建筑设计论文：暖通空调系统节能探析

暖通空调系统节能探析
　　
　　王存府
　　
　　廊坊荣盛建筑设计有限公司河北廊坊065000
　　
　　摘要：暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置，起着重要的作用，本文对实现暖通空调系统节能应采取的有效措施及应注意的相关问题进探讨。
　　关键词：暖通空调系统建筑节能
　　
　　
　　能源是社会发展的重要物质基础，是实现现代化和提高人民生活水平的先决条件。随着社会的高速发展，能源问题越来越受到世界各国的高度重视。所为能源问题，就是指能源的开发和利用之间的平衡，或是生产和消费之间的平衡问题。解决能源问题的对策"开源节流"，开源就是开发新的能源、节流就是节约能源的消耗。节能工作的指导思想是：采取技术上可行的，经济上节约和合理的，社会能接受的和环境所允许的一切措施来提高能源利用率。
　　一、暖通空调节能的途径与方法
　　（一）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。
　　
　　（二）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。
　　
　　（三）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。
　　
　　（四）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。
　　
　　（五）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。
　　
　　（六）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。
　　
　　二、存在的问题与对策
　　要实现空调系统的节能降耗，已经具备了许多成熟的条件，但同时也存在许多问题有待于解决：
　　
　　（一）暖通空调系统的设计管理问题
　　
　　如前所述，空调系统的设计对空调系统的节能性有着重要的影响。然而在实际中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视，使得设计建造的系统不仅初投资大，运行能耗也相当惊人，大大超过了国家标准。据实测，有的公共建筑的空调能耗占建筑总能耗的60%。为此，我们有必要建议政府有关职能部门加强对暖通空调设计项目的管理，可以委托相关技术部门如学会等对设计图纸文件进行严格审查，对未达到国筑总能耗的60%。为此，我们有必要建议政府有关职能部门加强对暖通空调设计项目的管理，可以委托相关技术部门如学会等对设计图纸文件进行严格审查，对未达到国家有关节能标准的设计严禁施工建造。
　　
　　（二）暖通空调系统的运行管理问题
　　
　　除设计外，我们发现运行管理也起着重要的作用。有些单位的空调系统，一年四季只有开机关机和冬夏季转换操作，显然系统达不到相应的节能效果。为此要求运行管理人员不仅要有强烈的责任心，上岗前还必须要进行系统的培训和考核，对没有达到要求的，应重新培训，考核合格后才能上岗。在调查中我们发现，同样一套系统，管理人员不同，系统的能耗大不相同，有的甚至相差50%以上。
　　
　　（三）新型空调方式、控制方法及新的节能技术的开发应用问题
　　
　　如前所述，采用新型空调方式、新的控制方法，不仅能显著提高热舒适性而且可以使系统大幅度节能。在我省对新型空调方式和控制方法的研究可以说在全国都是比较早的，并且已经取得了一些可喜的成果，只要政府部门略加扶持这些成果将很快能得到适用，并形成产业化，对这些项目的实施，将对我省的能源、环境和经济都将起到巨大的推动作用。
　　
　　（四）使用可再生能源空调系统的开发推广应用问题
　　
　　利用可再生能源的暖通空调系统，如地源热泵空调系统、太阳能制冷、供热系统，不仅有着显著的环境和社会效益，有的还有着显著的经济效益（如地源热泵空调系统），应大力开发推广。当然，和其他任何新技术一样，这些技术也存在着一些问题（如地源热泵系统的地源热提取问题等），也需要进一步研究完善，也需要政府部门的重视和支持。
　　三、结语
　　随着科学技术的发展，在技术上节能可以做的很好，如高节能设备的出现、绿色空调的出现。但是人为方面作的还很不够，人们的观念和意识急需改变。建筑节能意识差，还没有在社会上、建筑界形成强大的舆论，特别是一些管理干部对此认识不足。
　　总之，节能在现代社会中已被认为是具有战略性的问题，社会舆论应加大力度，广泛宣传，让全社会都动员起来，从我做起，从现在做起。行政执法机构应强制实行监督和执行。就建筑业来讲，加强项目立项和设计方案的优化工作；加大工程师监理制度力度；对设备运行效果进行专家论证。此外，引进国外一些先进技术，结合我国的地理环境特点最大限度地开发利用新能源并对已有建筑存在问题进行改造。不仅能够缓解我国能源短缺的问题，而且有利于环境条件的改善。
　　