论文部分内容阅读
摘 要: 随着建筑节能的呼声日益提高，本文分析了暖通空调对于建筑节能的重要意义，并详细阐述了暖通空调的设计原则，以期促进暖通空调节能设计的进展。
关键词：暖通空调、 节能措施
中图分类号：TB657文献标识码： A
序言
住房和城乡建设部建筑节能与科技司印发了2010年工作重点，大力推进建筑节能工作，努力推动科技创新,强化监督管理，完成住房和城乡建设领域的节能减排任务。建筑节能是指加强建筑用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，以減少建筑用能从生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源。根据国际惯例，建筑用能一般是指民用建筑用能，它主要包括建筑供暖、空调、照明、电梯、炊事等方面的用能，其中供暖、空调用能占民用建筑用能的30~50%。因此,民用建筑节能的工作重点应是暖通空调节能。
我国暖通空调领域节能的重要性
随着社会的发展，建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大，随着人均建筑面积的不断增大，暖通空调系统的广泛应用，用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。这势必会使能源供求矛盾进一步激化。另一方面，现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中电能占了绝对比例。显然，如果对空调系统和建筑系统采用节能措施，那么即使到了炎热天气，也不会超过现有电力系统峰值而停电了。
二、暖通空调的节能设计
1、冷热源选择要合理。空调能否有效地节能关键在于对系统设计中的设备的选配，他的选配如果合理在节能上就有很大的帮助。若不合理则很难实现节能，中央空调系统的冷热源起到了更加关键的作用，它对节能与否有很大的决定作用，并且对于能源能否合理利用也起到决定作用。因而，要对中央空调实行合理的配置。对中央空调冷热源配置的方式有很多，其中包括水冷冷水机组与锅炉的搭配、热泵型机组和吸收式机组等等。用电的高峰时段一般都会存在电力供应不足的现象，电力供应也会存在过剩的情况，在用电低峰期比较常见。在采取电力峰谷电价的区域，就可以运用相对比较低的电价时段实现电能到冷量的转换。冷量释放一般选在峰谷电价时，这对整个电力负荷的移峰填谷工作有很大的帮助。运用冰蓄冷系统会有良好的经济效益和社会效益产生。
2、把变频技术运用到空调系统中。这是一个时代发展的表现。也是一个必然的趋势。它有很大的作用，首先，它对于改善空调系统工艺中的缺陷有很大的帮助，这样一来就可以降低系统能耗，进而节约运行成本。之所以采用变频技术是因为：
2.1、设计者在对设备进行选择时，一般都会留有一定的计量余量约为百分之十。事实上设备在一般情况下都不会在全负荷工况下运行，这也要求我们要合理的配置设备的单台装机容量。
2.2、建筑物内扰的作用，引起建筑冷热负荷的波动。例如室内的发热设备、人员数量、照明的变化等都会对建筑物的冷热负荷产生较大的影响。
2.3、建筑物外扰引起的变化。一般情况下空调设备的运行都是按额定功率运行的，如果负荷降低，设备依旧按照额定功率全负荷输出并且运行，这就会导致能量的浪费。假如我们可以运用变频技术促使空调设备的输出功率有一个变动，当然这个变动是随着负荷的变化而变化的，这样一来就会有一个很好的节能的效果。近几年，由于变频空调具有节能以及能提供舒适环境的特点，使得它得到迅速的发展，到现在为止，变频空调器在空调器市场上的销售份额有很大的比重，几乎达到80%。应是空调发展的一个趋势就是变频空调，让空调达到最大程度的节能。变频技术在中央空调系统中的运用大体分为两种形式:用变速泵以及变速风机取代调节阀，使系统内部得消耗减少，把整个机子的效率提高。也可以采用变流量技术，对水流量或风流量进行一定的改变，来实现节能。对空调系统的设计尽量实行优化设计，既要节能又要有质量保障。除此之外，还可以巧妙的运用电机功率与频率的关系来达到变频节能的效果。当然，对于建筑的外围护结构、空调的末端方式、室内合理的气流组织方式以及空调的运行方式也应采取一定的技术以实现节能。
三、暖通空调领域的节能措施
3.1、精心设计暖通空调系统，使其在高效经济的状况下运行
暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如系统往往都是按最大负荷设计的，而实际运行基本上是在部分负荷下运行，如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求，那系统的能耗是很大的。又如新风系统的设计，系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量，以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。
3.2、改善建筑维护结构的保温性能，减少冷热损失
我们知道对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例，而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。
3.3、采用新型节能舒适健康的空调方式
不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。
3.4、推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统
随着空调系统的广泛应用，空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升，同时对生态环境的破坏也在日趋加剧，如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。
四、暖通空调子系统节能设计
1、 空调冷却水系统节能设计
若当地不具备可供使用的丰富自然水源,原则上不采用直流式冷却水系统，而选用冷却塔循环使用以进一步降低循环水泵扬程及其运行能耗。冬天时还可将冷却塔用作冷源设备。尤其需要注意的是，冷却塔设置时须确保其运行环境的清洁,通风条件良好,且务必和高温区域相隔离以确保其冷却效率得到保证。并联使用多台冷却塔时,各冷却塔间要设置共用连通水横槽或连通管以防止冷却塔补水和溢水的不均衡以免造成不必要的浪费。设计连通管管径要稍大于总回水管管径,且要和冷却塔出水管管顶平接连接。冷水机组需冷却水的低温保护,为满足此要求,冷却塔总供水管和回水管之间须设置通管,还须设置两通调节阀或三通调节阀以进行控制调节。除此之外,风机启停原则上应通过出水温度进行控制,或选用变频调速控制模式以减少能耗。2、空调风系统节能设计若空调区在运行时间、湿度和温度等方面需求不同,则进行区域划分时须参照实际情况将这些区域划分开来。建筑物面积空间较大、建筑物内人员较多或有集中温度和湿度控制管理需要时,空调风系统原则上选用全空气空调模式，且尽量避免采用风机盘管系统。在空气空调系统的设计过程中,在无特殊功能要求的前提下,尽量选用单风管关风的方法。在同一个空调系统中,各空调区域冷热负荷存在较大差异和变化,且低负荷运行时间较长,各空调区域温度需分别加以控制,并且建筑物全年都需送冷风,此种情况即可选用变风量空调系统。因为此系统模式可通过调节送入房间风量来调节负荷的变化,且确定总风量的过程中还可考虑同时使用系统,因而风机运行能耗和装机容量均呈现下降趋势。3、空调冷热水系统节能设计在空调冷热水系统设计时，可通过以下措施降低能耗：①闭式循环模式是优先考虑的方法,该方法不但可以降低静水力所需输送能耗,且管道和设备腐蚀也呈现明显下降趋势,因而延长了暖通空调系统的使用寿命；②整个建筑物中可能有某些空调区需全年供应冷水,而有些区域则需冷热水交替供应,此情况可选用两管分区制水系统，若空调运行区域全年冷热工况交替较为频繁,或需同时使用时则最好选用四管制水系统模式,且两管制空调水系统的冷冻水和热水循环泵须分开设置；③在能够满足空气调节的前提下,冷冻水的供水温度越高好,制冷机的蒸发温度越高,其单位制冷能耗量就越低；④最好适当的加大冷冻水供回水的温度差,可以降低循环水泵在运行过程中的流量,进一步降低输送过程中的能量消耗；⑤若冷冻水系统的静压力小于1MPa时,最好不要竖向分区,可以采用一泵到顶的方法,这样不仅在设备运行维护过程中更加方便,而且因为分区而增加的土建工程成本也有所降低,并且设备的电能消耗也会相应的减小；⑥若空调水系统中包括两台以上的冷水机组及循环泵,最好采用变流量系统，若工程的规模不大,或者各环路的负荷特性、压力损失的差距相对较小,则采用一次泵变流量系统即可,而且总供回水管间要设置旁通管及旁通电动调节阀,调节阀要注意有压差控制，若系统规模较大、阻力较强、环路负荷特性和压力损失的差距高于50MPa,最好选用二次泵变流量系统,且采用变频调速泵以降低能耗；⑦一次泵变流量系统中,其风机盘管的回水管上、二次泵变流量系统中、新风机组以及组合式空调的回水管等位置最好设置电动两通调节阀。
五、 结束语
本文主要介绍了暖通空调对于建筑节能的重要性以及暖通空调节能设计的几个主要途径。暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置，起着重要的作用，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,需要政府职能部门的重视和支持。做好暖通空调的节能设计，能够促进自然能源的有效利用，削减能源负荷，并产生显著的环境和社会效益。
参考文献
[1]顾珊珊.关于暖通空调节能问题的探讨[J].科协论坛,2009(1).
[2]杨春梅.暖通空调与节能设计相关问题的探讨[J].内江科技,2009(1).
[3]惠群.谈住宅建筑节能的几项技术措施[J].住宅科技,1998( 11).
关键词：暖通空调、 节能措施
中图分类号：TB657文献标识码： A
序言
住房和城乡建设部建筑节能与科技司印发了2010年工作重点，大力推进建筑节能工作，努力推动科技创新,强化监督管理，完成住房和城乡建设领域的节能减排任务。建筑节能是指加强建筑用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，以減少建筑用能从生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源。根据国际惯例，建筑用能一般是指民用建筑用能，它主要包括建筑供暖、空调、照明、电梯、炊事等方面的用能，其中供暖、空调用能占民用建筑用能的30~50%。因此,民用建筑节能的工作重点应是暖通空调节能。
我国暖通空调领域节能的重要性
随着社会的发展，建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大，随着人均建筑面积的不断增大，暖通空调系统的广泛应用，用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。这势必会使能源供求矛盾进一步激化。另一方面，现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中电能占了绝对比例。显然，如果对空调系统和建筑系统采用节能措施，那么即使到了炎热天气，也不会超过现有电力系统峰值而停电了。
二、暖通空调的节能设计
1、冷热源选择要合理。空调能否有效地节能关键在于对系统设计中的设备的选配，他的选配如果合理在节能上就有很大的帮助。若不合理则很难实现节能，中央空调系统的冷热源起到了更加关键的作用，它对节能与否有很大的决定作用，并且对于能源能否合理利用也起到决定作用。因而，要对中央空调实行合理的配置。对中央空调冷热源配置的方式有很多，其中包括水冷冷水机组与锅炉的搭配、热泵型机组和吸收式机组等等。用电的高峰时段一般都会存在电力供应不足的现象，电力供应也会存在过剩的情况，在用电低峰期比较常见。在采取电力峰谷电价的区域，就可以运用相对比较低的电价时段实现电能到冷量的转换。冷量释放一般选在峰谷电价时，这对整个电力负荷的移峰填谷工作有很大的帮助。运用冰蓄冷系统会有良好的经济效益和社会效益产生。
2、把变频技术运用到空调系统中。这是一个时代发展的表现。也是一个必然的趋势。它有很大的作用，首先，它对于改善空调系统工艺中的缺陷有很大的帮助，这样一来就可以降低系统能耗，进而节约运行成本。之所以采用变频技术是因为：
2.1、设计者在对设备进行选择时，一般都会留有一定的计量余量约为百分之十。事实上设备在一般情况下都不会在全负荷工况下运行，这也要求我们要合理的配置设备的单台装机容量。
2.2、建筑物内扰的作用，引起建筑冷热负荷的波动。例如室内的发热设备、人员数量、照明的变化等都会对建筑物的冷热负荷产生较大的影响。
2.3、建筑物外扰引起的变化。一般情况下空调设备的运行都是按额定功率运行的，如果负荷降低，设备依旧按照额定功率全负荷输出并且运行，这就会导致能量的浪费。假如我们可以运用变频技术促使空调设备的输出功率有一个变动，当然这个变动是随着负荷的变化而变化的，这样一来就会有一个很好的节能的效果。近几年，由于变频空调具有节能以及能提供舒适环境的特点，使得它得到迅速的发展，到现在为止，变频空调器在空调器市场上的销售份额有很大的比重，几乎达到80%。应是空调发展的一个趋势就是变频空调，让空调达到最大程度的节能。变频技术在中央空调系统中的运用大体分为两种形式:用变速泵以及变速风机取代调节阀，使系统内部得消耗减少，把整个机子的效率提高。也可以采用变流量技术，对水流量或风流量进行一定的改变，来实现节能。对空调系统的设计尽量实行优化设计，既要节能又要有质量保障。除此之外，还可以巧妙的运用电机功率与频率的关系来达到变频节能的效果。当然，对于建筑的外围护结构、空调的末端方式、室内合理的气流组织方式以及空调的运行方式也应采取一定的技术以实现节能。
三、暖通空调领域的节能措施
3.1、精心设计暖通空调系统，使其在高效经济的状况下运行
暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如系统往往都是按最大负荷设计的，而实际运行基本上是在部分负荷下运行，如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求，那系统的能耗是很大的。又如新风系统的设计，系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量，以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。
3.2、改善建筑维护结构的保温性能，减少冷热损失
我们知道对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例，而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。
3.3、采用新型节能舒适健康的空调方式
不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。
3.4、推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统
随着空调系统的广泛应用，空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升，同时对生态环境的破坏也在日趋加剧，如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。
四、暖通空调子系统节能设计
1、 空调冷却水系统节能设计
若当地不具备可供使用的丰富自然水源,原则上不采用直流式冷却水系统，而选用冷却塔循环使用以进一步降低循环水泵扬程及其运行能耗。冬天时还可将冷却塔用作冷源设备。尤其需要注意的是，冷却塔设置时须确保其运行环境的清洁,通风条件良好,且务必和高温区域相隔离以确保其冷却效率得到保证。并联使用多台冷却塔时,各冷却塔间要设置共用连通水横槽或连通管以防止冷却塔补水和溢水的不均衡以免造成不必要的浪费。设计连通管管径要稍大于总回水管管径,且要和冷却塔出水管管顶平接连接。冷水机组需冷却水的低温保护,为满足此要求,冷却塔总供水管和回水管之间须设置通管,还须设置两通调节阀或三通调节阀以进行控制调节。除此之外,风机启停原则上应通过出水温度进行控制,或选用变频调速控制模式以减少能耗。2、空调风系统节能设计若空调区在运行时间、湿度和温度等方面需求不同,则进行区域划分时须参照实际情况将这些区域划分开来。建筑物面积空间较大、建筑物内人员较多或有集中温度和湿度控制管理需要时,空调风系统原则上选用全空气空调模式，且尽量避免采用风机盘管系统。在空气空调系统的设计过程中,在无特殊功能要求的前提下,尽量选用单风管关风的方法。在同一个空调系统中,各空调区域冷热负荷存在较大差异和变化,且低负荷运行时间较长,各空调区域温度需分别加以控制,并且建筑物全年都需送冷风,此种情况即可选用变风量空调系统。因为此系统模式可通过调节送入房间风量来调节负荷的变化,且确定总风量的过程中还可考虑同时使用系统,因而风机运行能耗和装机容量均呈现下降趋势。3、空调冷热水系统节能设计在空调冷热水系统设计时，可通过以下措施降低能耗：①闭式循环模式是优先考虑的方法,该方法不但可以降低静水力所需输送能耗,且管道和设备腐蚀也呈现明显下降趋势,因而延长了暖通空调系统的使用寿命；②整个建筑物中可能有某些空调区需全年供应冷水,而有些区域则需冷热水交替供应,此情况可选用两管分区制水系统，若空调运行区域全年冷热工况交替较为频繁,或需同时使用时则最好选用四管制水系统模式,且两管制空调水系统的冷冻水和热水循环泵须分开设置；③在能够满足空气调节的前提下,冷冻水的供水温度越高好,制冷机的蒸发温度越高,其单位制冷能耗量就越低；④最好适当的加大冷冻水供回水的温度差,可以降低循环水泵在运行过程中的流量,进一步降低输送过程中的能量消耗；⑤若冷冻水系统的静压力小于1MPa时,最好不要竖向分区,可以采用一泵到顶的方法,这样不仅在设备运行维护过程中更加方便,而且因为分区而增加的土建工程成本也有所降低,并且设备的电能消耗也会相应的减小；⑥若空调水系统中包括两台以上的冷水机组及循环泵,最好采用变流量系统，若工程的规模不大,或者各环路的负荷特性、压力损失的差距相对较小,则采用一次泵变流量系统即可,而且总供回水管间要设置旁通管及旁通电动调节阀,调节阀要注意有压差控制，若系统规模较大、阻力较强、环路负荷特性和压力损失的差距高于50MPa,最好选用二次泵变流量系统,且采用变频调速泵以降低能耗；⑦一次泵变流量系统中,其风机盘管的回水管上、二次泵变流量系统中、新风机组以及组合式空调的回水管等位置最好设置电动两通调节阀。
五、 结束语
本文主要介绍了暖通空调对于建筑节能的重要性以及暖通空调节能设计的几个主要途径。暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置，起着重要的作用，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,需要政府职能部门的重视和支持。做好暖通空调的节能设计，能够促进自然能源的有效利用，削减能源负荷，并产生显著的环境和社会效益。
参考文献
[1]顾珊珊.关于暖通空调节能问题的探讨[J].科协论坛,2009(1).
[2]杨春梅.暖通空调与节能设计相关问题的探讨[J].内江科技,2009(1).
[3]惠群.谈住宅建筑节能的几项技术措施[J].住宅科技,1998( 11).