浅析暖通空调系统的节能工程设计
发表时间：2018-12-26T11:02:29.600Z 来源：《建筑模拟》2018年第28期作者：罗红艳
[导读] 分析空调系统在办公类大厦应用中，设计、安装的方便性，运行、管理的合理性，控制系统全面、多能性，以及节能减排的优势。

罗红艳
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摘要：分析空调系统在办公类大厦应用中，设计、安装的方便性，运行、管理的合理性，控制系统全面、多能性，以及节能减排的优势。

关键词：暖通空调；系统设计；运行；节能减排
引言：哥本哈根世界气候大会被一些专业人士形容为人类最后的机会，对于专业人士来说，这并非耸人听闻，他们研究的就是人类向自然过度地资源索取和废物排放对气候环境的影响，而这影响已经到了危险的地步。

节能减排已经成为刻不容缓的大事。

空调是提供舒适的办公、生活环境不可或缺的设备，也是建筑能耗的大户，其能耗约占整个建筑能耗的50%～60%，降低空调系统的能耗，将会在全人类关注的低碳行动中作出较大的贡献。

由于空调系统满负荷运行的时间约10%，大部分时间在低于80%的负荷情况下运行，因此在空调系统设计时，选择运行、管理灵活，控制功能全面，部分负荷时能效高的系统，才能称得上设计合理，才能从设计和运行管理上双管齐下降低能耗，响应国家的低碳大计。

1 暖通空调系统节能设计的意义和特点
随着我国工业化的不断发展，建筑物的能源消费总量逐年增加，约占全国能源消费总量的1/3。

而建筑能耗的主要来源是空调系统的能耗。

据统计，公共建筑供暖系统的运行能耗，包括供暖能耗，通常占建筑总能耗的50～60%上。

因此，只有在设计暖通系统之初，充分考虑和实施节能措施，才能有效降低建筑物的总能耗，有效支持国家节能减排战略，推动社会朝着可持续发展的方向发展。

与其他能源利用系统相比，暖通系统的元器件单元关系比较复杂，这对暖通设计者系统进行节能研究提出了挑战。

可供选择的空调系统不外乎两种，一是制冷机组加上末端（风机盘管）系统，一般称之为“水系统”，二是变制冷剂流量分体多联式空调系统，称为多联机系统。

水系统空调需要独立机房，还需设置冷冻水泵、冷却水泵、水处理和冷却塔等配套设备，冬季供热需要燃油/气锅炉，燃气调压站/油泵房，系统复杂，管路安装占用较大空间，运行管理单调，控制系统简单，机房和末端分散控制。

如遇个别部门加班，由于负荷过低，无法开启空调系统。

随着使用时间的增加，维修工作量加大且维护难度也大。

变频多联式空调系统，设计安装方便，无需单独的机房及其他配套设备，运行管理方便，控制功能强大，部分负荷运行时能效比更高，虽然初投资稍高，但是由于采用变频运转，能耗和运行费用低，在国内中央空调领域的市场占有率逐年提高。

根据文献研究结果，在建筑面积6～8万平米办公类楼宇，采用离心式冷水机组+燃油锅炉作为冷热源的空调系统，年能耗约1.69 GJ/（㎡·a），其中空调系统能耗约0.76 GJ/（㎡·a），而变频多联机系统能耗约0.55 GJ/（㎡·a），虽然多联机设备的初投资较前者稍高，但节能效果显著，运行、维护费用低，约5年可回收高出的初投资部分。

南京地区冬季无集中供热系统，室外气温对多联机制热能力的影响很小，故，南京越来越多的办公楼项目，采用多联机也是比较合理的选择。

2 暖通空调节能技术施工存在的问题
2.1 整体设计分析不到位
在暖通的施工过程中，为了保证其各项工作的有效性，一般会从多个角度进行暖通施工工作，以利于施工工作能够以合理的方式进行。

同时，随着市场竞争日益激烈，员工也开始有计划地调整设计方法和设计要点，设计了多种不同类型的施工方案。

其节能技术在应用过程中取得了较快的发展。

然而，由于其设计自主性的影响，设计人员在设计过程中考虑的因素可能夸大。

这导致了在施工过程中暖通部分往往有设计过大的现象。

这种现象的存在，将严重影响到大型空调建设的发展，导致节能效果与实际节能建设之间存在一定差距。

在没有全面统一的暖通空调设计规则的情况下，开展后续各项建设过程中很可能出现设计方案规范性不足等问题，其节能设计的要点把控工作也不能及时到位，导致后续建设工作出现许多问题，不利于暖通空调节能技术研发工作的开展。

2.2 技术专业操作性不够
随着科学技术的发展，设计中的许多方面都需要智能和自动化的电子设备。

这些智能设备的存在对施工人员提出了更高的技术要求。

但是，对于施工人员来说，不与这些新型智能设备接触，就必然会有操作上的问题。

因此，为了提高施工人员的专业操作水平，施工企业应安排施工人员进行技术培训的时间。

可分为入职前培训和在职培训两种。

为施工人员提供技能知识和现场实践，使施工人员对新技术有更多的了解和认识，最大限度地减少施工过程中的误差。

此外，施工企业还需要建立规范的施工体系，严格按照施工人员的施工体系进行施工。

需要注意的是，有关监理人员要做好监理工作，保证施工质量。

为了提高施工人员的积极性，施工企业还可以建立一套激励机制。

通过激励制度让施工人员把工作进行到点，使他们积极掌握新的操作技术。

3暖通空调系统的节能工程设计
3.1 加强热能回收设计
3.1.1 热回收装置
余热浪费严重是导致空调系统能耗偏高的重要原因之一。

在空调系统中设置热回收装置，利用两种不同状态的流体以及热交换设备实现总热传递，尽可能实现热源或冷源能耗量的降低，在此基础上进行室内热、湿转换，以此实现建筑节能。

新风负荷在空调系统负荷中占据较大比重，通常为总负荷的25%～30%。

在空调运行过程中，为了确保室内空气质量，部分室内空气需要被排出，这就会导致部分能量被带走，此时空调系统在处理新风时又要消耗一定能量。

因此，将能量回收装置设置在空调系统中，可以利用排风的能量对新风进行处理，新风处理时需要的能量就会减少，同时机组负荷也相应降低，从而提升空调运行的经济性。

现阶段，热回收装置通常包括两种类型，即以转轮式余热交换器、板翅式换热器、热管换热器、建筑结构蓄冷（热）为主的直接接触式热回收装置；以热回收环、热泵系统为主的间接式热回收装置。

相较于单一设备，综合使用直接接触式热回收装置与热泵，能够有效提升空调系统的热回收效率。

目前比较常用的联合装
置包括热泵和热管热回收、热泵和转轮式热回收等。

3.1.2 热回收措施
回收排风余热。

对暖通空调系统的排风能量进行充分回收、利用，用于处理新风，实现新风负荷的有效降低，这是一种主要的节能设计方法。

排风余热回收包括两种，显热回收及全热回收。

目前热回收设备的种类很多，具体包括热管式换热器、转轮全热交换器、板翘式全热交换器、板式显热交换器以及中间热媒式热交换器等。

3.2 推广使用可再生能源
合理应用太阳能。

目前，建筑中使用太阳能的方式主要有两种，即被动式和主动式。

被动式太阳能建筑价格低廉，结构简单，不需要其他辅助能源。

即通过合理布局建筑方向和妥善处理建筑构件，实现节能目标，利用太阳能是自然换热，活动太阳能建设成本较高，结构也较为复杂。

在这类建筑中，太阳能收集器、泵、风扇、蓄热和散热器是加热系统和冷却系统的主要组成部分。

与活动式太阳能建筑相比，被动式太阳能建筑的应用市场更加广阔。

随着科学技术的不断进步，建筑行业出现了许多新的节能技术，包括太阳能光伏电池板发电技术和太阳能集热器采热技术。

结束语
目前，建筑节能是一个不容忽视的问题，特别是空调系统，空调系统占建筑能耗的50%至60%。

在投入使用后，空调系统在每个季节都得到很好的使用，基本实现了之前设定的设计理念。

各种节能技术与节能设备的结合与应用，使该建筑成为一种高舒适、低能耗的新型建筑。

节能环保时代的到来，为节能技术占主导地位的企业赢得了更多的商机，同时也给一些产品技术落后的品牌带来了挑战。

节能环保已成为暖通产业的发展趋势。

应以扎实的专业素养为保证，同时拓宽视野，为暖通产业、为节能环保事业打造自己的力量。

参考文献：
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[3]王子介.低温辐射供暖与辐射供冷[M].北京：机械工业出版社，2018，57-98.。