试论暖通空调节能设计探究

【摘要】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，利用当地有利条件开发新能源。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。本文从暖通空调技术概念及意义讲述，分析了暖通空调节能方面存在的问题，并提出了暖通空调节能设计的措施及具体应用。

【关键词】暖通 空调 节能 应用

一、暖通空调高耗能的原因

1、暖通空调运行管理过程中存在一定问题，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运作，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。实践证明，同样一套系统，管理人员不同，系统的能耗大不相同。

2、现有的节能方案和方法存在一定问题，由于社会倡导节能环保，出现了很多新技术和新方法，但是这些新技术和方法各有各的优缺点，当设计人员面对众多的节能设计方案有时候无从下手，使用错误的评价方法导致极其严重损失。

二、暖通空调节能设计的现状

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。

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，利用当地有利条件开发新能源。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。

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、暖通空调节能设计的措施及具体应用

1、暖通空调的技术改进

1.1 蓄能系统的创新设计

空调的蓄能系统设计是由蓄冷和蓄热两部分组成。空调系统的蓄热方面，蓄能的设计直接关乎到系统节能的问题，主要由于系统的热源可以由电锅炉或其他一类能迅速加热的电气构成，在用电低谷时，将水加热后储存进水箱，而在用电高峰的时候，自动切断电热器，利用储存在水箱里的热火实现供热。而蓄冷装置则是以水凝固介质或是用水冷却为介质，把显热或是潜热状态下的冷能源储存到介质中去，介质在人们需要供热的状态下融化或使温度提高，让储存的冷能源得到充分的利用。由于蓄冷的介质留存于空调系统的冷水主机与换热器之间，故此在进行设计的时候请根据冷水主机的容量对主机的上下游进行串联和并联。

由于空调系统中维护结构的空调负荷占着很高的比重，所以，对于冷热负荷的降低技术的研发是必不可少的，冷热负荷能否进一步降低也是一个至关重要的问题，这对于整体的节能和规划都是一项重大的任务和规划。并且，通过运用维护结构的冷热负荷降低技术能够大大的降低成本，而冷热负荷降低技术的使用，不仅能够改善建筑物的墙体与门窗的隔热性和保温性，还能减轻室内的冷热流失量。我们可以根据建筑物墙体的面积与门窗的比例来进行合理有效的规划措施，如设计遮阳窗户等这一类的想法都是非常理想的。

2、做好能源回收工作

2.1 热回收装置的处理

暖通空调系统的缺陷之一便是浪费了大量的余热。而热回收装置可轻松解决这一问题，在暖通空调系统的运行过程中，使两种状态不同的流体，通过某种热交换设备进行湿热或者总热传递，实现冷热源的均可以实现零消耗或微消耗。从而完成系统所需要的湿热变化，以达到节能的目的。而对于建筑物的空调负荷问题，新风负荷所占比例较大，约占空调总负荷的25%～30%。空调在运行时为保证室内环境卫生，势必要排走室内部分空气，如此便带走了部分能源，而处理新风又会使用部分能量。如果我国可以在空调系统加入能源回收装置，用排风中的浪费抛弃的能源来解决处理新风所需的能源问题，如此一来便可以节省一般的能源使用。目前我国常见的能源回收装置有轮转式余热交换器、建筑结构的蓄热或者蓄冷器、板翅式结构的换热器、热回收环、热管换热器、热泵系统等。

2.2积极进行热回收措施

热回收主要是充分利用了排风的能量，通过对排风的回收，来对新风进行余冷（热），使暖通空调的能耗降低的重要途径是减小新风负荷。排风余热的回收主要包含了显热回收与全热回收这两大类，热回收设备大致有转轮样式的全热交换器、板翘式结构的全热交换器、板式结构的显热交换、热管式结构的换热器和中间热媒式结构的热交换器等。

3、大力开发使用可再生能源的空调系统

3.1 自热冷源的设计

自热冷源设计是一项包含了经济，环保可以无限再循环利用的技术，它既可以利用冷却塔进行供冷，还能够在原来的空调水系统的基础上进行一些改装组建来达到温度在规定值时便可以关闭冷水机组，让循环冷却水持续的供应冷能源，从而使室内拥有足够的冷负荷的目的。这样不仅能节省大量的金钱，还能够使资源得到更充分的利用。另外在新风的供冷设计上可以采用新风引入方式，这种设计能够起到很好的节能效果。自然冷源是一项通过自然方法所建构出来的节能策略更具有实用性和节能性，如果将其利用到位定将使空调系统的能耗降到最低，带来最好的效果和效率。 3.2 太阳能供应技术

太阳能一直是充沛却利用不够全面的可再生能源。目前这一方面主要有被动和主动两种模式，一般被动模式的结构比较简单，可以不依靠任何辅助能源而实现太阳能的持续供能。它基本不会霸占太多建筑物的面积。而主动模式往往被运用于一些大型的建筑物中，一般很少在居民房中得到使用。主被动模式的暖通空调对于都是利用风机散热器。储热器和集热器的组成对太阳能进行采暖，对环境降温。

3.3 地源热泵技术

这种是利用地下浅层土壤的热能，向其输入少量的高位能将低温位能转成高温位能，来实现供热或制冷的高效节能环保功能。地源热泵因为由地热功能，故此能够在一年四级保持平稳。用地源热泵作为暖通空调的热源，在冬季可把高于环境温度的地热取出供给室内采暖。而夏季，则把地能作为空调的冷源大地在地源热泵系统中起到了蓄能器的作用，就更提高了空调系统的能源利用效率。

4、加强对于暖通空调运行管理

在我国，暖通空调系统是居民生产生活不可缺少的，而暖通空调系统的节能技术开发无疑是为社会走可持续发展，实现全民共富必不可少的环节。科学合理的管理才是实现其节能降耗的前提和保障，是不可或缺的组织环节。因此对管理人员的培训也是一件势在必行的事情，使其有较高的综合素质，这样才能确保系统的节能管理工作的进行。除此之外，还可通过让节能观念深入忍心来提高运行管理人员对能源消耗的重视，注重在空调系统的节能调研以及能源审计工作中认真统计其能源消耗等数据，并对此进行有效的分析，这样才能使空调节能运行管理有效开展。

结束语：

暖通空调系统节能技术的研究开发和运用是建筑节能建设的重要方面，也是当前建筑行业技术研究的一个重点，需要暖通专业工作者，结合工作实际，不断总结经验教训，以设计出更为科学合理的暖通空调技术，才能充分发挥其的经济性、节能性、安全性的作用，不断提高建筑物的节能水平。