暖通空调系统在建筑空调节能中的有效措施

【摘要】本文结合笔者的工作经验，对空调系统能耗的影响因素和减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织的一些问题进行了粗浅的分析。在改善控制方面，分析了空调节能的对策及解决办法。

【关键词】 暖通空调系统 设计 节能技术 措施

一、 现行暖通空调系统在节能方面出现的问题

暖通空调系统，尤其是中央空调系统，它是一个较为复杂的系统。系统设计的好坏，对系统的使用性能有着直接影响，同时也能决定该系统后期使用过程中的能耗率。然而，在实际工作中，往往因为各种各样的利益诱惑与避免不必要的后续工作，使个别设计部门和设计人员的不予以足够重视。通常会出现下列问题：如根据最大负荷来设计系统，但系统却只能在部分负荷状态下运行。假如系统各部分的设计无法适应部分负荷运行的要求，不仅会增加系统的能耗，而且使能源大量浪费在不必须的闲置中，同时也造成投入的机建成本大、闲置设备损耗大及日常维护随之而高。再例如设计新风系统时，系统应该可以根据室外气象参数的变化，而相应的调节新风量，从而更好地减少启动主机所花的时间。从这点来看，空调系统的设计对系统的节能，实质上有着非常重要的作用。

二、 暖通空调系统节能问题的应对措施

首先，必须从节能的角度考虑，对设计方案进行认真分析和对比，选出其中较好的一个，例如选择冷热源系统时。由于暖通空调系统需要消耗从冷热源系统中消耗大量的能量，冷热源系统的选择，既要分析其初期的投资和运行费用，同时还必须从当地能源结构与建筑使用功能特点出发，分析和比较耗能指标。在选择和划分系统形势时，还应综合考虑其朝向、周边区和内区间存在的不同，对系统进行分开设置或分环，便于日后更好的控制分系统。如此一来，可减少某些地区因夏、冬季季节冷热不均，产生过多的能量损耗。在设计时还应综合考虑系统的节能效果，不可一味引进新技术，觉得采用了最新技术的设计方案便是最好的方案。现实中，每种方案都是有它相应的适用条件与范围。从减少运行费用与能耗指标的角度分析，最新的技术方案很可能会变成不科学甚至无法实施的方案。针对某个工程项目来说，一种设计方案或许是最佳方案。然而对另外一个工程项目来说，该方案很可能无法实施。

三、 空调系统能源利用的节能技术

1. 自然冷源免费供冷技术

新风免费供冷：有些建筑的空调系统中，必须引入大量的新风，才能适应其室内空气品质的具体要求。从其新风引入方式来看，我们还可在过渡季节或冬季直接将室外的温湿度偏低的新风来引入房间，让其带走室内的各种热湿负荷。此时不需要使用集中制冷系统，便可产生明显的、免费供冷的节能效果。在夏季里，利用夜间低温状态下的新风，可在非工作时间内先对室内空气进行冷却，将室内的部分热量带走，降低系统运行时间内的室内冷负荷。这样一来，间歇性的免费预冷即可实现。

2. 水源热泵与地源热泵技术

（1）水源热泵

水源热泵是充分利用地球表面、地下、湖泊等浅层水源，或工业废水等人工再生水源，来实现供热和制冷效果的一种节能空调系统。该系统通过热泵机组，还可从低温转变为高温位热能。冬夏两个季节里，可将蓄能水体当作供暖的热源以及空凋的冷源。冬季，系统可吸取水体中的热量，从而使温度上升，达到对室内供暖的效果；而在夏季，系统则可吸收室内热量，并将其释放到水体中。同一系统拥有三大功能，它们分别为冬季供暖、夏季制冷以及日常生活热水的提供。一年中的四个季节里，地球表面或浅层水源的温度都是相对比较稳定的，通常是10℃～25℃。冬季甚至要高于环境空气温度，夏季则低于环境空气温度，因此该系统也被认为是不错的热泵热源与空调冷源。水源热泵消耗1KW・h的电量，用户可以得到4.3～5.0 kW・h 的热量或5.4～6.2kW/L 的冷量。与空气源热泵相比，其运行效率要高出20%～60%，运行费用仅为普遁中央空调的40-60%。该系统在工作时，不会燃烧，也不会排放出任何形态的污染物。水源热泵是目前空调系统中能效比（COP 值）最高的制冷、制热方式，理论计算可达到？，实际运行为4%。

（2）地源热泵

地源热泵充分利用了地能常年温度趋于平衡的特点，冬季它将地能当成热泵的供暖热源，也就是吸取比环境温度高的地能热能，用来给室内供暖。而夏季则把地能当成空调的冷源，也就是取出室内的热能，并将其释放到比环境温度更低的地源中。在地源热泵系统中，地面实质上充当了一个蓄能器，它使各个季节中空调系统的能源利用率得到有效提高。地源热泵机组与空气源热泵相比，其电力耗能可减降低400%左右；而与电供暖相比，电力耗能也可降低70%以上，它的制热系统比燃气锅炉的效率平均高出50%左右，比燃气锅炉的效率也高出了75%。因此，地源热泵的环保节能效果更为明显。

四、 建筑空调节能中太阳能的利用

现阶段来看，太阳能的热利用是建筑中太阳能的一种非常重要的利用形式，它可分成被动式与主动式两种。被动式太阳能房的结构比较简单，且造价成本不高，无需其他辅助能源，重要合理布置建筑方位及建筑构件。通过交换自然热的方式，即可将太阳能利用起来。主动式太阳房的结构相对来说更复杂，且其成本也比被动式的要高，必须利用电能这一辅助能源方可正常运行。采暖降温系统主要包含太阳集热器、泵、散热器、风机等多个组成部分。此外，在建筑节能领域中，太阳能集热板、光电板发电技术等也得到了普遍应用。夏季气温越高，空调的负荷便也越大，它所需要的制冷量也会相应增加。这一季节里的太阳幅射强度很大，能提供大量热能。相应的，太阳能空调中的冷量也比较多。冬季的太阳能辐射较弱，需要的制热循环水温度也较低（65"C11p 即可）。在适应制冷工况的集热面积的基础上，还能达到实际的制热负荷要求。

五、 结语

我国太阳能资源十分丰富且分布广泛，全国2/3左右的地区，每年的年日照时数达到了2000 h。太阳能空调利用免费的阳光，在较短的时间内即可收回设备投资，其运行成本极低，用户可随意享受空调。太阳能空调具有运行无污染、污染整体排放量较少等优点，同时，它还可提供制冷、制热和卫生用热水，基本可以满足一般的建筑需求，是最有效、最经济、最节能、最环保的空调。

参考文献：

[1]赵荣义主编.简明空调设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社.

[2]陆耀庆主编.暖通空调设计指南[M].北京：中国建筑工业出版社.

[3]GB50019-2003，采暖通风与空气调节设计规范[S].

[4]GB50176-93，民用建筑热工设计规范[S].

作者简介：

杨顺兰、女、1978年11月、助理工程师、工作于红旗渠建筑集团有限公司