有關(guān)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方案設(shè)計(jì)的探討

陳 亞 男

(山西華鼎建筑設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030000)

有關(guān)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方案設(shè)計(jì)的探討

陳 亞 男

(山西華鼎建筑設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030000)

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)建筑節(jié)能環(huán)保的要求也越來(lái)越高，節(jié)能已成為當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)行業(yè)追求的主旋律，而暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方案的設(shè)計(jì)又是整個(gè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)。從分析建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)耗能高的原因出發(fā)，分析了我國(guó)暖通空調(diào)節(jié)能方面存在的問(wèn)題，并提出了一些節(jié)能設(shè)計(jì)方面的新技術(shù)、新方法，以供同行之間相互學(xué)習(xí)和交流。

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng),節(jié)能方案，設(shè)計(jì)

1 有關(guān)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)耗能高的原因

對(duì)于建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)耗能高的原因，我們可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

1)建筑暖通空調(diào)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，空調(diào)的冷機(jī)、風(fēng)機(jī)和水泵的運(yùn)行效率不高，導(dǎo)致能源的利用率大大降低；另外，空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)切換不及時(shí)，也使得空調(diào)能耗浪費(fèi)嚴(yán)重。

2)對(duì)于外墻采用玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的建筑物，有些幕墻的進(jìn)深和朝向設(shè)計(jì)不是很合理，也會(huì)導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生內(nèi)外區(qū)冷熱不均的現(xiàn)象，而系統(tǒng)的外區(qū)又容易受到外界氣象因素的影響，導(dǎo)致溫度較低時(shí)需要供熱，而溫度較高時(shí)又需要供冷。

3)暖通空調(diào)系統(tǒng)中冷凍水的水量不足，導(dǎo)致冷凍水的溫度偏高，此時(shí)冷機(jī)的運(yùn)行效率較低；水量不足也會(huì)導(dǎo)致用戶(hù)溫濕度方面供應(yīng)不足，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果造成很大的影響。

4)暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行管理也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的耗能過(guò)高。最常見(jiàn)的就是由于未及時(shí)清洗空調(diào)設(shè)備，導(dǎo)致空調(diào)的過(guò)濾器和冷凝器堵塞，影響了空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這些進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)的各種雜質(zhì)，不僅會(huì)影響冷機(jī)的制冷效果，而且還會(huì)大大縮短冷機(jī)的工作壽命。

2 我國(guó)暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能存在的問(wèn)題

2.1暖通空調(diào)系統(tǒng)的操作管理不規(guī)范

現(xiàn)實(shí)生活中，大部分單位只注重暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工，而對(duì)暖通空調(diào)操作人員的素質(zhì)培訓(xùn)和技能培訓(xùn)并不是很重視。導(dǎo)致大部分暖通空調(diào)操作人員缺乏最基本的理論常識(shí)，在工作中不能根據(jù)室外溫度的變化合理調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)。這些操作人員只負(fù)責(zé)空調(diào)的開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)以及夏季和冬季的轉(zhuǎn)換操作，根本不懂得如何實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效果。

2.2對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方面的設(shè)計(jì)和施工不重視

我國(guó)制定暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)也較晚，負(fù)責(zé)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的部門(mén)和人員對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性能也不是很重視。另外在實(shí)際工作中，甲方對(duì)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方面的意識(shí)淡薄，設(shè)定的設(shè)計(jì)周期也較短，導(dǎo)致一些設(shè)計(jì)單位只講究產(chǎn)品的數(shù)量，而忽視產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)一些節(jié)能方面的關(guān)鍵技術(shù)性問(wèn)題也沒(méi)有突破。因此，我國(guó)的暖通空調(diào)系統(tǒng)不僅施工投資大，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的耗能也大大超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

2.3暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)

近幾年，我國(guó)在暖通空調(diào)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)方面也在不斷進(jìn)步，也涌現(xiàn)出許多綠色節(jié)能和綠色環(huán)保方面的新技術(shù)，這對(duì)提高我國(guó)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能非常有利。但是我國(guó)目前在暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方面還沒(méi)有設(shè)定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，致使專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員在工作中較為迷茫。

3 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中的新技術(shù)

3.1合理利用清潔再生能源技術(shù)

1)太陽(yáng)能利用技術(shù)。

太陽(yáng)能利用技術(shù)分為主動(dòng)式太陽(yáng)能利用技術(shù)和被動(dòng)式太陽(yáng)能利用技術(shù)。被動(dòng)式太陽(yáng)能利用技術(shù)主要是通過(guò)合理布置太陽(yáng)能房的建筑方位，利用專(zhuān)門(mén)的建筑設(shè)備通過(guò)自然熱交換的形式獲取并利用太陽(yáng)能的技術(shù)。被動(dòng)式太陽(yáng)能利用技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉的特點(diǎn)，且在實(shí)施過(guò)程中不需要其他任何輔助能源，因此在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用較為廣泛。但是被動(dòng)式太陽(yáng)能房的穩(wěn)定性不高，節(jié)能效果不是很理想，因此越來(lái)越多的人們更傾向發(fā)展主動(dòng)式太陽(yáng)能利用技術(shù)，這種技術(shù)主要是利用性能穩(wěn)定的太陽(yáng)能集熱板、集熱墻和光電板等發(fā)電。雖然主動(dòng)式太陽(yáng)能利用技術(shù)造價(jià)高，但其性能穩(wěn)定，節(jié)能效果更好。

2)水源熱泵節(jié)能技術(shù)。

水源熱泵節(jié)能技術(shù)主要是選擇溫度變化相對(duì)較小的地球淺層水和表面水作為空調(diào)系統(tǒng)中的介質(zhì)，通過(guò)這種介質(zhì)實(shí)現(xiàn)能量在高溫位與低溫位之間的轉(zhuǎn)移，而達(dá)到夏季制冷、冬季供暖的雙向高效節(jié)能效果。在高溫時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)可以將室內(nèi)收集的能量?jī)?chǔ)存在水體中，而在低溫時(shí)又將存在水體中的能量取回。水源熱泵節(jié)能技術(shù)不僅可以調(diào)節(jié)室溫，還可以為居民提供生活熱水，但在設(shè)計(jì)時(shí)需仔細(xì)校核其對(duì)環(huán)境的影響。

3)地源熱泵節(jié)能技術(shù)。

地源熱泵節(jié)能技術(shù)的原理與水源熱泵節(jié)能技術(shù)相類(lèi)似，它是利用相對(duì)穩(wěn)定的地下淺層土壤作為空調(diào)系統(tǒng)中的介質(zhì)，在高溫時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)將從室內(nèi)收集的熱能儲(chǔ)存在至類(lèi)似太陽(yáng)能蓄能器的土壤中，并在冬季取暖時(shí)將能量取回。地源熱泵節(jié)能技術(shù)與水源熱泵節(jié)能技術(shù)相比，具有建筑空間小、穩(wěn)定性高、性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)，節(jié)能效果非常顯著。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于該系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的影響需進(jìn)行評(píng)估。

3.2冷熱量回收技術(shù)

冷熱量回收技術(shù)主要包括冷凝熱回收技術(shù)和排風(fēng)熱回收技術(shù)。通常，冷凝熱回收技術(shù)會(huì)結(jié)合熱水系統(tǒng)使用，它是將壓縮后的制冷劑注入板式熱交換器中，這種制冷劑具有較高的溫度，可以將通過(guò)熱交換器的生活熱水加熱到洗澡用的溫度，并將其儲(chǔ)存在保溫水箱中，滿(mǎn)足人們?nèi)粘Ｉ畹男枰?。這種技術(shù)可吸收的冷凝熱量包括高溫顯熱冷凝熱量、液化潛熱冷凝熱量和過(guò)冷熱量等，且回收效果非常明顯。

排風(fēng)熱回收技術(shù)主要包括顯熱回收技術(shù)和全熱回收技術(shù)，熱回收設(shè)備主要有熱管式換熱器、板式顯熱交換器和轉(zhuǎn)輪全熱交換器等。為了維持室內(nèi)風(fēng)量的平衡狀態(tài)，設(shè)計(jì)時(shí)，在保持新風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)的同時(shí)還要設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)。對(duì)于用戶(hù)集中的建筑，不僅所需新風(fēng)量較大，其排風(fēng)負(fù)荷也較大，因此充分回收排風(fēng)熱量對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷或預(yù)熱節(jié)能效果十分顯著。

3.3中央空調(diào)變頻技術(shù)的應(yīng)用

中央空調(diào)冷凍水泵和冷卻水泵的葉輪在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，在一定的速度范圍內(nèi)，空氣或液體對(duì)葉輪產(chǎn)生的阻力大致與其轉(zhuǎn)動(dòng)速度的2次方成正比。隨著葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度的減小，其轉(zhuǎn)矩的減小速率與轉(zhuǎn)速的2次方成正比，而負(fù)載所需的功率與葉輪轉(zhuǎn)速的3次方成正比。因此，我們可以通過(guò)對(duì)空調(diào)機(jī)組、末端設(shè)備和水泵等設(shè)備采用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)空調(diào)的風(fēng)量和流量。這種技術(shù)不僅可大幅節(jié)約電能，而且在工作中避免了設(shè)備的頻繁啟停，大大延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

4 結(jié)語(yǔ)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為建筑暖通空調(diào)節(jié)能新技術(shù)和新工藝的發(fā)展提供了技術(shù)保障。目前，我國(guó)全國(guó)各地的用電量都比較緊張，而且這種需用電量還在逐年增加。因此，在建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)重視改善系統(tǒng)的綜合運(yùn)行能效，合理地選用節(jié)能新技術(shù)，節(jié)約能源、提高能源的回收利用率，加快研發(fā)節(jié)能新技術(shù)，全面實(shí)現(xiàn)建筑暖通空調(diào)節(jié)能，為推動(dòng)我國(guó)的節(jié)能減排事業(yè)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[1] 張靜娜.簡(jiǎn)議加強(qiáng)建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的措施及其優(yōu)化[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2016(6)：33-34.

[2] 中原信生,樓世竹,白 瑋.高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)和建筑優(yōu)化及故障檢測(cè)與室內(nèi)空氣品質(zhì)、節(jié)能和全球環(huán)境問(wèn)題的協(xié)調(diào)[J].暖通空調(diào),1998(2):30-37.

[3] 王 月.建筑工程項(xiàng)目暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的問(wèn)題與優(yōu)化措施探討[J].工程技術(shù)(全文版),2016(2):260.

[4] 曾滕飛.探析建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的問(wèn)題及其優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2015(25)：77-79.

DiscussiononenergysavingdesignofbuildingHVACsystem

ChenYa’nan

(ShanxiHuadingArchitecturalDesignCo.,Ltd,Taiyuan030000,China)

With the progress of society, people on the construction requirements of energy saving and environmental protection are increasingly high, energy saving has become the main theme of the pursuit of the architectural design industry, energy saving design and HVAC system is the main part of the building energy saving design. This paper analyzes the reasons of high energy consumption in building HVAC system, analyzes the existing energy-saving HVAC system in our country, and puts forward some new techniques and new methods of energy saving design, for peer learning from each other and exchange between.

building HVAC system, energy saving scheme, design

1009-6825(2017)32-0175-02

2017-09-09

陳亞男(1987- )，女，助理工程師

TU201.5

A