　我们知道对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例，而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。

　　3.3提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数，尽可能降低空调系统能耗

　　空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的，人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度，甚至仅空气温度。显然是不全面的，势必带来许多问题，如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用，为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数，如采用PMV或SET*指标对空调系统进行调控，不仅可以解决传统控制方法存在的弊病，而且可以实现大幅度的节能，据我们的初步研究表明，采用这种控制方法可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。

　　3.4采用新型节能舒适健康的空调方式

　　如上所述，影响人体热舒适性的环境参数众多，不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果，改变传统的空调方式，增加辐射热(如低温地板辐射采暖)，此时所需要的空气温度降显著下降，一般可达到12~14度，而传统方式一般在18~20度，显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。

　　3.5推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统

　　随着空调系统的广泛应用，空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升，同时对生态环境的破坏也在日趋加剧。如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的，它利源地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP值，使得同等制热(或制冷)量下的系统能耗大幅度下降。另外，利用太阳能供热或制冷技术也在开发研究着。

　　3.6开展冷热回收利用的研究运用工作，实现能源的最大限度利用

　　目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃开展，如空调系统排风的全热回收器，夏季利用冷凝热的卫生热水供应等，都是对系统冷热的回收利用，显著提高了空调系统能源利用率。

　　4 结语

　　暖通空调系统节能在整个建筑节能中占有很重要的位置,应该引起设计人员足够的重视。设计人员应当从设计的高角度出发全面考虑,严格遵守节能规范,将节能的思想贯穿于建筑领域的各个方面。节能技术的开发及可再生能源的循环利用,应当得到政府等有关部门的支持,并大力推广。并且设计、施工、监理、质监、市政管理等部门应密切配合,抓紧实施按冷、热计量装置收费,使老百姓真正从节能建筑中得到实惠,节能建筑和非节能建筑不能实行同样的采暖收费标准。同时要提高公众的节能意识,大力开发推广新的节能技术,从而实现社会的可持续发展。

　　参考文献

　　[1]《居住建筑节能设计标准》DBJ14-037-2006.

　　[2]《地面辐射供暖技术规程》JGJ142-2004.

　　[3]陆耀庆.使用供热空调设计手册[M].中国建筑工业出版社,1993

　　[4]亓去鹏.采暖工程中的室温调节与节能[J].黑龙江水专学报,2005,33(1):54—55.