建筑暖通空調節(jié)能降耗技術探究

文/劉麗 第一太平戴維斯物業(yè)管理有限公司北京分公司 北京 100022

隨著社會發(fā)展與經(jīng)濟水平的提高，人們對于生活品質的追求日益提高。建筑作為當下社會人民主要的活動場所，其運行能耗也伴隨人居環(huán)境品質的提升不斷攀升，高端辦公酒店及商業(yè)綜合體建筑作為城市“耗能大戶”，在保證使用舒適度的同時如何減少建筑能源消耗及費用水平已成為政府及相關運營單位關注的重點問題。暖通空調系統(tǒng)作為建筑機電系統(tǒng)的重要組成部分，是踐行節(jié)能減排理念的重要環(huán)節(jié)，合理有效的使用節(jié)能降耗技術，對建筑節(jié)能及運行經(jīng)濟性意義重大。

1、暖通空調節(jié)能降耗方向

建筑暖通空調系統(tǒng)包含供熱采暖、通風工程、空氣調節(jié)及配套輸配系統(tǒng)，從減少需求和提高效率兩個維度出發(fā)，暖通空調的節(jié)能降耗措施手段較多。項目可結合自身特點，量體裁衣，制定出行之有效的解決方案。

1.1 被動式節(jié)能

在兼顧建筑功能及品質的同時，減少建筑對于暖通空調系統(tǒng)的配置需求，是減少后續(xù)設備選型運行能耗的最直接方式。目前，國家相關建筑節(jié)能標準已針對被動式節(jié)能相關的建筑體形系數(shù)、圍護結構熱工性能、建筑密封性能等指標做出具體規(guī)定，但最終效果保證，需要建筑專業(yè)利用建筑技術手段，配合精確的暖通空調負荷計算等評估方法，以及良好的施工質量來得以實現(xiàn)。

1.2 主動式節(jié)能

在通過被動式節(jié)能措施，減少建筑耗能需求量的基礎上，如何通過技術手段提高系統(tǒng)運行效率，是主動式節(jié)能的探究領域。伴隨近年來伴隨節(jié)能標準的嚴格要求以及設備廠商的產品升級，高效冷水機組，燃氣熱回收鍋爐等主機設備已成為市場主流，同時風機、水泵等輸配設備運行效率也得到提升。通過完善的暖通空調系統(tǒng)設計，并搭配可靠智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)整體運行效率的提升，是主動式節(jié)能的關鍵。

2、高效空調系統(tǒng)的節(jié)能技術措施

2.1 變頻技術應用

暖通空調設計通常按照全年最不利工況進行設備選型，但是實際運行使用中，受到室外氣溫、入住率等因素影響，部分負荷工況運行時間較長，冷水機組壓縮機、水泵及風機等動力設備經(jīng)常出現(xiàn)“大馬拉小車”的情況，運行耗電量也產生了不必要的浪費。選用配置變頻裝置的電機，可有效改善此問題。當系統(tǒng)處于部分負荷運行時，降頻在減少設備轉速滿足實際流量需求的同時，可高效降低電機耗電量。

2.2 利用室外新風實現(xiàn)空調區(qū)域的免費制冷

通風工程是早于空調技術使用的溫度調節(jié)手段，由于無需開啟冷水機組及輸配水泵進行風水換熱，可視為一種免費制冷手段。對于辦公、商業(yè)等間隔運行的建筑，夏季可利用早晚溫度較低的室外新風對空調房間進行預冷。同時在過渡季，可利用焓值較低的室外新風改善空調內區(qū)溫度。

2.3 通過熱交換裝置實現(xiàn)能量回收

新風系統(tǒng)是保證室內空氣品質的重要環(huán)節(jié)，新風量及換氣次數(shù)需滿足相關設計標準要求。但由于冬夏季室外新風計算負荷較大，通常在整體空調負荷占比在20%～50%范圍內，直接通過空調冷凍水或熱水進行處理，負荷耗能量大。通過轉輪、板式、熱管等熱回收裝置，可實現(xiàn)利用排風溫度進行夏季新風預冷，冬季新風預熱的節(jié)能效果。

2.4 冰蓄冷技術

冰蓄冷技術通過夜間低谷電費時段進行制冰，在白天尖峰電費時段融冰制冷，供建筑空調使用。建筑單體角度，冰蓄冷技術是一項減少運行電費的有效措施，但冷機實際運行耗能水平并非減少。城市整體配電角度，冰蓄冷技術可能合理優(yōu)化供電負荷不均的情況，做好“削峰平谷”。在減少項目運行費用的同時，對于城市整體節(jié)能降耗也起到促進作用。

3、暖通空調節(jié)能降耗把控舉措

3.1 用節(jié)能降耗的綠色理念進行系統(tǒng)設計

暖通系統(tǒng)設計是實現(xiàn)節(jié)能降耗的基礎，在滿足不利工況設計需求的同時，設計人員應盡可能結合節(jié)能標準要求，配置節(jié)能技術措施及相關實施條件。從選取高效冷熱源設備；優(yōu)化空調水輸配管網(wǎng)設計，嚴格校核水泵揚程選型；配置必要變頻裝置，采用變風量、變水量、變制冷劑流量等系統(tǒng)及設備形式；為免費制冷增加新風豎井面積；空調及新風機組配置熱回收裝置等方面，為后續(xù)低耗能運行提供條件。

同時，暖通空調節(jié)能降耗不是簡單地技術堆砌，要結合項目自身特點，對相關節(jié)能配置進行經(jīng)濟性比選，從初投資及運行費用、回收期等方面，選取適合于項目的有效措施，控制建筑全生命周期的運行成本及耗能水平。

3.2 切實提升暖通空調自控系統(tǒng)水平

暖通空調控制系統(tǒng)的運行控制水平直接影響整體運行品質，錯誤的運行方式甚至會提高系統(tǒng)能源消耗水平，減少設備使用壽命情況。近年來集中空調系統(tǒng)一般均配置群控裝置，但由于前期設計不合理，施工質量偏差及物業(yè)使用水平等原因，實際通過群控系統(tǒng)進行運行的項目不多，大部分建筑通過物業(yè)運行人員的操作經(jīng)驗進行設備運行。

于此同時，工業(yè)級可編程控制器的普及，物聯(lián)網(wǎng)概念的落地已是大勢所趨，暖通空調系統(tǒng)的節(jié)能降耗，需要結合優(yōu)秀自控系統(tǒng)設計以及設備廠家的協(xié)議開放支持，實時了解負荷側變化以及設備運行狀態(tài)，合理調用系統(tǒng)設備及節(jié)能裝置，保證運行穩(wěn)定品質的同時，提升系統(tǒng)整體運行效率，實現(xiàn)最終的節(jié)能降耗目的。

結語：

總而言之，暖通空調作為現(xiàn)代建筑的重要組成部分，其耗能降低會對推進建筑行業(yè)節(jié)能減排的意義重大。因此在建筑暖通空調系統(tǒng)設計過程中，應進一步加強空調系統(tǒng)節(jié)能降耗技術應用研究，在滿足人們居住需求的基礎上，不斷推動現(xiàn)代建筑走向節(jié)能、環(huán)保、綠色方向發(fā)展，以在更大程度上實現(xiàn)節(jié)能降耗。