暖通空调系统的节能工程设计

【摘要】 由于暖通空调系统能耗的影响因素多，作用过程复杂，能源综合效率相对较低，因此，通过有针对性的分析后，进行合理的节能优化设计是有效降低能源消耗的重要手段之一

【关键词】 　 暖通空调系统 　 节能 　 设计措施

引言

随着暖通空调的广泛应用，用于暖通空调系统能耗的比例也在不断增大 而且暖通空调系统通常是以高品质的电能为能源，这与我国部分地区相对紧张和匮乏的电力供给形成了鲜明的对比，引起了能源供求矛盾的进一步激化 因此，在暖通空调系统设计中 ,采取必要的节能措施降低其能耗，是暖通空调专业人员不可推卸的责任。本文从多个角度对民用建筑工程中暖通空调系统的节能设计措施进行了较为详细的探讨 ,以供大家在工程设计中参考。

1.暖通空调设计注意事项

设计方案对暖通空调工程设计的成败乃至整个工程的使用和节能关系重大。 暖通空调系统特别是中央空调系统庞大而复杂，系统设计的优劣直接影响到系统的经济运行和耗能性能，结合生产实践的设计经验，在设计阶段应加强以下两方面的工作：一方面是注重从节能角度认真进行设计方案的比较和优选，例如对冷热源系统的选择，因为暖通空调系统所消耗的能量大部分是在冷热源系统中消耗掉的，选择冷热源系统不仅需要考虑它的初投资和运行费用，还应结合当地的能源结构和建筑使用功能特点对耗能指标进行分析比较。再例如，在系统形式选择和划分时应注意考虑不同朝向，周边区与内区之间的差异，系统应分开设置应用能源技术或分环，以便分系统或分环控制和调节，这样可以避免某些区域出现夏季过冷或冬季过热的现象，造成不必要的能量损耗。尤其应注意控制两种倾向：一种倾向是不管节能效果如何而盲目地追求新技术的倾向，认为采用最新技术的设计方案就是最佳的设计方案。实际上每种方案都有其适用条件和范围，若从降低运行费用和能耗指标方面考虑，先进的技术方案就可能变成不合理甚至是不可行的方案;一种设计方案对某个工程项目可能是最佳方案，但对于另一个工程项目就可能是不可行的方案。另外一种倾向是认为复杂的方案就是高水平的方案，但实际上系统越复杂，通常其设备越多，不仅投资和运行费用高，系统的可靠性和可控性也差，节能效果相应也就相对较差。总而言之，在确定空调设计方案时务必结合工程的具体情况，根据负荷特性，建筑使用功能要求和环境控制特点等多方因素，注意从节能角度通过全面技术经济分析比较后确定出最佳合理的设计方案，确保系统的运行与被控制的环境有最佳的配合，以达到在有良好的环境控制质量条件下既经济又节能的目的。另一方面，须认真进行设计计算 首先应根据工程具体情况对空调运行季节进行全工况、全过程的分析计算，寻找出一个比较合理的设计方案，使空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理地运行，为在运行中节能奠定基础。其次是通过认真计算，合理确定系统的冷热负荷及风水管道阻力，选择合适的冷热源设备和水泵风机等动力设备，确保所选择的各项设备能恰好处在最佳工况状态下运行。切忌不经计算和按照水泵或风机的特性曲线选择设备，而盲目地按水泵或风机样本的铭牌参数选择流量全压过大的泵与风机，导致设备运行中造成不必要的能量损耗。另外，在有条件或系统允许的情况下，应在对系统总能耗进行综合比较的基础上，合理加大系统的介质温差，以减少系统的水流量和送风量，降低输送过程中的能耗

2.暖通空调系统的节能设计措施

2.1通过节能的设计实现合理节能的暖通空调系统

暖通空调系统的节能设计还应从技术层面着手，选择较为合理且在现有的条件下易于实现的节能技术措施，从而能建立高效节能的空调系统。设计阶段是工程项目进行建设和改造的重要步骤，系统设计的优劣程度将对空调系统设备产生深远的影响。在空调系统的设计过程中，建筑的负荷计算是重要的内容，而当前空调系统的设计过程中容易出现设计工期较短的现象。为节省时间而运用设计手册中的为方案设计或初步设计过程中估算的冷热符合所用的单位面积的负荷指标数作为施工设计图中确定空调系统冷热负荷的直接依据，从而造成了实际应用中的总负荷偏大，采暖设备的偏大致使资源的消耗、资金的投入以及实际运行过程中的费用增加。

2.2 采用新型节能的空调系统

暖通空调系统的设计应建立新型的节能设计，从而建立更为舒适健康的空调系统。人体环境的舒适程度的影响因素较多，不同的环境参数的组合可以带来相同的舒适性效果，但不同环境因素组合的空调系统将具有不同的能耗，从而在空调系统的设计过程中，应综合考虑环境因素以及人们的舒适程度对系统节能设计的影响。

2.3建立多元化的冷热源空调系统

实际的空调系统的设计过程中，应结合实际应用状况，选择合理的冷热源，实现多样化的冷热源的选择。暖通空调系统的广泛应用对资源提出了更高的需求，对生态环境的发展也造成了一定的破坏，选择合理的暖通空调系统的冷热源能有效减少不可再生资源的利用，建立节能的空调系统的设计。

2.4建立高效的能源利用的空调系统设计

暖通空调系统的节能设计应建立高效的能源利用模式，只有通过能源利用效率的提高才能真正实现空调系统的节能设计。暖通空调的节能设计应加强冷热回收的利用模式，实现能源的循环发展。空调系统中的热回收主要通过能量回收装置，通过排风中的能量进行新风的处理，从而减少处理新风所需能量，实现节能的空调设备的运行。热回收装置的选择也应考虑当地的实际状况，从而建立节约以及节能的空调系统设计。

2.5建立新能源的利用模式

暖通空调系统中所使用的不可再生的资源与环境的矛盾日渐凸显，空调系统的应建立新能源的利用模式，从而缓解能源供求的紧张局面，地热能和太阳能是新型的绿色能源，应用于空调系统具有一定的优势，从而也能通过新能源得利用建立节能以及环保的空调系统，引起暖通空调系统的调整和变革。

3.可再生能源在暖通空调系统中的应用形式

3.1太阳能的应用

太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能有效地转换成电能，再用电能去驱动压缩式制冷系统。以太阳能作为热源的吸收式制冷是利用太阳辐射热能驱动溴化锂水溶液或氨水溶液的吸收式制冷系统。太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷却器去掉，将太阳能集热器与吸附床合二为一，冷却功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成。

3.2自然风的应用

自然风的供冷是可再生能源在暖通空调应用中的重要组成部分。当室外空气的焓值和温度低于室内时，在供冷期内就可以利用室外风所带有的自然冷量来全部或部分满足室内冷负荷的需要。通常，这种情况出现在供冷期的过渡季和夜间，可采用的方法为新风直接供冷和夜间通风蓄冷。由于利用了自然风提供建筑所需要的冷量，与常规空调系统相比，在运行中不用电或少用电，既节约能源，又减少对环境的污染，同时也改善了室内空气品质。

3.3地下水的应用

地下水由于地层的隔热作用，其温度受气温影响很小。在暖通空调中，有些地下水可以直接作为冷源，更是热泵良好的低位热源。所以水源热泵有着良好的节能前景。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并利用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。但是在利用地下水的过程中，需要注意两点：①要有可靠的回灌技术;②用地下水时应注意水质，水质不合格会使井老化。

3.4土壤能的应用

地源热泵是利用地下浅层地热资源(通常小于400m深)作为冷热源，进行能量转换，提供供暖制冷的空调系统。地源热泵系统通过输入少量的高品位能源(如电能)，实现低温热源向高温热源的转移，地能分别在冬季和夏季作为低温热源和高温热源。夏季，大地作为排热场所，把室内热量以及压缩机的散热通过埋地盘管排入土壤中，再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去。在地源热泵系统中，由于冬季从大地中取出的热量在夏季得到补偿，因而使大地热量基本平衡。虽然我国在开展土壤源热泵系统的研究与应用方面起步较晚，但由于其技术上的优势和有着节能、环保和可持续发展的优点，我国地源热泵系统的研究和开发市场也日趋活跃，它将成为中小型生态建筑空调冷热源合理可行的选择方案之一。

结束语

随着空调应用的日益普及，空调领域作为耗能大户应从设计、运行等方面特别注意节能的问题，不断提高空调系统的节能设计水平、节能运行管理水平。采用各种节能措施降低空调系统的运行能耗和费用，改善空调系统的节能效果，大力开发可再生能源在暖通空调系统中的应用，这对于节约能源、保护环境、促进国民经济的可持续发展都具有十分重要的意义。

参考文献

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