浅析建筑暖通空调节能设计及优化

摘要：随着我国经济的迅猛发展，人们生活水平的提高，人们对生活舒适度的要求也越来越高，建筑中的暖通空调为城市居民提供了舒适的生活环境的同时，也造成了相当大的能源消耗，暖通空调的节能设计应运而生，做好暖通空调的节能减排能够有效降低整个建筑的能源消耗，进一步提升居民的生活质量，实行可持续发展。本文主要就暖通空调节能设计中存在的问题以及节能途径、技术进行探讨.

关键词：暖通空调节能设计设计技术优化　

一，暖通空调节能设计在建筑设计中的优化

1.1将节能设计融合到整体建筑设计中

目前的很多建筑为了追求视觉上的美感，大量使用玻璃幕墙和玻璃顶棚，而这些材料的保温性能相对较差，这就加大了建筑使用过程中的能源消耗量。好的围护系统是可以锁住室内能量的，从而大大降低建筑总能耗量，达到节能减排的目的。暖通空调的节能设计根据这个原理，从建筑设计着手，尤其是的屋顶导热系数及外墙导热系数的设定上，设计人员应积极听取暖通专业人员建议，参考暖通专业人员意见，在不是很大程度影响建筑方案的基础上，做出暖通空调的节能设计，还要尽量避免建筑方案中的硬伤，这就要求设计人员在设计时做严谨周密的计算和考虑。

1.2采用复合供暖系统

在供暖系统上的优化必不可少，合理的供暖系统可以在保证环境舒适度的前提下大大降低能源消耗量。对于室内空间较高的建筑，我们建议使用复合供暖方式，即以散热器为主，空调为辅的供暖设施。若单一使用散热器，虽然保证了供暖舒适度，但空间布置上比较困难；若单一使用空调供暖，虽然也可保证室内温度，但其运行费用高，管理复杂，能耗非常大。综合考虑，使用复合供暖方式比较节能且实际，其优点显而易见：①初期投资较少，不但保证供暖舒适性，而且运行灵活、便于管理，也达到很好的节能效果。②供暖模式灵活，可应用南北环路设计。可把散热系统按南北两个方向设计两个不同环路，根据温度控制供暖。在人们活动的密集区可调节为大流量高温状态，而在不需要大量供暖的区域则可以调节为小流量供暖，这样灵活调节很大程度避免了供热能源的不必要浪费。

1.3根据不同空间高度，采用合理空调配置

暖通空调的设计内容以两米为界限，一般来说，不到2 米的室内以维持温度和湿度为主，建议使用热源辐射的供暖方式，较空调供暖而言，可降低水分蒸发速度，保证室内有舒适的温度和湿度；而高于2 米的室内，设计则以防止热量外泄为主，设计时注意不要有送风口或回风口，通过减少空气对流，防止热量外泄。此外，对于天窗或屋顶网架，为防止其结露，需设置高速风喷口进行辅热。

二．暖通空调节能现状

随着社会经济和高新技术的不断发展，空调设计过程中也出现了较多的节能方案。目前，由于我国缺乏较为科学、客观的评判方法，不能对暖通空调节能方案作出较为科学的评判，从而导致了暖通空调设计人员在选择节能方案时，无法从众多的节能设计方案中选出最合适的方案。同时，暖通空调的节能设计过程中考虑不全，对室内负荷值计算不准确。大多数设计人员在进行暖通空调的设计时，室内负荷值通常采用估算值或使用程序计算，计算后没有对计算值进行调整，从而造成暖通空调负荷较大的状况。

2.1 选择合适的制冷主机

在选择制冷主机时，应考虑到暖通空调的运作状况。通常，暖通空调大部分时间都是由部分负荷运作，因此，在选择制冷主机时，可由多台冷水机组中选出一台，将选出的冷水机组设置为变频机组，并将其应用于暖通空调部分负荷运作过程中，以调节空调的负荷。选择合适的制冷主机是暖通空调较为重要的节能方式。暖通空调在进行部分负荷运作时，能源消耗较高。在设计部分负荷运作的暖通空调时，应注意能量与热量的转换比率(即COP)。COP 会随着外界温度的改变而产生变化， 在设计时应使其能够随着外界环境温度变化作出相应的调整，使其更加节能，提高暖通空调的智能化水平。

2.2 利用可再生能源

空调中冷热源的能源消耗量大约占据整个系统能耗的50%，是暖通空调能耗的主要部位，同时其中也蕴藏着巨大的节能潜力。在选择冷热源时，除了目前常用的能源，还可以因地制宜，利用当地的有利条件开发新能源。例如，采用热泵系统，常用的热泵系统是水源热泵系统，水源热泵系统可以利用江河湖水，甚至是污水作为水源。采用水源热泵系统既能降低暖通空调的能耗，还能充分利用江河湖水、污水等资源，实现资源的合理利用。同时，水是可再生能源，利用水作为空调的冷热源能够有效地保护能源， 且能够作为长期供应的持久能源，对资源可持续发展具有重要意义。

2.3 采用节能型围护结构

暖通空调的围护结构对空调能耗有较大的影响，采用节能型的围护能够有效地降低暖通空调的负荷， 进而改善空调冷热源的浪费情况。在设计暖通空调的围护结构时，应充分考虑空调的遮阳和吸热措施，使其能够将外界条件转变为可利用能源，例如在室外温度较低时，直接将空气作为能源。同时，采用节能性材料也是暖通空调节能的途径。利用可回收或再生材料制作暖通空调的围护，能够减少能源浪费。

三．暖通空调的节能设计技术

3.1 热电冷三联供技术

目前，我国最主要的一次能源是天然气，利用天然气进行发电时，会产生大量的余热，可将其作为能源再次利用。利用天然气在发电过程中产生的余热对暖通空调进行供热或制冷，能够有效地提高能源的使用效率，减少能源浪费。同时将发电过程中的余热应用于暖通空调中，能够减少长途输电过程中的能量损失，提高输电线路的工作效率。热电冷三联供技术对于提高暖通空调的节能效果有重要意义，同时也提高了能源的利用率，能源得到充分利用，有利于可持续发展。

3.2 热泵技术

热泵技术是指将自然中所蕴藏的热能转变为热源的技术，热泵技术有地源热泵、水源热泵等。热泵技术可通过压缩机吸取自然界或环境中的热能，对热能进行升温处理后将其传给高温热源。热泵技术不需要使用煤炭、石油等不可再生能源，热泵技术的能源来自于自然或环境，不仅能够提高能源的利用率，还能有效地减少一次性能源的使用量，能够避免一次性能源使用对环境产生的影响，是一种较为实用的节能技术。同时，热泵技术因其独特的优势，在节能领域占据了重要地位，具有良好地应用前景以及广阔的应用市场。水源热泵时将为常见的热泵技术， 采用江河湖水或污水作为水源，经过水泵等设备将其转化为暖通空调的能源，实现制冷、发热等。水源热泵的水泵输送能效比的计算公式为：ER=0.002342H/（△tη）式中：ER 为水泵输送能效；H 为水泵扬程；△t 为供回水温差；η为水泵在设计工况点的效率。

3.3 排风余热回收技术

冬季气温较低，人们通常会使用空调提升室内温度，从而使得室外的新风温度远远低于室内的排风温度， 室内排风会产生大量余热。因此，可采用热回收装置对室内排风的余热进行吸收利用，降低能源浪费量。采用余热回收装置的做法就是在室内排风的出口处安装热交换器，使得室内和室外的空气能够通过交换器进行流通，利用室内排风中的余热对室外的新风进行预热，在保持室内温度的同时，还能够促进空气流通。

3．4 变频技术

变频技术应用于暖通空调的设计中，能够减少空调的能耗，弥补暖通空调的先天不足.暖通空调实际运行负荷通常受室外环境影响,室外环境特别是气候条件发生改变时，通常暖通空调的运行负荷也会随之发生改变，增加其能源消耗。暖通空调的设计过程中应用变频技术，在其中加入变频器，对暖通空调的运行模式和工作频率进行调节，使空调根据实际情况选择运行模式以及工作频率，充分满足暖通空调的实际需求。

四.结语；

科技文明社会，人类对能源的需求量日益增大，但能源不是没有穷尽的，日益紧俏的能源让节能成为人们不得不考虑的问题。暖通空调的节能设计结合建筑整体设计，运用新技术，推广可再生能源，可有效达到节能目的，所以其在暖通空调的整体设计中是非常必要的，对于建筑业整体的节能减排有重要意义。