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建筑暖通空调系统节能技术探讨刘培柱

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：刘培柱

[导读] 摘要：现如今，耗用自然资源最多的建筑产业必须改变发展模式，走可持续发展之路。

        齐翔建工集团有限公司黑龙江齐齐哈尔 161000
        摘要：现如今，耗用自然资源最多的建筑产业必须改变发展模式，走可持续发展之路。节能减排成了建筑行业考虑的重要问题，而建筑中的暖通空调系统从设计到运行，每一步都涉及能源的利用。因此，暖通空调系统的节能将对整个建筑行业的节能起到非常重大的意义。本文就对其节能技术相关方面展开了探究。
        关键词：建筑暖通；暖通空调；空调系统节能
        引言：
        在我国，提出绿色建筑就是为人类提供健康、舒适的工作、居住、活动的空间，同时实现最高效的利用资源、最低限度地影响环境的建筑物。也就是说，在建筑寿命期限内，最大限度地节省资源，保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。建筑行业的能耗占到社会总能耗的1/3，而在建筑行业里，暖通空调专业的能耗占到建筑总能耗的1/2多，暖通空调系统的广泛应用，已使其成为建筑能耗大户。在世界性能源紧张的今天，降低暖通空调的能耗对建筑节能有着重要的意义。
        1暖通空调节能设计的必要性
        暖通空调凭借着突出的环境调节能力在建筑工程中应用较多，绿色可持续发展理念下，人们要求实现暖通空调的节能化设计。其必要性体现在以下层面：第一，传统空调利用形式中，暖通空调的能耗较为严重，有研究显示，建筑行业能耗占到社会总能耗的2/3，而暖通空调的能耗占到建筑能耗的2/3，这使得建筑投入使用后能耗严重，不利于建筑经济效益的实现。第二，创造一个舒适高雅的室内环境是暖通空调系统设计的核心主旨，在实际设计中，暖通空调设计需要考虑流体力学、力学、热力学等理念，整体设计过程较为复杂，在以往设计中，设计人员过度关注空调的美观性，这使得部分空调功能应用难以达到预期效果。节能化是人们对暖通空调设计的内在要求，合理进行空调节能设计，能实现其应用功能的优化。第三，步入新时期以来，我国倡导绿色、可持续发展理念，能源节约与循环利用是践行绿色可持续发展理念的重要内容，可见，实现建筑暖通空调节能设计是绿色可持续发展的内在需要。
        2建筑暖通空调系统节能技术
        2.1变频技术
        压缩机是保证整个空调系统正常运行的关键设备，当空调制冷时压缩机会消耗暖通空调系统较大部分的电量。而传统压缩机定频工作，随着室外环境温度降低，室内空调负荷减小，压缩机的功率也不会随之变化，电能浪费严重。
        2.2温湿度独立控制技术
        空调系统总负荷组成体系中，显热负荷（排热）为重要部分，占比70%～80%，剩余部分则为潜热负荷（排湿）。根据热湿耦合处理方式的基本特征可知，冷源温度易受室内空气露点温度的影响，通常控制在5～7℃。仅从排除余热的角度来看，此时冷源温度在15～18℃时便可达到要求。由于显热负荷占比较大，原本通过高温冷源排走热量的方式缺乏可行性，此时需要得到5～7℃的低温冷源的支持，随之产生的问题则是能源浪费量增加，严重抑制制冷设备的工作效率。
        2.3蓄冷技术
        空调蓄冷的工作原理是当电网的负荷较低电价优惠时，进行冷能存储，而当负荷高、电价高以及夏季制冷需求大时释放存储的冷能，保证人们生产生活的需要，这一原理也被称为“削峰填谷”。潜热蓄能：把物质出现相变时，吸收或者是释放的热能，进行有效地储存的技术，如冰蓄冷，其是典型的潜热蓄能技术，借助于潜热蓄能原理，有效地把冷量通过冰的形式加以存储。显热蓄能：主要是把物质引起温度变化的时候，其吸收或者是释放的热能，进行科学地存储的技术，如水蓄冷，其是典型的显热蓄能技术，利用显热蓄能将冷量/热量储存起来。

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        2.4智能化管理技术
        暖通空调系统在建筑工程项目中的应用不断深入，要进一步提升空调系统节能控制效果，满足室内环境控制需要，还应加大智能化技术的应用。目前，采用智能化的自控技术对暖通空调系统进行改造，不仅能实现空调运行状态的有效监测，而且能通过相应的监测数据，实现室内温度、湿度、通风情况的有效调整，有效地提升空调系统的运行效率与质量[1]。此外，仿真模拟技术对于空调设计质量具有重大影响，在空调节能设计中，可通过方针模拟技术对空调能源消耗情况、污染气体排放情况进行有效分析，以此来调节空调运行的相关参数，提升空调系统运作性能，保证空调节能效果。
        3建筑暖通空调系统节能技术应用措施
        3.1重视系统设计
        暖通空调系统是一个复杂的系统，系统设计的优劣直接影响其使用性能。系统在设计时均按最大负荷取值，在实际运行方面，几乎都是在部分负载下运行，若是系统的各个部分不能满足部分负载运行的要求，并且长期在高负载状态下运行，则系统的能源消耗非常大。另外，新风系统应根据室外气象参数的变化，改变室外气流，使主机正常运行时间降至最低。空调系统的设计可以说对系统的节能起着重要的作用。传统空调设计时一般以室内空气为控制对象，也就是所说的工况设计，所有负荷取最大值，所有设备按最大负荷选取，但是这样的结果使得一些空调房间夏季过冷冬季过热，造成很大的浪费[2]。如果可以按过程设计，以人的感觉为研究对象，室内温度可以适当升高或者降低，这样既让人更舒适同时又节省了能量。空调系统，尤其是要求舒适的空调系统，对人体的影响是通过空气温度、湿度、风速和环境平均辐射温度来实现的，人体对环境的冷热感是这些环境因素综合作用的结果。以前的空调控制方式是只调节空气的温度湿度，显然不全面，空调系统对人体的影响不直接，环境变化时对环境的限制不快，人体感到不舒服等，必然会引起很多问题。（威廉莎士比亚、空调、空调、空调、空调、空调、空调、空调）热湿环境研究成果的应用为我们采用新的控制方式提供了理论基础[3]。使用舒适度评价指标，即体感指标作为空调系统的调节参数。例如，使用PMV或SET指标调整空调系统，不仅可以解决现有控制方法的弊端，还可以实现可观的节能。初步研究表明，使用这种控制方法，空调系统在人体舒适条件下可以节省约30%的能源。
        3.2改善围护结构保温性并选择节能舒适的空调
        供暖系统，通过围护结构的传热占总负荷的很大一部分，围护结构的保温性能决定了围护结构综合传热系数的大小，即通过围护结构的传热大小。因此，在国家节能规范中，应提高围护结构的隔热性能。像上述内容所说，对人体热舒适性能够构成影响的环境参数使比较多的，不一样的环境参数之间完成的组合，能够收到一样的热舒适成效，然而，不一样的热湿环境参数组合会导致空调系统的能耗不同。例如，冬季采用传统空调方式，通过加热的室内空气实现人体和环境的热湿交换，需要较高的空气温度，这时结构的热损失和通过加热新风的热损失比较大[4]。若是结合热湿环境相关研究，对传统空调加以改变，增加辐射热（如低温辐射地板供暖），这时所需的空气温度就会明显下降，一般l2～l4度即可，而传统方式设计温度在l8～20度，显然后者比前者具有明显节能效果。
        结束语：
        暖通空调专业在绿色建筑领域发挥着重要作用，甚至是主导性作用，担任能源工程师的职责。在建筑设计阶段，能源工程师对建筑设计方案的节能效果进行定量评价；在暖通空调、照明、冷热源等用能系统设计中，利用各种模拟分析工具进行深入分析，提出低成本、节能、运行可靠、最恰当的系统方案。
        参考文献：
        [1]李国帅.暖通空调系统节能技术分析与设计方法探究实践[J].智能城市，2019，5（13）：148-149.
        [2]宋致伟，王联防.研究建筑暖通设备安装的施工技术及节能策略[J].居舍，2019（19）：51.
        [3]高胜利.办公建筑制冷空调节能技术研究[J].绿色科技，2019（12）：185-186.
        [4]高月岩.暖通节能技术在建筑工程中的应用[J].门窗，2019（12）：17.