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民用建筑空调能耗的节能技术研究

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：董慧慧

[导读] 摘要：经济的发展，社会的进步推动了建筑业的发展，也带动了建筑空调能耗的增加，我国暖通空调能耗约占建筑总能耗的55%。

        深圳市市政设计研究院有限公司广东深圳 518029
        摘要：经济的发展，社会的进步推动了建筑业的发展，也带动了建筑空调能耗的增加，我国暖通空调能耗约占建筑总能耗的55%。特别是在炎热的夏季，用户的制冷需求直线上升，空调负荷投入大，如果不能在空调负荷的控制中有效应用节能技术，会加大电能以及煤炭等能源的消耗，加重环境污染问题。对当前的暖通空调节能技术的研究现状进行总结发现，我国暖通空调节能技术应用前景广阔、市场良好，应用节能技术可以降低20%～35%暖通空调能源消耗，在保证人们需求的基础上缓解我国的能源危机，实现节能减排的目标。基于此，本文主要对民用建筑空调能耗的节能技术进行研究，希望通过本文的分析研究给行业内人士以借鉴和启发。
        关键词：民用建筑；空调能耗；节能技术
        引言
        我们了解到，空调系统的工作原理主要包含：冷、热量的产生、输送、循环。其中制冷量是通过消耗其他能量实现的，例如电能、地热能等，其本质是将其他能量通过压缩机转化为冷冻水中的冷量，冷量的输送过程主要通过不同的输送管道及水泵来完成，这一部分的主要作用是将冷量输送到用户各个房间。冷量循环过程主要是利用冷却塔开展工作，将高温冷却水先实施预处理，以便节省制冷剂组对循环水的制冷功耗，再将制冷液体循环送入到机组。
        1民用建筑暖通空调节能设计面临的难题
        目前的建筑暖通空调节能设计面临的难题如下：首先，设计人员在设计时需要从环境和节能两方面来考虑，但如果设计师本身专业素质不高，设计的方案质量较低，在节能方面以及舒适度方面都较差，无益于人们的健康，因此建筑暖通空调的设计还需要从提高设计者的专业素质方面来加强。其次，设计人员对施工规范、人体工学等方面的了解不足，导致程序设计不符合相关的规定，造成空调使用频率不高，节能减排的目的难以达成。暖通空调设计的管理部门对节能减排理念的融入也十分重要，管理人员如果没有摆正态度，将导致空调在消耗大量能源的基础上难以达到预期的效果。室外气象环境会很大程度影响暖通空调的运行效果，这需要后期的维护工作来解决，因而维护工作不到位将大大增加暖通空调的能耗。
        2民用建筑空调能耗的节能技术的应用
        2.1优化设计结构及系统
        民用建筑空调能耗的节能技术的应用之一是优化设计结构及系统。在暖通空调的优化设计中，如果只依靠先进的设备来完成具体的设计需求而忽略其本身结构的重要性，难以充分发挥能源消耗的经济效益，无法最大程度降低其在使用过程中产生的各种污染，暖通空调的造价也难以降低。因此暖通空调的设计人员还需从优化其设计结构上出发来实现节能减排的目标。而融入节能减排理念的暖通空调系统优化，可以从系统自控技术及水系统、风系统及冷热源等方面来实现，首先是系统自控技术的应用，设计人员需要通过应用先进的、智能化的设备来使暖通空调更满足人们的需求，保证暖通空调的智能化系统能自我监控，运行更加稳定、人性化。
        2.2能源技术的应用
        民用建筑空调能耗的节能技术的应用之二是能源技术的应用。第一，风能的运用。在使用暖通空调时，一般分为室内供暖和制冷这两个部分，供冷的需求可以通过自然风来满足。以制冷原理来说，如果室内温度高于室外温度，暖通空调便可借助自然风能及室内的协调来达到室内制冷的需求。这是一个室温互调的过程，主要利用夜间通风蓄冷和新风供冷两种技术实现。而暖通空调技术的运用，能够使室内空气的摄取不利用非可再生资源，也不会消耗过多的电能，既达到了节约资源的目的，还能提高室内空气质量，减少空调制冷带来的环境污染。第二，地下水的运用。

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地下水的保温效果极其的明显，它不会受到外界环境的影响，可以始终地保持热量平衡。因此暖通空调技术可以利用地下水资源，如果将其作为供暖的能源来源，通过集暖设备将地下热源传送到地面上来。集暖设备通过气泵将地下水的温度收集了起来，达到一定程度后再进行能源的转化，转化过程中需充分地考虑到地下水的水质。将地下水作为热能来源可实现节约能源，保护环境的作用。
        2.3重视围护结构
        民用建筑空调能耗的节能技术的应用之三是重视围护结构。设计暖通系统时，建筑围护结构的设计能够对建筑的能耗、环境的性能、舒适度及室内空气质量有着重要的影响作用。一般情况下，围护结构增加的费用占总投资的5%左右，但是节能效果的提高在20%～40%之间。对建筑围护结构的热工性能给予改善，可以有效降低夏季时建筑产生的冷热消耗，通过改善围护组件组成材料的热工性能，加强围护结构的热工性能。值得注意的是，在优化设计围护结构时需重点考虑当地气候及建筑位置和朝向问题。
        2.4温湿度独立控制技术
        民用建筑空调能耗的节能技术的应用之四是温湿度独立控制技术。空调系统总负荷组成体系中，显热负荷（排热）为重要部分，占比70%～80%，剩余部分则为潜热负荷（排湿）。根据热湿耦合处理方式的基本特征可知，冷源温度易受室内空气露点温度的影响，通常控制在5～7℃。仅从排除余热的角度来看，此时冷源温度在15～18℃时便可达到要求。由于显热负荷占比较大，原本通过高温冷源排走热量的方式缺乏可行性，此时需要得到5～7℃的低温冷源的支持，随之产生的问题则是能源浪费量增加，严重抑制制冷设备的工作效率。温湿度独立控制空调系统中，其配置的是具有相互独立运行特征的温度与湿度空调系统，各自具有独立控制功能，前者调节室内温度，后者调节室内湿度。温度控制系统包括高温冷源、余热消除末端装置，推荐采用水或制冷剂作为输送媒介，尽量不用空气作为输送媒介以降低输配系统运行能耗。除湿工作均通过独立的湿度控制系统而完成，但对于显热系统而言，其对应的冷水供水温度将提升至5～7℃，此时能够给天然冷源的使用创设良好的条件，尽管采取的是机械制冷的方式，但制冷剂依然可以高效运行，其性能系数具有大幅提升。余热消除末端装置的可选形式较多，包含辐射板、干式风机盘管等，相比室内空气的露点温度，供水的温度明显更高，基于此特点，有效避免结霜现象。温湿度独立控制空调系统将室内排热排湿过程中的排热和排湿过程分开处理，可解决以往热湿联合处理过程中损失量过大的问题。此外，独立的控制调节系统具有更强的灵活性，可高效处理温度和湿度，与室内湿热比相适应，从而避免室内湿度过高（或过低）的情况。
        2.5冷热回收系统的改进
        民用建筑空调能耗的节能技术的应用之五是冷热回收系统的改进。冷热回收系统可以有效地收集和再利用暖通空调系统运行过程中产生的余热，减少整个建筑物的排放并提高能效，余热回收可分为全热回收和显热回收。我们主要使用斜板式换热器，普通轮式换热器和高灵敏度板式交换热器。通过充分利用该设备，可以提高余热回收效率并降低外部空气的预冷和加热过程中的负荷压力。
        结语
        总之，节能减排理念在暖通空调的设计中成了设计师需要考虑的重点之一，设计师在设计的过程中，可以通过应用新的节能技术、新能源以及对暖通空调系统和结构的优化来实现节能减排的目标，提高社会整体的节能减排意识。除上述的方法外，设计师还可以通过减少传热媒介的耗能、建筑外围结构的设计等，实现暖通空调的节能，从暖通空调的设计上来为推动社会的可持续发展贡献力量。
        参考文献：
        [1]常钦光.建筑暖通空调节能技术探析[J].建材与装饰，2017（44）：183.
        [2]李菊梅.论暖通空调节能技术在建筑工程中的应用[J].住宅与房地产，2016（30）：131.