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暖通空调系统节能设计探讨张秀芹

发表时间：2021/7/23 来源：《建筑科技》2021年7月下作者：张秀芹

[导读] 随着物质生活水平的不断提升，人们开始更加注重物质生活享受，在这种情况下，社会公众对于办公场所以及居住生活环境提出了更高的要求。我国在全面提出建筑节能国家战略要求后，建筑工程在建设过程中暖通空调节能要求也更加严格。

山东省济南市华通设计顾问工程有限公司济南分公司张秀芹 250001

摘要：随着物质生活水平的不断提升，人们开始更加注重物质生活享受，在这种情况下，社会公众对于办公场所以及居住生活环境提出了更高的要求。我国在全面提出建筑节能国家战略要求后，建筑工程在建设过程中暖通空调节能要求也更加严格。但从当前建筑工程发展的实际情况可以看出，由于受到多方面因素的影响，暖通空调工程仍然存在很多问题。
关键词：暖通空调；节能设计
        引言
        随着我国社会经济的快速发展以及社会的进步，节能减排已经成为当今工程领域的一个重要话题。在安装暖通空调过程中体现节能的实际应用特点，逐渐成为建筑单位的重点工作内容。节能技术可有效减少暖通空调在实际使用中的能源消耗，可对有限资源进行可持续利用。在提升建筑整体质量、建筑单位综合效益的同时，有利于保护自然生态环境。暖通空调在建筑工程中的设计过程中，需要针对节能的先进技术理念，对暖通空调的设计安装流程进行优化，提升暖通空调的节能技术使实用性能。
        1暖通空调系统节能意义
        上世纪70年代能源危机爆发后，发达国家对节能问题给予高度关注。从当前世界发展的能耗结构来看，建筑能耗占比非常高，因此建筑节能也受到了社会广泛关注；在建筑工程中暖通空调系统属于能耗大户，其能耗在建筑系统中占比达到60%左右。因此要想实现建筑节能工作的有序开展，就要对暖通空调节能给予高度关注。首先，根据相关调查可以发现，在夏季，我国南方一些地区空调的耗电量占到总耗电量的23%左右，甚至一些地区的占比超过30%。不过建筑行业近几年来取得了迅猛发展，也进一步加剧了建筑能耗，在我国社会的总体能耗中建筑能耗占比达到27%以上，在部分地区建筑能耗占比已超过40%，而且建筑能耗总量仍在持续上升。城市化建设进程的不断加速以及人们生活质量的改善，暖通空调系统已经逐渐成为建筑系统中非常重要的一个组成部分，暖通空调能耗也在进一步增加，在这种形势下必然会引发能源供需矛盾激化。如果能够引入有效的节能技术，然后将暖通空调系统进行进一步优化则具有重大实践意义。
        2暖通空调系统节能设计问题
        2.1设计及施工管理问题
        设计环节对暖通空调的节能效果会产生直接影响，但是从当前暖通空调系统的设计实际工作来看，一些设计人员本身对于节能要求不够重视，而且在工程实践中经常会出现设计周期短、设计费用短缺、生产设计与经济效益不挂钩等一些问题，或者是在设计过程中存在技术性难题无法得到及时解决，在这种情况下设计出来的暖通空调系统不仅投资成本高，而且也会产生较大能耗，目前我国一些公共建筑中暖通空调系统的整体能耗占比甚至达到60%左右。此外，从施工实际角度来看，暖通空调系统在施工过程中由于监理人员本身专业水平相对较低，甚至存在监理人员非对口专业人员，未经专业化训练后上岗，工程监理仅仅凭借经验来开展，在施工过程中发现问题也不能及时给予纠正，在这种情况下很可能会给工程实践带来无法挽回的后果，而且也会给暖通空调系统后期的运营管理埋下隐患。
        2.2节能技术难以推广
        节能技术可以在暖通空调系统中进行应用，同时可以在一定程度上进行创新，为暖通空调节能提供新的方向。比如，太阳能制冷供热系统不仅可以实现资源的循环利用，同时还能带来经济效益与节能发展。尤其当下一些创新型技术的发明，尽管在前期可能存在技术漏洞的情况，但仍然需要不断进行尝试，与当下暖通空调系统进行结合，实现技术上的突破。

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        3暖通空调系统节能设计策略
        3.1采用变频技术
        变频技术一直以来都被视为暖通空调节能设计的首选，被广泛应用于各个建筑之中。假使空调始终遵循预先设定好的额定功率进行运转，就会出现很多棘手的问题。首先是，面对实际需求较低的情况，暖通空调自始至终保持全负荷运转的状态，结果是显而易见的，那就是造成能源的过度浪费。变频技术的灵活应用恰好解决了这一问题，面对部分负荷需求比较低的情况，对空调的输出功率进行下降调整，不仅不会影响制冷的实际效果，还会达到节能减排的硬性目标。变频技术采取的控制动作分为两个方面，第一方面就是把握排风量。面对负荷较低的时刻，排风速度的减缓是非常必要的，反之，在应对负荷较高的情况时，排风速度增加一样可以实现变频的目标。第二方面是掌控排水量，对排水量的控制用以调节温度，这样远比定额排水的省电效果要好很多。假使室内温度偏高，使用的空调在输出时就会呈现全功率状态，温度被迅速降低，当达到最舒适温度的时候，对空调展开的变频操作也就开始了。通过感应器获取环境数据后调节空调设备的输出功率，使得室内保持恒定的设置温度。
        3.2优选节能设计方案
        在进行暖通空调系统设计方案选择的过程中应该从多方面因素进行综合考虑，例如在选择冷热源系统的时候，由于暖通空调系统在运行过程中冷热源系统能耗非常大。因此冷热源系统的选择需要从初期投资成本以及后期运行费用等进行综合考虑，与此同时还要结合当地能源结构以及建筑的功能特征等对冷热源系统耗能指标进行全面分析对比。针对暖通空调系统形式进行选择以及划分的过程中需要从朝向、周边区域以及内区之间的差异进行详细分析，系统整体应该采取分开设置或者是分环设置的方式，这样才能为后期分系统以及分环控制调节提供便利。这种设置方式不仅能够有效避免暖通空调系统在应用过程中出现局部区域过热或过冷现象，而且也能有效避免空调系统在运行过程中出现不必要的能量损耗。在暖通空调系统设计过程中需要对节能效果进行充分考虑，要尽量避免在设计环节出现盲目追求新技术的现象，部分设计人员认为采用新技术就能达到最佳节能效果，但是不同设计方案本身都会具有特定的适用条件和适用范围。因此在具体选择暖通空调系统设计方案的过程中，必须充分结合工程实际的具体状况，全面综合环境特点、建筑功能、空调系统负荷特性等多方面的因素进行综合考虑，同时还要对节能效果、技术经济性进行全面对比，在此基础上来确定出最佳设计方案，以此来保障暖通空调系统达到经济性和节能性运行。
        3.3改进地源热泵的系统
        地源热泵系统在当下应用在建筑暖通空调中，可以有效的提升其在室内制热以及制冷方面的作用效果，在我国大力推进节能环保的过程中，使用地源热泵系统可以借助其拥有的突出优势，让建筑内部的暖通空调在原功能基础上增添节能功能，地源热泵在建筑暖通空调中的应用，在优化空调系统作用效果的同时，不会对环境造成污染，满足国家对建筑绿色设计与施工的要求。比如，当下大部分设计人员按照项目所在地提出的建设要求以及国家相关部门发布的规范性文件，结合业主对建筑内部暖通空调提出的设计要求，引入地源热泵进行系统设计，从而可以在地源热泵作用下，让暖通空调可以在夏季利用地源热泵吸收土壤中的热量进行制冷工作，降低冷却塔制冷对能量的使用量，利用地源热泵还能承担制冷产生的负荷，从而让暖通空调处于高效运行的状态。在冬天,暖通空调在地源热泵作用下可以将热泵系统直接与供暖系统相连接，这样便能有效的缩减供热工作中的无用环节，有效的降低制热工作消耗的无用能源，达到良好的节能效果。
        结语
        暖通空调系统在设计过程中必须对新、回风比例进行科学设计，在必要情况下可以采取全新风运行，这样才能够实现节能效益以及环境效益的最大化，而且也可以实现对噪音的集中处理，对于室内空间的温湿度也能实现有效控制，设备也能够实现集中管理，后期维护检修更加便捷。
参考文献
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[2]刘超,赵天怡,张吉礼,等.基于建筑信息模型的建筑热工系统与暖通空调系统设计应用分析[J].暖通空调,2019,46(3):27-32.
[3]姜新丰,曹利明,邱晓枫.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用[J].科技经济导刊,2019,27(11):70.