绿色暖通空调系统的节能优化刘凯

绿色暖通空调系统的节能优化刘凯

刘凯

山东天元安装工程有限公司

摘要：暖通空调系统在现代建筑中的应用越来越重要，但是由此产生的能源消耗也越来越严重，节能问题已经成为一个刻不容缓、亟待解决的问题。文章概述了暖通空调系统节能的意义，分析了绿色暖通空调系统的节能设计措施，探讨了可再生能源在暖通空调系统中的应用。

关键词：建筑工程；暖通空调系统；节能；优化

引言

暖通空调系统作为建筑主要构成部分，必须加强暖通空调系统设计的科学性与合理性。在社会经济快速发展形势下，我国出现许多大型公共建筑，因此暖通空调系统的设计必须要满足时代不断发展的需求，实现社会、环境和资源之间的协调发展，有效减小暖通空调系统的能源消耗，从而实现环保与节能目标。

一、暖通空调系统节能的意义

根据资料统计，我国的建筑能耗已经占到了全国总能耗的28%以上，有些地区甚至高达40%以上，并且呈现逐年增加的趋势，在这个过程中，暖通空调所消耗的能源占据大部分。随着经济的发展，暖通空调系统开始被广泛的应用，若不进行节能措施，将会进一步增加能耗，由此可见，暖通空调系统需要采取节能措施，如对新风量进行控制，采取措施进行热回收利用等，以达到降低能耗的目的，这对于暖通空调系统的发展以至于整个建筑行业的发展都具有重要的意义。

二、绿色暖通空调系统的节能设计措施

1、优化暖通空调系统设计

暖通空调系统设计应按照以下原则：第一，暖通空调系统应能够独立调控建筑室内各个房间的温度、湿度；第二，实现建筑分室或者分户的冷量、热量计量；第三，简化暖通空调系统的管路设计，减少管材消耗，节省资金投入。暖通空调系统在建筑工程中的应用是一个比较复杂的过程，特别是中央空调系统，其设计质量对于暖通空调系统的使用寿命和使用性能有着重要影响，因此应根据建筑工程施工设计和业主的要求，优化暖通空调系统设计。同时，实践证明，暖通空调系统通过建筑围护结构的负荷较大，产生很大的冷热损失，因此应尽量设计隔热保温性能良好的围护结构。另外，在开发暖通空调系统时，以节能性和舒适度作为空调系统的调控参数和评价指标，减少能量损耗。

2、暖通空调冷却水、冷热水、风系统的节能设计

为了实现暖通空调冷热水系统的节能设计，一方面，缩小空调系统供回水冷冻水的温度差，减少系统的能量消耗；另一方面，采用闭式循环模式，不仅可延长暖通空调系统的使用寿命，而且可有效减少暖通空调系统的输送能耗。并且，暖通空调系统尽量采用一泵到顶的设计方法，便于后期对暖通空调系统进行保养维护，减少建筑耗电量和施工成本。对于水资源比较紧张的地区，建筑暖通空调系统可设计冷却塔循环运行模式，缩小循环水泵扬程和空调系统能耗。同时，暖通空调系统冷却塔设置位置应确保良好的通风，实现良好的冷却效果。另外，在设计暖通空调系统时，应结合建筑暖通空调的实际运行条件，例如，日常运行状态、空气湿度和温度设定等，如果用户对于暖通空调系统没有特殊要求，可设计单风管系统，如果用户数量较多，对于暖通空调冷热效果要求较高，可设计全空气空调模式。建筑暖通空调系统的节能设计应尽量采用变风量，不仅可准确设定空调系统总风量，而且可准确调整暖通空调系统的风量负荷，有效降低风机能耗和运行容量。

3、采用热回收装置

暖通空调系统在实际应用中，浪费了大量的余热，而这部分余热具有较高的利用价值，因此对暖通空调系统设计热回收装置，使用载热不同、状态不同的流体，利用热交换装置传递湿热或者总热，减少冷热源能量消耗，满足暖通空调系统所需的湿、热变化，实现空调系统节能目的。据相关统计表明，新风负荷占建筑空调负荷30～35%，为了确保建筑室内环境的空气质量，暖通空调系统在运行时需要排出一部分空气，这也造成一部分能耗，并且在处理新风时还需要重新投入能量，而通过设置热回收装置，回收暖通空调系统的排风能量，再用这部分能量处理新风，可有效减少空调系统的能耗，降低机组运行负荷，提高节能性和经济性。当前，暖通空调系统的热回收装置可采用热泵系统、热回收环、蓄冷和蓄热系统、热管换热器、板翅式和转轮式换热器，在设计暖通空调系统的冷凝热回收时，可将热水系统和制冷机组相结合，通过回收热量来加热生活用水，为人们的日常用水提供方便，节省热水的电能消耗。

三、可再生能源在暖通空调系统中的应用

1、太阳能的应用太阳能压缩式制冷研究的重点是如何将太阳能有效地转换成电能，再用电能去驱动压缩式制冷系统。以太阳能作为热源的吸收式制冷是利用太阳辐射热能驱动溴化锂水溶液或氨水溶液的吸收式制冷系统。太阳能吸附式制冷是将系统中的加热器和冷却器去掉，将太阳能集热器与吸附床合二为一，冷却功能则利用夜间室外空气的自然冷却来完成。

2、自然风的应用

自然风的供冷是可再生能源在暖通空调应用中的重要组成分。当室外空气的焓值和温度低于室内时，在供冷期内就可以利用室外风所带有的自然冷量来全部或部分满足室内冷负荷的需要。通常，这种情况出现在供冷期的过渡季和夜间，可采用的方法为新风直接供冷和夜间通风蓄冷。由于利用了自然风提供建筑所需要的冷量，与常规空调系统相比，在运行中不用电或少用电，既节约能源，又减少对环境的污染，同时也改善了室内空气品质。

3、地下水的应用

地下水由于地层的隔热作用，其温度受气温影响很小。在暖通空调中，有些地下水可以直接作为冷源，更是热泵良好的低位热源。所以水源热泵有着良好的节能前景。水源热泵技术是利用地球表面浅层水源中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并利用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。但是在利用地下水的过程中，需要注意两点：①要有可靠的回灌技术；②用地下水时应注意水质，水质不合格会使井老化。

4、地源热泵的应用

地源热泵是利用地下浅层地热资源（通常小于400m深）作为冷热源，进行能量转换，提供供暖制冷的空调系统。地源热泵系统通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温热源向高温热源的转移，地能分别在冬季和夏季作为低温热源和高温热源。夏季，大地作为排热场所，把室内热量以及压缩机的散热通过埋地盘管排入土壤中，再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去。在地源热泵系统中，由于冬季从大地中取出的热量在夏季得到补偿，因而使大地热量基本平衡。虽然我国在开展土壤源热泵系统的研究与应用方面起步较晚，但由于其技术上的优势和有着节能、环保和可持续发展的优点，我国地源热泵系统的研究和开发市场也日趋活跃，它将成为中小型生态建筑空调冷热源合理可行的选择方案之一。

结束语

随着建筑行业的发展，能耗的提高，节能话题更引起人们的注意。因此我们应当积极开发新能源，积极推动太阳能、地热能、原子能等新能源在建筑中的应用。另外，暖通空调系统的节能不仅关系到人们的冷暖、健康、安全、工作效果和产品质量，还关系到国家能源安全、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。因此，我们节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统、建筑系统节能的基础，这些技术的合理应用，一定能为建筑节能做出重要的贡献。

参考文献：

[1]郭福利.暖通空调系统节能在建筑工程设计中的问题及对策研究[J].河南科技，2013，07：167+202.

[2]李东平，王雅钰，李振全.我国绿色建筑发展现状及相应检测技术研究[J].建筑节能，2015，03：113-115