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暖通空调的节能设计及新能源的利用

发表时间：2021/4/6 来源：《建筑科技》2020年9月下作者：段梦凡

[导读] 随着我国社会经济水平的不断提高，城市化发展的加速，建筑工程项目也在不断增多，建筑消耗能量持续加大，暖通空调系统节约能源已成为建设节能的基本内容。要从系统本身的设计和工作状态出发，做到节能措施，以达到节能环保的目的。

陕西省建筑设计研究院（集团）有限公司段梦凡 710018

摘要：随着我国社会经济水平的不断提高，城市化发展的加速，建筑工程项目也在不断增多，建筑消耗能量持续加大，暖通空调系统节约能源已成为建设节能的基本内容。要从系统本身的设计和工作状态出发，做到节能措施，以达到节能环保的目的。文章主要分析了暖通空调的节能设计和新能源的运用，以方便同行们交流和讨论。
关键词：暖通空调；节能设计；新能源；利用
        引言
        暖通工程是建筑工程的一项重要组成部分，在人们的生活工作中发挥着重要的作用。随着人们对环境保护的关注和重视程度的提升，暖通工程中空调系统的绿色节能设计成为未来的发展趋势。因此，对建筑工程暖通空调系统绿色节能设计进行研究十分必要，其在环境保护、能耗降低中发挥着重要的作用。
        1暖通空调节能设计的重要意义
        在社会经济不断发展的当今时代，能源是经济发展的重要动力，但受到多种因素的影响，能源的发展常滞后于经济的发展。其中，暖通空调使用的能源就是一种不可再生能源。近年来，随着暖通空调的大量使用，能源的消耗量也在上升，使地球资源日益匮乏，同时给生态环境带来了很大的影响。据暖通空调行业的研究，现阶段使用的空调系统能耗较高，如果在系统中融入绿色节能设计，可以使现有空调系统节约20%～50％的能源。因此，为了降低能耗并减少污染，需要对暖通空调系统进行绿色节能设计，采取一定的绿色节能措施，从而缓解用电紧张的情况，减少环境污染，对经济和环境的可持续发展有重要意义。
        2.暖通空调节能设计的基本原则
        2.1从整体性方面考虑
        建筑暖通空调整体性原则是其节能设计的重要基础和前提，在设计的过程中需要充分地认识到建筑节能的积极意义，从全局的角度出发，统筹考虑建筑暖通空调的总体设计规划。同时要根据国家节能减排的相关要求以及现代建筑节能标准等，制定具有安全性、经济性、合理性、舒适性的空调节能设计方案。这一过程要求建筑暖通空调节能设计人员具有专业的知识水平和设计能力，还要有前瞻性的设计眼光以及统筹全局的设计意识。
         2.2系统需考虑动态性
         由于建筑暖通空调工程具有一定的复杂性，其涉及的领域和范围相对较大，所以在节能设计时需要符合国家或当地的节能减排政策标准，结合建筑当地区域自然环境、能源利用等因素，坚持暖通空调工程节能设计的动态性，根据实际情况和需求对节能方案进行不断的优化和调整，使其能够在不断变化的环境中尽可能地满足节能减排的要求。
         2.3设计需考虑新能源新技术
         在现阶段随着科学技术的不断创新发展，新能源、新技术逐渐在建筑暖通空调领域中得到应用。在建筑暖通空调节能设计中，需要考虑新技术因素，对空调系统的核心技术不断进行完善，实现现代建筑低消耗、低成本的目标。因此，在设计中相关人员需要考虑到新能源和新技术的应用，以实现建筑暖通空调系统的低排放和低能耗。
        3.暖通空调的节能设计及新能源的利用优化措施
        3.1提高系统合理性
        针对暖通空调工程的节能设计，对其进行优化首先就要保障空调系统设计的合理性。暖通空调节能设计的合理性将会直接关系到整个建筑内部空调系统运行的效果。因此，相关人员在对空调系统进行节能设计时，需要按照自身最大的负荷限制进行规划，保障整体的运行性能良好。

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为满足暖通空调工程节能设计，需要针对建筑室内进深、分隔、朝向、维护结构特点等因素分区设置系统，针对不同使用时间功能房分区设置系统，针对不同室内参数要求的区域分区设置系统，并合理规划空调系统服务面积，合理设置新风量及新风系统并考虑过渡季节全新风运行方式，适当增大送风温差和供回水温差，合理设置排风热回收装置等。
        3.2增强围护结构保温性能
        对建筑暖通空调节能设计来说，改善围护结构的保温性能具有减少冷热量损失的重要作用。在暖通空调工程中需要建设合理的建筑围护结构，在保证室内采光通风的前提下，适当控制窗墙比、提高门窗的气密性、改善玻璃窗材料和组成、考虑遮阳设施等对空调系统自身的负荷大小有较大的影响。节能设计应根据我国现行的建筑规范和暖通空调工程设计标准将围护结构的保温性能纳入到修建标准中，保障建筑自身的暖通空调发挥节能减排的实际作用。
        3.3太阳能加热和冷却运用
        现在，相对便捷的太阳能采暖通风方式就是被动式太阳能房。该方法的特征是运用太阳光照射建筑物的内部或被部分封闭结构的表面吸收，之后加大室内空气的温度。太阳光线通过玻璃表面传输到厚壁的变黑的吸热面，从而提高了壁表面的温度，而且存储了热量。冬季需要室内供暖时，玻璃和墙壁间的热空气通过自然对流进入房间。室内的冷空气通过墙下的通风孔进到空气层，并被加热以造成自然循环。太阳下山后，储存在厚壁中的热量将用于继续为房间供暖。为了解决被动式太阳能房屋的缺陷，开发了具有辅助热源和蓄热器的主动式系统，又叫作主动式太阳能加热系统，用于对空气进行加热。当有阳光时，系统可以有两种运行条件：一种是不需要加热房间，而利用太阳能收集器收取的热量来加热蓄热器；二是供热室需要供暖，蓄热器还没有储存充足的热量，所以要激活辅助热源进行供暖。当没有日照时，也可以有两种运行条件：一种是通过蓄热器给房间供热；一种是在蓄热器的热量不够时从辅助热源提供热量。
        3.4地下蓄水层储能
        地下含水层能量存储是通过井孔把小于含水层原始水温的凉水及大于含水层原始水温的烫水注入地下含水层。含水层当作存储冷热的蓄热方式当要用水时，使用泵进行抽吸和使用。该技术完整运用了自然界中的无穷无尽的能量和较好的地层保温功能，因此是良好的季节性储能手段。因为空调系统的季节性能源消耗，地下蓄水层中的能量存储对于节能空调具有重要的经济含义。所以，它与别的新能源的开发利用同样受到社会密切关注。
        3.5变频系统及热能回收的优化
        变频装置能通过实现热能回收来减少暖通空调系统的应用中余热浪费的现象，减少能源的消耗，由此来达到节能设计。变频器系统能节约资源及成本，优化人们的居住环境，使节能减排效能达到最优。以往的设计中，暖通空调的额定功率是难以调整的，这就导致了在低负荷时，会造成一定程度的能源浪费。而变频器空调则可以根据实际情况来调整暖通空调的输出功率，避免能源浪费的现象。通过调整暖通空调的效率来应对室外气象的变化情况，达到节能的目的。而加强热能回收是通过热回收装置来实现的，通过转轮式余热交换器、热管换热器等装置，减少暖通空调在处理新风时所消耗的能源，提高其经济效益，减少能源浪费。热回收措施的采用需要设计人员利用回收的能量处理新风，通过废热的循环利用来实现暖通空调回收热能的优化。在暖通空调中应用热能回收系统能实现节能减排的目标，减少在后期维护中的支出。
        结束语
        建筑设计单位要结合当前社会发展的需要，设计出符合实际需要的暖通空调合理方案，能够落实各项节能环保的措施，从多个角度出发，把国家的节能理念应用到实践中，以降低建筑能耗，最终能够避免对环境造成严重的污染问题，以更好地保护生态环境，为实现可持续发展奠定坚实的基础。
参考文献
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