暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)方法

文/林楊 大連理工大學(xué)土木建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧大連 116000

暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)方法

文/林楊 大連理工大學(xué)土木建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧大連 116000

隨著環(huán)境危機(jī)的加劇和全球化的能源緊張問題，走可持續(xù)發(fā)展道路成為各行業(yè)面臨的重要課題。而暖通空調(diào)在這方面就顯得尤為重要了，其能耗大的特點(diǎn)導(dǎo)致節(jié)能設(shè)計(jì)在其中有著重要作用。本文將從節(jié)能設(shè)計(jì)的角度對(duì)暖通空調(diào)的節(jié)能方案進(jìn)行分析探討。

暖通空調(diào)；節(jié)能設(shè)計(jì)；要點(diǎn)

引 言

當(dāng)前階段，暖通空調(diào)越來越成為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾M成，它的存在大大提升了人們?nèi)粘Ｉ畹氖孢m度。然而其高能耗的特點(diǎn)也是不可忽視的，往往能夠產(chǎn)生超過50%的建筑總耗。這在近幾年我國房地產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的進(jìn)程中顯得尤為突出，當(dāng)住宅面積增加后，如何在保持住戶舒適度和控制能耗二者之間做出合理選擇至關(guān)重要，這對(duì)于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)無疑有著重要指導(dǎo)意義。

1、確保對(duì)于系統(tǒng)節(jié)能部分的針對(duì)性設(shè)計(jì)是重要保障

1.1 設(shè)計(jì)方案對(duì)于系統(tǒng)節(jié)能發(fā)揮著重要的作用，尤其是在龐大而復(fù)雜的中央空調(diào)系統(tǒng)中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣就顯得十分重要了。根據(jù)實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)階段需要注意的方面有以下兩個(gè)：一是在面對(duì)眾多的設(shè)計(jì)選擇時(shí)從節(jié)能的角度進(jìn)行選優(yōu)；以冷熱源系統(tǒng)為例，由于暖通空調(diào)系統(tǒng)中冷熱源所造成的系統(tǒng)損耗占總的能量損耗的很大比例，所以相關(guān)設(shè)計(jì)者在進(jìn)行進(jìn)行該系統(tǒng)選擇時(shí)，不但要考慮它的投資費(fèi)用，還有結(jié)合其在建筑結(jié)構(gòu)中的實(shí)際應(yīng)用和能源結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)綜合考量，以能耗為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合分析。與之類似，在系統(tǒng)形式選擇和劃分的環(huán)節(jié)中，朝向、周邊區(qū)與內(nèi)區(qū)的差異也是重要的考量標(biāo)準(zhǔn)。將系統(tǒng)分開設(shè)置、分環(huán)以便分系統(tǒng)、分形式綜合考量，也可以大大避免某些區(qū)域因?yàn)榧竟?jié)變化而出現(xiàn)冷熱不均造成能量損耗。在實(shí)際的設(shè)計(jì)考量中兩種觀念是需要特殊注意的，其一是片面追求新技術(shù)的創(chuàng)新推廣和應(yīng)用，忽視其在節(jié)能方面的具體效果，只以最新技術(shù)作為設(shè)計(jì)方案的考量標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上在方案選優(yōu)的過程中應(yīng)對(duì)明確其具體的適用范圍，換一個(gè)角度從能耗指標(biāo)入手，最新技術(shù)也有可能成為不合理甚至不符合標(biāo)準(zhǔn)的。所以在設(shè)計(jì)方案的綜合考量選優(yōu)中，往往要具體問題具體分析，不能根據(jù)單一情況一概而論。另一種觀念則認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越是復(fù)雜。對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)和實(shí)際效果就約好。事實(shí)上這種觀點(diǎn)是極為片面的，復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)勢(shì)必帶來大量的工作設(shè)備，不但要消耗大量的資金和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，其可靠性、可控性也并不穩(wěn)定，相應(yīng)的節(jié)能效果也就不會(huì)理想。綜上而論，在設(shè)計(jì)方案的選擇中往往要進(jìn)行有針對(duì)性的多角度考量。只有通過對(duì)負(fù)荷性、建筑使用性以及環(huán)境控制等因素綜合比對(duì)后才能確定最佳的設(shè)計(jì)方案，確保暖通空調(diào)的系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到節(jié)能減排的合理優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)良好的壞境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)節(jié)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)的最終目的。

1.2 認(rèn)真的分析計(jì)算

精密的設(shè)計(jì)計(jì)算在暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)中具有十分重要的意義，相關(guān)設(shè)計(jì)者必須要在對(duì)具體施工狀況進(jìn)行綜合掌握的基礎(chǔ)上進(jìn)行全過程、全環(huán)境的合理分析計(jì)算，從而選擇最優(yōu)方案。只有通過合理而精密的計(jì)算，才能保障空調(diào)系統(tǒng)在不同氣象條件下實(shí)現(xiàn)合理而穩(wěn)定的運(yùn)行，為最終的節(jié)能目的奠定基礎(chǔ)。認(rèn)真計(jì)算從而確定系統(tǒng)合理的冷熱符合、管道阻力等也是十分必要的，只有依托嚴(yán)整的數(shù)據(jù)才能確保所選的各項(xiàng)設(shè)備在合理而穩(wěn)定的工作狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)行。不經(jīng)計(jì)算盲目按照特性及樣本名牌選擇水泵、風(fēng)機(jī)是非常不可取的，這種不負(fù)責(zé)任的做法極易造成機(jī)器運(yùn)行超出自身能力，造成設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生大量能量損耗。再者，條件允許的情況下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合比較，合理減少介質(zhì)溫差從而減少運(yùn)行輸送過程中的能耗，這種綜合考慮是十分必要的。

2、暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)方案

2.1 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

保持冷熱負(fù)荷在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的合理比例，維護(hù)綜合結(jié)構(gòu)傳熱接受結(jié)構(gòu)保護(hù)保溫性能影響，結(jié)構(gòu)保溫性能的影響同時(shí)也對(duì)總負(fù)荷產(chǎn)生重要影響。在相關(guān)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的研究中，解決暖通空調(diào)的保溫性問題成為重點(diǎn)需要應(yīng)對(duì)的。設(shè)計(jì)者往往根據(jù)建筑工作中的實(shí)際需要做出改進(jìn)，以保持維護(hù)結(jié)構(gòu)中的冷熱負(fù)荷達(dá)到相應(yīng)比例。伴隨而來的是增加屋頂、墻體保溫性等具體操作。以新型的節(jié)能墻體為例，這類最新型的墻體具有減輕建筑負(fù)荷的顯著功效。經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)，建筑熱損耗的40%至50%出現(xiàn)在門窗，可見門窗的密封性和跟進(jìn)的保溫措施在維護(hù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中有著突出影響。

2.2 嚴(yán)格控制空調(diào)新風(fēng)量

在暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)應(yīng)用中，新風(fēng)無疑是十分重要的考慮因素。如果風(fēng)量過大，超負(fù)荷運(yùn)行和能耗超標(biāo)便不可避免；風(fēng)量太小，又不利于室內(nèi)環(huán)境效果。因此控制合理的送風(fēng)比例就成了極為重要的部分。舉個(gè)例子，在春秋過渡季節(jié)中，空調(diào)往往不需要供冷供熱，因此新風(fēng)的利用是十分必要的，與此類推，冬夏時(shí)的新風(fēng)量控制就要在滿足室內(nèi)人員需求的基礎(chǔ)上盡量減小

2.3 通過變頻技術(shù)降低能耗

如何運(yùn)用合理的空調(diào)方式控制能耗已經(jīng)成為近年來暖通空調(diào)所面臨的重要的課題。隨著變頻空調(diào)的飛速發(fā)展，其節(jié)能性與舒適性相適應(yīng)的特點(diǎn)成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)日本市場(chǎng)的調(diào)研，近90%的空調(diào)銷售業(yè)績由變頻空調(diào)創(chuàng)造，與大部分競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比節(jié)能成為這類空調(diào)的重要優(yōu)勢(shì)。在相同的冷負(fù)荷情況下，變頻空調(diào)的節(jié)能比率超過定頻空調(diào)34%。這一驚人的數(shù)據(jù)說明變頻空調(diào)已成未來的暖通空調(diào)發(fā)展趨勢(shì)。其原理大致可體現(xiàn)為變速風(fēng)機(jī)與變速泵取代傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥以提升效率；通過變流量的方式依據(jù)改變空調(diào)負(fù)荷達(dá)到節(jié)能

2.4 通過冷熱回收利用增加能源利用率

回收利用空調(diào)的冷熱加以運(yùn)用成為時(shí)下節(jié)能空調(diào)最主要的運(yùn)用方式。以夏天為例，對(duì)衛(wèi)生熱水加以利用以及全熱回收器的推廣成為了新的創(chuàng)新之舉。它們的工作原理是將系統(tǒng)內(nèi)的多余能量進(jìn)行轉(zhuǎn)移再利用。發(fā)揮能量回收設(shè)備在暖通空調(diào)中發(fā)揮的作用，提升能量回收的效率。包括回收環(huán)路散熱器等設(shè)備。數(shù)據(jù)顯示，熱泵回收甚至可以完成110℃以下的能量回收。

3.結(jié) 語

綜上所述，暖通工程是建筑節(jié)能環(huán)保課題中十分重要的組成，是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中不可忽視的部分。為了保障暖通設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)安全和環(huán)保節(jié)能，需要有關(guān)研究者不斷對(duì)暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行深入發(fā)掘和探討，不斷完善相關(guān)的設(shè)計(jì)方案，從而實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的共同兼顧與提升。

[1]住宅建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)問題探討 -城市建設(shè)理論研究（電子版） - 2014(18)