建筑暖通空调系统节能方案的优化设计分析

【摘要】节能和环保是实现可持续发展的关键，在暖通空调系统的节能设计方面也不例外。本文简要介绍了建筑暖通空调系统高能耗的主要原因，探究了建筑暖通空调系统设计原则，并且从空调系统的节能设计、能源利用设计、运行管理设计三个方面分别进行优化分析。

【关键词】暖通空调系统；节能方案；优化设计

暖通空调系统的节能关系到人们的冷暖、健康、安全、工作效果和产品质量，并且影响到国家能源安全、资源消耗和环境污染，是关系国计民生和国家可持续发展的重要行业。为了发挥暖通空调系统的经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用，必须对暖通空调系统在节能方面存在的问题给予重视[1]。

1.建筑暖通空调系统高能耗的主要原因

1.1设计问题

现阶段在很多办公建筑和大型商厦中，由于通风、排风等造成暖通空调系统高能耗使室内外的冷负荷占到总冷负荷的50%以上。设计不合理、缺少对空调系统的有效调节方法使空调中的冷机、水泵、风机长期在低效率下运行，有些建筑外墙采用玻璃结构，有多个面朝向，都造成了大量能源的浪费。由于设计时很少考虑内外分区问题，设计技术的欠缺使冬季内区偏热、外区甚至偏冷。还有由于工作人员缺乏技术经验，对灯光、设备调节不当造成全年基本呈现冷负荷，需要常年供冷。外区也因此受到气象问题的影响，负荷随季节变化，夏季需供冷，冬季需要供热。

1.2管理问题

现在，建筑中的问题除了设计原因外最主要就是管理问题。空调设备中由于工作人员疏于清洗，过滤器、表冷器和冷凝器均有不同程度的堵塞现象，因此严重影响了空调系统的正常运行。冷却系统由于是水开系统常常混进各杂质使制冷机藏污纳垢，导致冷机出现力不足和COP值的下降，因此影响冷机的使用寿命。

1.3其他问题

某些水量特别小的用户温湿度得不到保证，影响房间的舒适度，这都是系统水量不平衡的问题。为了解决这些用户的问题，最有效的方法是降低冷水的供应温度，增加冷冻的水量，其他用户的冷量过剩能也会影响整个系统的稳定性。所以建筑空调系统的节能问题应该具体分析，如果发现一些无所谓的能耗小问题也应该及时修正[2]。

2.建筑暖通空调系统设计原则

2.1安全性

建筑暖通空调系统设计的时候安全性是我们首先考虑的原则。对于建筑而言，由于容易发生火灾等一系列问题，造成大量人员伤亡，所以安全问题使我们普遍关注的话题。在暖通空调施工过程中要远离易燃易爆的物品，并在施工过程中添加防火措施，防止火灾的发生。安全问题一个比较容易发生的是线路问题，因此必须注意线路的敷设与走势，避免因为此类问题造成安全隐患。在安全系统的设计过程中要注意运行安全，加强运行过程中相关问题的评估和研究，并采取一定措施来提高安全系数。供暖系统是一个庞大复杂系统，必须加强安全意识，设计一定安全报警系统和通风系统，避免运行过程造成损失。

2.2节能环保性

随着经济的不断发展，我们的各个行业都面临着能源危机，如何降低能源的利用率，提高节能意识是我们主要关注的。在暖通空调的系统设计过程中，如何实现有效的节能减排，提升建筑的节能型，一直是行业热点。同时，为了较少人工成本，减低运行费用，应该尽量采取自动化控制系统。而针对暖通空调系统，应当适当引入雨水收集和循环利用系统，利用雨水在系统中的有效流动，较少利用水的成本，减少对城市水资源的依赖程度。另外，在运行暖通空调系统过程中会产生一定的废水、废气，并且会有一定固体废物排出，如果直接排出会造成周围环境的破坏。所以在设计暖通空调系统过程中，废物处理环节是整个系统不能忽视的，为了达到环保目的必须对废物等杂质进行处理[2]。

2.3经济性

在设计建筑暖通空调系统过程中，需要对施工过程中的成本进行明确划分。为了使系统的成本有效的控制，应该合理、科学的设计系统。建筑暖通空调系统必须适用于建筑本身，建筑系统中设备的选择应该强调设备的适用和先进。设计方案可操作性要强，不能盲目的为了经济效益，减少工程成本，安全合理才是首要的。此外，对于设计人员来说，必须拥有良好的职业素养，要对系统设计的相关数据和信息准确性负责任[3]。

3.暖通空调系统的节能优化设计

3.1空调系统的节能设计

（1）蓄能系统设计。在设计空调蓄冷方面，是利用并凝固介质或者用水冷却当介质来将热能冷却，并存储于介质当中，在这个过程中，如果热能过高会造成很大危险。在系统的热源选取方面主要有电锅炉等，通过利用电低估时候的电力加热水，然后存储于冰箱中，这样可以在用电高峰时段，利用存储的热能。

（2）热能回收技术。排风余热能够有效提高室内的空气质量，它的原理是利用新风系统来实现对室内有害气体的稀释。在新风进入室内过程中要将旧风排出。在这个过程中，旧风也会带走一部分热量，而有效的暖通空调排风系统可以充分利用旧风带走的热能，通过交换器实现对新风的预冷或者预热。

3.2空调系统的能源利用设计

（1）自然冷源的设计。在设计空调系统过程中，自然冷源的设计是一项不可忽视的部分。先在版式的换热器就可以有效的保证水系统的清洁环境，达到供冷费用的有效利用，还能在其基础上实现冷水系统的有效运行。在设计供冷系统中，也可以引用新风引入方式，这样就能保证室内的温度和湿度，这种设计是合理有效的，可以最大限度的减少集中制冷系统的设计投入。

（2）水源热泵技术的利用。为了达到有效的节能目的，我们也可以利用水源热泵技术。这一技术作用是实现暖通空调系统的供热和制冷，并且利用地下水或河流湖泊的水源以及再生水源。在我们国家，水源热泵技术应用普遍，在快速实现低温和高温的转移上效果明显。在夏天的室内，可以温度余热储存在水体中，这些保存在水体中的热量将在冬季到来时释放出，来就能实现室内的供暖。同理道理，也可以在冬天蓄能，在夏天利用。

（3）太阳能供应技术。充分的对太阳能利用技术，在建筑的暖通空调的节能系统设计中可以有效实现。如果较为合理的布置，太阳能基本能够不占用建筑物太多面积。在普通的民用建筑上是比较适用，主要都在大型的建筑物中运用。在设计太阳能的采暖和降温系统过程中主要考虑由风机、散热器、储热设备以及集热设备这些部分[4]。

4.结论

通过上述研究，随着科学技术的不断发展，解决建筑暖通空调的系统节能的手段也越来越多，建筑暖通空调的节能新技术和新工艺也会越来越精湛。在实践中通过节能设计、能源利用设计和运行管理设计等手段结合新技术的运用，能够有效使得实现整个系统节能效果，这样才能最终实现空调系统的节能。

【参考文献】

[1]李明海， 鲁娟， 任庆昌， 等. 智能建筑暖通空调系统优化方法研究[J]. 中国科技信息， 2005 （15A）： 161-161.

[2]沈彦辉， 王磊， 陈谦. 公共建筑暖通空调系统节能设计措施浅谈[J]. 科技资讯， 2010 （19）： 86-87.

[3]郭大为， 吴德胜. 高层建筑暖通空调系统设计方案探究[J]. 建设科技， 2014 （15）： 66-67.

[4]康立君. 建筑暖通空调系统节能方案的优化设计[J]. 黑龙江科技信息， 2013 （11）： 193-193.