析暖通空调系统的节能

摘要：随着我国经济的发展, 暖通空调已十分普遍地运用到公共建筑及居民住宅之中, 在改进人们的生活条件的基础上,同时也浪费了大量的电能, 使能源与环境问题变得更加尖锐。本文阐述了暖通空调存在的意义和影响，分析了影响暖通空调的因素，探讨了暖通空调系统节能的方法。

关键词：暖通空调系统意义影响因素节能方法

中图分类号： TU96+2文献标识码： A 文章编号：

随着空调应用的日益普及，空调领域作为耗能大户应从设计、运行等方面特别注意节能的问题，不断提高空调系统的节能设计水平、节能运行管理水平，采用各种节能措施降低空调系统的运行能耗和费用，改善空调系统的节能效果，并且要大力开发可再生能源在暖通空调系统中的应用，这对于节约能源、保护环境、促进国民经济的可持续发展都具有十分重要的意义。只要暖通空调专业的工作者和能源环保工作者共同不懈努力，空调系统的节能降耗就可以做得更好。我相信随着国家对能源环保工作的重视，有关政策法规控制措施的逐步落实，将会迎来一个新能源、新环保的世界。

一、暖通空调存在的意义和影响

制造暖通空调，是为了向人们提供舒适高品质的生活以及室内生活产热环境。主要包括对空气温度、湿度、气流速度以及人体本身与周围建筑环境如墙面等之问的辐射热交换的改善一般家用空调能够保持人体热平衡以满足人体感官舒适需求，而大型企业用空调系统则提供生产作业所需的恒温恒湿环境，满足生产工艺要求。

同数据调查显示，空调系统的启用对身体健康也产生了威胁。由于近年来建筑物的密闭性大大增加，各种新的装饰物投入使用，这一切都导致室内污染物的增加。使用空调系统的环境内，由于空调的运作原理，对室内空气进行循环利用，新风量严重不足，导致使用空调系统的室内环境污染物远超过国家安全标准。因此，为了有效地解决空调系统带来的健康和环境问题，研究环保技术在暖通空调系统中的应用是十分有意义的。

二、影响暖通空调的因素

在房屋的建筑热工设计时，为了使房间内产生舒适的微气候，往往需要恰当地利用房屋围护结构的热特性以抵抗室外气候的变化。因此，围护结构在热工设计中是十分重要的，除此之外还有建筑规划设计、太阳辐射、空气温湿度等多方面。

1、围护结构对暖通空调的影响

围护结构包括护结构和内围护结构。护结构主要包括屋面、外墙和窗户(包括阳台门等)；内围护结构主要包括地面、顶棚、内隔墙等。在采暖建筑中，围护结构的传热热损失占总的热损失的比例是较大的，以4 个单元6 层的砖墙、混凝土楼板的典型多层建筑为例：在北京地区，通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的77%(其中外墙25%，窗户24%，楼梯间隔墙11%，屋面9%，阳台门下部3%，户门3%，地面2%)，通过门窗缝隙的空气渗透热损失约占23%，在沈阳地区，通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的65%(其中外墙26%，窗户26%，屋面8%，阳台门下部1%，外门1%，地面3%)，通过门窗缝隙的空气渗透热损失约占27%。由此可见，改善围护结构的热工性能对于暖通空调节能具有重要意义。

2、建筑规划对暖通空调的影响

建筑规划设计是建筑节能设计的重要方面，规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。以优化建筑的微气候环境，有利于节能，充分重视和利用太阳能冬季主导风向、地形和地貌，利用自然因素。节能规划设计就是分析构成气候的决定因素:辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利、不利影响，通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造，形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。

三、暖通空调系统节能的方法

科学技术的不断进步, 使暖通空调领域新的技术不断出现, 我们可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能。

1、精心设计暖通空调系统, 使其在高效经济的状况下运行暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统, 系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如系统往往都是按最大负荷设计的, 而实际运行基本上是在部分负荷下运行, 如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求, 那系统的能耗是很大的。又如新风系统的设计, 系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量, 以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。

2、改善建筑维护结构的保温性能, 减少冷热损失我们知道对于暖通空调系统而言, 通过维护结构的空调负荷占有很大比例, 而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小, 亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中, 首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。

3、提高系统控制水平, 调整室内热湿环境参数, 尽可能降低空调系统能耗空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的, 人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度, 甚至仅空气温度。显然是不全面的, 势必带来许多问题, 如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用, 为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数, 如采用PMV 或SET* 指标对空调系统进行调控, 可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。

4、采用新型节能舒适健康的空调方式影响人体热舒适性的环境参数众多, 不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果, 但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季, 如果我们采用传统的空调方式, 把整个室内的空气加热, 通过空气实现人体与环境的热湿交换, 就需要较高的空气温度, 此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果改变传统的空调方式,增加辐射热, 此时所需要的空气温度降显著下降, 显然后者比前者具有显著的节能效果。

5、推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统随着空调系统的广泛应用, 空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升, 同时对生态环境的破坏也在日趋加剧。如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的, 它利源地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP 值,使得同等制热( 或制冷) 量下的系统能耗大幅度下降。另外, 利用太阳能供热或制冷技术也在开发研究着。

6、开展冷热回收利用的研究运用工作, 实现能源的最大限度利用目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃开展, 如空调系统排风的全热回收器, 夏季利用冷凝热的卫生热水供应等, 都是对系统冷热的回收利用, 显著提高了空调系统能源利用率。

总的来说, 节能对于我国的现代化建设具有十分重要的意义, 而暖通空调系统节能是建筑节能的重要组成部分。所以,暖通空调系统节能关系到千家万户的冷暖与广大群众的健康,还关系到国家能源安全策略与环境保护工作, 是影响到国计民生与国家可持续发展的产业。因此, 我们必须要积极采取措施应对暖通空调系统的节能问题, 共同构建和谐社会。

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作者简介：张召丽，1983年12月8日，邮箱：