暖通空调系统节能设计存在的问题研究

摘要：随着经济的发展，节能环保成为我们的主题之一，特别是绿色建筑的发展，而绿色建筑中的暖通空调设计是一个重点，在暖通空调系统的设计中，采取必要的节能措施，是降低建筑能耗、建设节约型社会的重要举措和迫切需要。本文主要从暖通空调系统的节能工程设计方面进行探讨。

关键词：暖通空调系统节能设计

1、暖通空调系统节能设计存在的问题

1.1供暖方面

(1)楼梯间散热器立支管应单独设置

设计规范规定。楼梯间或其他有冻结危险的场所，其散热器应由独立的立支管供热，且不得装设调节阀。然而，有的工程将楼梯间散热器与相邻房间散热器共用一根立管，采用双侧连接，―侧连接楼梯间散热器，另一侧连接邻室房间散热器。这就导致楼梯间一旦供暖发生故障，可能影响邻室的供暖效果，甚至冻裂散热器。

(2)平衡阀的设置与口径选择存在问题

空调冷冻水系统宜设置平衡阀，一般应设在回水管上而有的工程新风机组冷冻水供回水管上均设置了口径与管径相同的平衡阀。笔者认为。供水管上不必设置平衡阀．仅在回水管上设置即可，平衡阀口径应通过校核计算确定。

1.2暖通空调系统的设计及施工管理方面

空调系统的设计优劣对空调系统的节能性能有着重要的影响。然而在实际设计过程中，往往由于得不到设计人员的足够重视，造成建筑系统不仅初投资大，运行能耗也相当惊人，大大超过了国家标准，甚至有的公共建筑的暖通空调能耗占建筑总能耗的60％。另外，目前建筑设计、施工、监理行业中暖通空调专业人员水半参差不齐，很大一部分人员非本专业院校毕业或非对口专业，甚至一部分人员根本未经过任何培训，对本专业理论知识似懂非懂，常凭经验行事，采用惯用方案或甲方指定方案进行设计、施上管理，由此在设计或施工中遇到的一些涉及方案性调整问题不能进行及时正确的处理和解决，给系统的运行、管理留下隐患，最终导致系统无法挽回的后果。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。

1.3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。

2、具体设计分析

暖通空调系统是绿色建筑的主要耗能大户，在设计主要需要注意的就是节能设计，减少能耗，下面主要从节能角度分析绿色建筑的暖通空调设计。

2.1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。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-PPD 指标对空调系统进行调控，可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。

2.2减少热媒介输送过程中的能源消耗的设计

暖通空调系统的节能设计应在各环节上减少能源的消耗，从具体的设计和运环节出发， 建立整体的节能空调体系。热媒介输送系统的节能设计应在材料的选择热能输送系统等方面的设计上实现。热媒介输送系统应选择新型的保温材料，如用热水预制保温的直埋管等措施，从而减少热能在运输过程中的损失。还应利用算机系统对空调供暖系统进行全面测试，并采用平衡阀以及智能管网，实现对管流量的科学分配和有效管理，通过提高传输效率实现节能。空调系统的节能设计应建立有效的动力传输系统，从而能实现对动力系统的优化设计和施工，为建立效的空调系统的施工和节能奠定良好的基础。动力系统可选择效率较高、负荷特好，具有大温差、低流速以及低摩阻的动力供应管道，运用输送效率较高的载能的动力设备，有效提高输送效率，建立节能的空调系统运行模式。

2.3空调系统中的热回收利用

空调系统中热回收是空调节能的又一种新思路，即利用换热方法将空调系统中废弃的热量重新回收利用起来。具体方法是在风系统中使用新风换气机等热回收装置，使用排除的室内低温(高温)空气对引进的室外新风进行预加热，据目前国内此类厂家的检测，换热效率一般可达70％以上，大大减少了用于处理新风的冷热量损失。空调水的热回收利用是对制冷机的冷凝器稍作改动，就可以同时供应35℃～40℃的热水。不需要或用不完热水时，可以从冷却塔排出；大量供热水时，由于进水由自来水补充，水温较低，还会使制冷量适当增加，不会有负面影响，同时可以有效地减少排放的热量对大气的热污染，可以说是一举数得。对已有的制冷机而言，改造工作量很小，这种设备在国外已有大量的应用。

(1)新风系统变频变风量控制

包括主送风机、和楼层新风机。在夏季中央空调运行过程中，主机40％的能耗用于冷却新风，因此，对新风量进行合理的调节，可以使主机消耗功率降低。

新风的作用是为楼宇提供清洁、卫生的新鲜空气，保障楼宇环境的健康舒适，但是楼宇外部气温高或湿度大时新风过多会将更多的外部热湿空气带入楼宇，增加主机制冷功率、运行时间和新风设备电能消耗：外部气候凉爽时新风减少不利于凉爽空气进入楼宇，也会增加主机的制冷功率和运行时间；而冷天新风过多会使楼字过冷，不利于新风机节能。因此通过计算机对楼宇内外环境温度、湿度、焓值及空气品质的检测，在每年的不同季节、每天的不同时刻利用变频装置对新风机进行转速调节，可以便新风系统明显地节能。

(2)空调机变频变风量控制

空调设备至少有10％设计余量，因此根据空调机制冷区环境温度，在50％～90％范围内对空调机进行交频调速，可使空调机动态节能27％～78％。另外由于变频调节时风机电流大幅降低，功率因数提高到1，风机发热率可降低70％以上，使用寿命延长3～5 倍。并且可以使楼宇内“忽冷、忽热、过冷、过热”现象将不再出现。

(3)排风机变频变风量控制(或定时开停控制)

排风机的作用和新风机相反，是将楼宇内的污浊空气排出，其运行条件是对空气品质的测量数据。因此，在楼宇内加装空气品质传感器，根据空气品质决定排风机的变频转速(即排风量)或起、停，至少可使排风机节能27％～78％，并同时减少冷量散失。

(4)冷却塔风机变频变风量控制

冷却风机作用是对冷却水进行冷却。由于冷却塔安装位置远离值班室，操作人员往往在停止冷却塔时忽略关闭冷却塔进出水阀门，造成停开冷却塔进出水短路，影响散热效果，采用电动阀成本接近变频器但无节能效果。因此根据冷却回水温度对冷却风机进行变频风量调节，不但不出现上述情况，而且可使冷却风机节能。

3、结语

总之，随着国内绿色建筑的发展，暖通空调系统的节能成为重点，所以节能设计的研究是暖通空调系统、建筑系统节能的基础。所以我们要重视暖通空调系统的设计，加快新技术的开发。

参考文献:

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[2]杨春梅．暖通空调与节能设计相关问题的探讨[J].内江科技，2009（1）．

[3]曾志坚．暖通空调系统的节能问题分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊)。2009(6)．