暖通空调的节能设计的意义及措施

Abstract: the article analyzed the hvac system the rationality of the design of energy saving, it introduces the energy-saving air conditioning system concept and the importance, combined with hvac role and the effect of the hvac and the impact of the unfavorable factors, put forward the measures of energy saving of hvac design.

Keywords: design; Architecture design; Environmental art

引言

我国幅员辽阔，地域宽广。从北到南分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。我国严寒地区、寒冷地区以及夏热冬冷地区的部分城镇都需要采暖，采暖燃煤对大气造成严重污染。与此同时，我国大部分地区夏季炎热，空调又日益普及，建筑空调能耗正在迅速增加。据统计，空调能耗占建筑能耗的55%左右，约占社会总能耗的20%。因此空调系统的节能不容忽视，降低空调系统的能耗对减少建筑系统总能耗的意义重大，同时对缓解用电紧张局面，优化能源结构和提高能源利用率也具有十分重要的意义。

1暖通空调系统进行节能设计的意义

空调室内计算温、湿度的确定应取合理值，不能过低(夏季)或过高(冬季)。新风量的计算与取值，在保证卫生要求、生产工艺要求、符合规范要求的前提下尽量节省。

(1)室内温、湿度从节能的角度来确定其标准是节能的重要因素。空调系统能耗大小除与当地室外气象参数、建筑物的外围护结构及室内发热散湿量有关外，室内设计温、湿度标准也是直接影响负荷大小的重要因素。在保证生产工艺和人体健康的条件下，夏季将室内空气的设计温度每提高1℃，约可减少热负荷11.2%，节省量是极为可观的。同样，在夏季如将室内空气湿度由60%提高到70%，则可节约能量17%左右。据资料测算，仅仅将夏季室内空气的设计温度提高1℃，就可使空调初投资总额减低约6%，运行费用减少8%左右。

(2)新风量新风负荷占空调总负荷的20%～40%，对其标准值高低的取舍，与节能关系重大，不可忽视。引进新风主要是为了满足人员的卫生需求及部分工艺空调所需维持的室内外压差。而新风量的多少直接影响空调的负载，从而影响空调系统的主机、冷却塔、水泵、风机盘管等的耗电。

2 暖通空调节能系统的概念和重要性

2.1 暖通空调系统概念与目标

为人们提供舒适的生活和生产室内热环境是暖通空调的基础目标,主要包括:室内气体温度，气流速度，空气湿度和周围环境和人体之间的热交换，热辐射等等。使人体保持热平衡，满足人们的舒适感觉是一般的舒适性空调的目的，在恒温恒湿或有洁净要求的工艺性空调中,其目标为满足生产所有工艺。

2.2 暖通空调系统的重要性

我国在建筑节能方面基本还处于落后地位，以牺牲环保、大消耗为为代价以达到经济建设的基本要求，一些相应的规则还未出台。近些年来，伴随着经济的迅速发展,生活水平的逐步提高,人均居住面积也在不断增大,这就进一步激化了能源与环境与人类的供求矛盾。建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,据统计，其能源消耗以达到我国能源总量的27.6%,而暖通空调所消耗的能量也达到建筑能耗的30%-50%，且呈现逐年上升态势。因此，开发利用暖通空调系统节能是非常必要的。但建筑暖通空调节能系统是一个全面的内容，它贯穿于设计，施工，验收，运行，维护整个过程。这就要求系统中的每一个环节都要切实可行。

3暖通空调的作用及产生的效果

3.1暖通空调的作用

安装暖通空调是为室内提供舒适的工作和生活环境。其作用主要包括控制空气温度、湿度、气流速度和洁净度等。在正常的舒适性空调中，以能够使人体保持热平衡而满足舒适感为目标，在恒温恒湿或有清洁要求的工艺性空调室内，主要以满足生产工艺为标准。

3.2暖通空调对人体的影响

由于建筑物的密闭性逐渐增加，装修档次也越来越高，从而导致室内污染物的滞留量增加及延长停留时间。如烟雾、病菌及从家具、墙面、地毯和油性漆中散发出的多种致病化学物质，加上通风换气量的明显不足，空气在室内循环造成室内空气品质严重不合格。

如何才能有效地解决空调房间存在的空气品质问题，已引起人们的广泛关注。通过通风换气向室内提供大量新鲜空气，是改善空气质量的有效措施。但同时意味着增加新风负荷。利用增加新风量和排风进行热交換可以解决这一问题，从而减少空调的运行耗能。

4影响暖通空调的不利因素

在房屋建筑热工设计时，为了能达到房间内有舒适的微气候，需要恰当地利用房屋围护结构的热工特性以抵御室外气候的变化。除此之外，还有规划设计、太阳辐射、空气温湿度等几个方面。

4.1围护结构的作用

围护结构包括外围护结构和内围护结构。外围护结构包括屋面、外墙和窗户等;内围护结构系指室内地面、天棚、内隔墙等。在北方采暖建筑中，围护结构的传热损失占总热损失的比例很大，如北京地区，通过围护结构的传热损失占全部热损失的77%，在沈阳地区，占65%左右。由此可见，改善围护结构的热工性能对暖通空调节能有着很重要的作用。

4.2规划设计的作用

建筑物的规划设计是建筑节能设计的重要指导，规划节能设计需要从地址选择、功能分区、建筑和道路布局走向、建筑物朝向、体形、间距、季节性尤其冬季主导风向、太阳辐射、建筑外部空间环境等方面进行规划布局。主要为优化建筑物微气候环境，重点考虑利于节能，充分重视利用太阳能及冬季主导风向、地形地貌的自然优势。节能规划设计就要分析构成环境小气候的决定因素，即辐射因素、大气环境因素和地理因素的不同影响因素，通过建筑师的规划布置，认真分析，充分论证，利用和改造不利为有利，形成良好的、利于节能的微气候环境。

5暖通空调的节能设计措施

空调节能系统的设计必须根据工程具体情况，对空调运行季节进行全方位、全过程的分析，找出一个合适的方案，使空调系统在不同的室外气候参数或室内状况下都可以经济、合理、正常地运行。

5.1采用合理的冷热源

对系统设计中的设备进行合理选型是影响空调节能的关键因素，合理配置中央空调系统的冷热源对节能和能源合理利用关系重要。中央空调系统常用的冷热源配置方式有水冷冷水机组加锅炉、热泵型机组和澳化铿吸收式机组。比如：浪化铿机组的能效比(制冷量/消耗的热量)比较低，省电但并不节能，适用于有废热和余热的地方，如热电厂等附近。

5.2采用蓄冷系统

各地区经济发展不平衡，但程度不同地存在着电负荷峰谷差较大的实际，在用电高峰时电力供应不足，而在低谷用电时供应过剩的浪费。在实施电力峰谷电价的地区，就可以采取低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量，高电价时段再将冷量释放出去，这会对整个电力负荷的移峰补谷工作起到很好的效果，并能产生较好的经济社会效益。

5.3采用变频应用系统

变频技术在现在空调系统的使用中成为一种必然性，不仅能有效地改造空调系统的某些不足，还能较大地降低能耗、节省运行费用。采取变频技术的原因是：

(1)设计人员在进行设备选型时，通常会预留一定的富裕量，事实上设备很少会在全负荷下运行，甚至不可能出现全负荷运行的情况。

(2)建筑物由于使用环境的变化，负荷也会发生相应的变化。

(3)建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而产生波动。正常情况下，空调设备只能按设备的额定功率运行。当负荷降低时，设备仍以额定功率全负荷输出运行。这就必然造成能量的浪费。如果使用变频技术，使空调设备的输出功率随着负荷的增减而变化，就会起到明显的节能效果。根据空调负荷状况，改变水流量或风流量能有效地实现节能。变风量(VAV)空调系统是通过末端装置来补偿室内负荷的变动，调节室内送风量以维持室温。变水量系统(风机盘管)是通过水量控制的方法来调控温度的。通过对水量、风量及主机的变频控制调节，可以实现所需空调负荷的用时匹配，使其达到节能的目的。

结束语

通过上述分析，环保节能技术在暖通空调领域的应用正在扩大和普及，而空调的耗能又是巨大的，应从设计、运行方面考虑节能，提高空调系统的节能总体水平。在节省能源、保护环境的大环境下，要采取各种节能措施，降低空调系统的运行能耗和费用。只要通过暖通空调专业人士的不懈努力，空调系统的节能降耗终会为社会做出有益的贡献。

参考文献：

[1] 陆耀辉.节能建筑暖通设计要求与实施[M].中国建筑工业出版社,2006,2.

[2] 林凤华.低温热水地板辐射采暖系统的设计与施工[J].建筑工业信息,2007,4

[3] 康中成. 浅析节能住宅建设中的暖通空调系统节能. 中国科技博览2009(36)