浅谈暖通空调节能技术分析

摘 要：在我国，暖通空调的能源消耗已占我国能源消耗的20%，特别是在夏季高峰期，空调用电甚至高达40%以上，因此对暖通空调节能技术的研究有着重要的意义。通过优化设计提高暖通空调系统的节能效果，避免人为的能源浪费。 采用空调新技术，如：变频技术、温湿度独立控制技术等，提高能源的利用效率。

关键词：暖通；制冷；空调；节能；

0 引言

近年来，随着我国人民生活水平的提高，建筑面积逐渐增大，使建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。建筑的能耗（包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等）约占全社会总能耗的30%，其中最主要的是采暖和空调，占到20%以上。空调作为能耗大户，与能源紧张局势特别是电力紧张局势有着密切关系，尤其是在夏季用电高峰时段，空调用电负荷甚至高达城镇总体用电负荷的44%。因此，降低空调系统能耗对于降低建筑系统的能耗，缓解当前电力紧张，优化能源结构，提高能源利用效率等方面都有着非常重要的意义。

1、节能暖通空调系统

空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及辅助部件组成。其工作过程如下：压缩过程-制冷剂（气态）通过压缩机受压后，压力增大且温度上升；冷凝过程-高温高压制冷剂气体通过管路输送至冷凝器，通过冷凝器换热（放热），制冷剂温度降低压力不变，此时制冷剂由气态转化为液态；减压过程-在制冷剂通过膨胀阀（或节流部件）时，制冷剂压力降低，制冷剂膨胀，此时制冷剂为低温低压状态（液态）；蒸发过程-膨胀后的制冷剂进入蒸发器，在蒸发器内与外界换热（吸热）即制冷，制冷剂吸收热量由液态向气态转化；蒸发后的制冷剂再次被吸附压缩机，从而实现整个制冷过程。

2、优化设计

2.1 暖通空调的节能设计

在空调工程设计中，因地制宜的选择设计合适的空调系统，可以有效节约能源。我国幅员辽阔，各地在气候状况等方面存在巨大差异，比如：南方夏季高温高湿，冬天低温高湿；北方夏季高温干燥，冬天低温干燥；南方昼夜温差小，北方昼夜温差大，采用同样的暖通空调系统显然并不合适。应当依据当地气候特点，以适宜技术为主，技术集成，形成适合项目特征、地域气候特点的设计理念。

2.2 暖通空调的方案选择

空调系统按照空气调节范围可以分为：集中式空调、分体式空调和室内空调。集中式空调（又称中央空调）采用集中整体式供冷的方式为多个房间或整栋楼房，甚至是整个小区进行冷气供应。集中式空调一般采用冷水，这样可以极方便的在整个系统中循环。

2.3 冷水机组的选择

冷水机组是集中式空调的核心部件，其能耗占整个空调系统的90%以上。冷水机组有两种基本类型：压缩循环冷水机组和吸收式冷水机组。目前，市面上共有四种压缩循环冷水机组，分别为：往复式压缩机冷水机组、涡旋式冷水机组、螺杆式冷水机组和离心式冷水机组。

2.4 蒸发器

当温度相对较高的液态制冷剂通过节流组件（膨胀阀或节流阀）时，一部分液相制冷剂闪蒸为制冷剂蒸气，然后部分液相和气相组成的制冷剂经过蒸发器，最后全部转化为气态制冷剂。蒸发器的重要的功能是实现制冷剂液体通过吸热转化为制冷剂气体。在这一过程中，有一个非常重要的温度点-蒸发温度。要使蒸发器高效运行，蒸发器盘管内的制冷剂尽可能在全液态下运行，同时又不允许在盘管出口出现液态制冷剂。这是因为，蒸发器出口的液滴会对压缩机造成伤害，所以需要对蒸发器设定一定的过热度。蒸发器的过热度越高，压缩机的进口制冷剂的蒸气压力越低，不利于压缩机的运行。

2.5 冷凝器

3、暖通空调新技术的应用

3.1 变频技术

变频空调是通过变频调节器来改变压缩机供电频率，从而实现制冷功率的调节，实现了连续低速的运转，避免了压缩机的频繁启动，实现了高效节能。

从公式中可以看出，无论是活塞式压缩机，还是螺杆式压缩机，其产生的制冷量都与频率成正比，只要电源频率确定，在某一工况下压缩机产生冷量就基本确定了。

变频技术在现代空调中的应用越来越广泛，在日本变频空调的应用已超过80%，相关研究表明，通过对压缩机、风机以及泵上使用变频调速装置，可以达到节电30%以上。

3.2 温湿度独立控制技术

3.3 蓄冷技术

蓄冷技术是一种利用昼夜电力负荷差异，在夜间或电力不紧张时用制冷机组制冰，使水的潜热以冰的形式存贮起来，在白天电力紧张时，进行融冰释放冷量，从而达到削峰填谷的目的。虽然整个制冷过程并不能节能，但是在一定程度上可以有效缓解用电高峰时期电力紧张的状况，在地区电力价格为阶梯电价时，可以节约用电费用。

3.4 数字化管理节能控制技术

运行管理对于暖通空调具有重要的作用，系统的运行节能控制可以弥补能源设计或管理模式存在的缺陷，通过对设备的运行控制，可以促进能源精确合理的消耗。最理想的状态是通过数字化自动控制系统实现节能控制。自动控制系统主要的功能是进行监测、管理和测量建筑物内的各种设备以保证设备可靠安全运行，节省人力和能源。因此，实现建筑智能化，加强空调的自控系统管理，对空调节能有着重要的作用。

3.5 热泵技术

热泵是把处于低温位的热量输送至高温位的设备，其工作原理与制冷原理相同，与普通制冷空调系统相比较，增加了1个四通阀。如果说电加热产生的热能为1，那么热泵可以产生的热能为3～4，由此可以看出热泵是非常节能且环保的产热方式。由于煤电的转化效率约为30%，这就意味着，热泵的效率系数COP大于3，才具有真正的节能价值。热泵技术是一项成熟技术，其真正难点在于提高效率系数COP大于3。即使这样，热泵技术在许多场合应用都能起到节能作用，如：有电无集中供暖的地区；对燃煤限制的地区等。

4、总结

目前，暖通空调系统节能成为建筑节能的重点，尤其是对占建筑能耗50%～70%的空调系统能耗，节能设计的研究是建筑系统节能的基础。所以要重视暖通空调系统的设计，加快新技术的开发应用。提高建筑的舒适度、成为低能耗的新型建筑。