關(guān)于暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)及應(yīng)用的研究

楊常樂

安徽省建筑設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司 安徽 合肥 230601

引言

經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，人們生活水平的提高，我國人們對于能源節(jié)約有了更加深刻的認(rèn)知。建筑工程中暖通空調(diào)所耗能源巨大，因此受到建筑企業(yè)及暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員的高度重視。為確保建筑工程中暖通空調(diào)更加節(jié)省能源，助力我國創(chuàng)建節(jié)約型社會，在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)一定要合理應(yīng)用節(jié)能技術(shù)。

1 暖通系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性

無論是居住建筑或是公共建筑，其采暖或空調(diào)設(shè)備已經(jīng)成為必需品。而從能源消耗結(jié)構(gòu)來看，此類設(shè)備所耗能源比例較高，在建筑總能耗中所占比例高達(dá)30%。因此，如何降低暖通設(shè)備的能耗不僅是經(jīng)濟(jì)發(fā)展問題，也是關(guān)系到社會進(jìn)步的能源與環(huán)境問題。如果能夠?qū)⒐?jié)能技術(shù)運(yùn)用于暖通系統(tǒng)及設(shè)備中，將其能耗進(jìn)一步降低，可大大降低建筑的能耗指標(biāo)，從而在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源利用之間尋求平衡，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。

2 暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)及應(yīng)用

（1）合理利用變頻技術(shù)。在設(shè)計(jì)建筑工程暖通空調(diào)時(shí)有兩種設(shè)計(jì)方式，分別是變頻與定頻。其中變頻暖通空調(diào)自身功能、節(jié)能效果與效率會更加優(yōu)越。這種變頻暖通空調(diào)主要運(yùn)用變頻節(jié)能技術(shù)，當(dāng)建筑之中的暖通空調(diào)負(fù)荷情況出現(xiàn)較為明顯的變動時(shí)，可以通過風(fēng)機(jī)、水泵及冷水機(jī)組等設(shè)施減少暖通空調(diào)能源消耗量，促使暖通空調(diào)在運(yùn)行狀態(tài)中也可達(dá)到相關(guān)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，通過變頻技術(shù)可以促使暖通空調(diào)節(jié)能效果達(dá)到30%以上。而且在運(yùn)用變頻技術(shù)后，暖通空調(diào)之中的變頻系統(tǒng)與變風(fēng)裝置會構(gòu)成變風(fēng)量系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠增加建筑居民的舒適性，還能減少暖通空調(diào)能源消耗量。如果可以在建筑工程暖通空調(diào)之中合理運(yùn)用變頻技術(shù)，可以切實(shí)達(dá)成以下幾方面節(jié)能目的：其一，變頻技術(shù)能夠在暖通空調(diào)開始運(yùn)轉(zhuǎn)之后，針對能源消耗情況進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，控制暖通空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能源的輸出速度與頻率，即便暖通空調(diào)處于較差環(huán)境中變頻技術(shù)也可以正常對暖通空調(diào)進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，促使暖通空調(diào)所耗能源得到徹底控制。其二，在整個(gè)建筑所有房間之中都能夠自行對暖通空調(diào)展開運(yùn)行操作或調(diào)節(jié)操作，所有房間之中的暖通空調(diào)不會相互約束或限制，幫助建筑居民得到更加舒適的體驗(yàn)與感受。其三，通過變頻技術(shù)可以將暖通空調(diào)對于冷熱能源輸出速度保持在平衡狀態(tài)，切實(shí)保護(hù)暖通空調(diào)中水泵和降低冷熱能源消耗程度。

（2）注重通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。建筑類型不同，其實(shí)際的通風(fēng)需要也存在一定差異性，基于此，在進(jìn)行空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)系統(tǒng)考慮用戶的實(shí)際設(shè)計(jì)需要。譬如，當(dāng)用戶對于暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求較低時(shí)，在滿足室內(nèi)溫濕度條件的基礎(chǔ)上，采用單風(fēng)管灌風(fēng)模式完成通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)即可。而當(dāng)住戶對于室內(nèi)暖通系統(tǒng)具有較高要求時(shí)，應(yīng)按照全空氣空調(diào)模式完成設(shè)計(jì)。就目前而言，在空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)加大變風(fēng)量形式的有效設(shè)計(jì)和應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)總風(fēng)量精準(zhǔn)調(diào)節(jié)和控制。需注意的是，在空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)中，還應(yīng)注重自然通風(fēng)的有效設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)與空調(diào)通風(fēng)的協(xié)調(diào)。在一定程度上，合理化的進(jìn)行自然通風(fēng)設(shè)計(jì)，能在減少電氣設(shè)備使用的基礎(chǔ)上，以不消耗任何資源的方式實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)。從實(shí)際應(yīng)用效果來看，自然通風(fēng)不需要消耗能量，節(jié)能效益突出，同時(shí)，自然通氣更加健康，其能確保住戶的身心健康。

（3）冷熱源系統(tǒng)的控制。在暖通系統(tǒng)中，冷熱源是能耗的主要部分之一，對其進(jìn)行自動控制，不僅可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控，避免不必要的能源消耗，而且可以對冷熱源系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，避免過度運(yùn)行造成設(shè)備損壞。從建筑管理角度來看，自動控制能夠減少暖通設(shè)備存在的安全隱患，從而提升建筑設(shè)備的安全性。對于壓縮式制冷設(shè)備，制冷過程需要消耗大量的氟利昂等，為了降低對制冷劑和電能的耗用，自動控制系統(tǒng)能夠?qū)踊蛘邥和？照{(diào)進(jìn)行智能控制。比如對冷凍水的動態(tài)監(jiān)控，當(dāng)溫度過低或者相關(guān)部件運(yùn)行過載時(shí)，在報(bào)警的同時(shí)還可以自行關(guān)閉、降低運(yùn)行等級或者暫停運(yùn)行等操作[2]。

（4）系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，提高系統(tǒng)控制水平，調(diào)整室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)。暖通空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響其使用性能。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)均按最大負(fù)荷取值，而實(shí)際運(yùn)行基本上是在部分負(fù)荷下運(yùn)行，如果系統(tǒng)各部分的設(shè)計(jì)不能適應(yīng)部分負(fù)荷運(yùn)行的要求，長期在高負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，系統(tǒng)的能耗是很大的。另外，新風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該能隨著室外氣象參數(shù)的變化改變新風(fēng)量，以最大限度地縮短主機(jī)的開啟時(shí)間?？梢哉f空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對系統(tǒng)的節(jié)能起著重要的作用。傳統(tǒng)空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)一般以室內(nèi)空氣為控制對象，也就是所說的工況設(shè)計(jì)，所有負(fù)荷取最大值，所有設(shè)備按最大負(fù)荷選取，但是這樣的結(jié)果使得一些空調(diào)房間夏季過冷冬季過熱，造成很大的浪費(fèi)?？照{(diào)系統(tǒng)特別是舒適性空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用是通過空氣溫度、濕度、風(fēng)速、環(huán)境平均輻射溫度進(jìn)行的，人體對環(huán)境的冷熱感覺是這些環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果。以往的空調(diào)控制方式僅僅控制空氣的溫度濕度，顯然是不全面的，勢必帶來許多問題，如空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用不直接、當(dāng)環(huán)境變化時(shí)對環(huán)境的調(diào)控不迅速、人體感到不舒適。熱濕環(huán)境研究成果的應(yīng)用，為我們采用新的控制方式方法提供了理論基礎(chǔ)。

（5）地源熱泵節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。所謂地源熱泵指的是利用水與地能進(jìn)行冷熱交換的冷熱源，在冬季將熱能取出來供暖；夏季再把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地下水或土壤中，這時(shí)能充當(dāng)冷源。室外地源換熱系統(tǒng)、熱泵主機(jī)、室內(nèi)末端系統(tǒng)組成了地源熱泵系統(tǒng)，由于低溫循環(huán)冷熱系統(tǒng)只能與溫度比較穩(wěn)定的土壤進(jìn)行換熱，有效地提高了系統(tǒng)工作效率[3]。

3 結(jié)束語

暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)及應(yīng)用是發(fā)展綠色建筑的內(nèi)在需要，其不僅能降低空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)作能耗，而且能在多技術(shù)支持下，改善室內(nèi)溫濕度及通風(fēng)環(huán)境，并促進(jìn)綠色建筑的健康、有序發(fā)展。