摘 要：暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，節(jié)能技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和運(yùn)用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)。暖通空調(diào)業(yè)發(fā)展所遵循的原則是節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展、保證建筑環(huán)境的衛(wèi)生與安全，適應(yīng)國(guó)家的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略，貫徹?zé)�、冷�?jì)量政策，創(chuàng)造不同地域特點(diǎn)的暖通空調(diào)發(fā)展技術(shù)。

關(guān)鍵詞：暖通;空調(diào);設(shè)計(jì);節(jié)能

Abstract: HVAC system in energy saving buildings occupy an important position, research and development of energy-saving technologies and application of HVAC system, construction system is the base of energy saving. HVAC industry development follows the principle of energy saving, environmental protection, sustainable development, ensure the building environment sanitation and safety, to national energy structure adjustment strategy, carry out heat, cooling metering policy, creating different geographical characteristics of the HVAC technology development.

Key words: HVAC; air conditioning; design; energy saving

中圖分類號(hào)：TU96+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào)：

隨著全球氣候的變曖，自然環(huán)境的惡化，世界各國(guó)對(duì)建筑節(jié)能的關(guān)注程度正日益增加。人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到，建筑使用能源所產(chǎn)生的二氧化碳是造成氣候變暖的主要來(lái)源。暖通空調(diào)技術(shù)創(chuàng)新勢(shì)在必行，節(jié)能建筑成為建筑發(fā)展的必要趨勢(shì)。

一、暖通空調(diào)主要的技術(shù)和工作原理

暖通空調(diào)技術(shù)指的是采用供熱、制冷的技術(shù)進(jìn)行取暖、通風(fēng)以及空氣調(diào)節(jié)，利用人工手段調(diào)節(jié)、控制室內(nèi)或者工作區(qū)域的溫度、濕度、潔凈程度等。是建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中一個(gè)組成部分。暖通空調(diào)的節(jié)能技術(shù)是指在采暖方面盡可能用最少的能源得到最多的熱能，主要通過(guò)對(duì)外墻保溫體系、氣流組織、對(duì)冷凍水溫度再設(shè)定、采用全熱交換器系統(tǒng)、提高空調(diào)溫度等的設(shè)定來(lái)實(shí)現(xiàn)能耗的降低。暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗主要決定于空調(diào)冷、熱負(fù)荷的確定和空調(diào)系統(tǒng)的合理配置，空調(diào)系統(tǒng)的布景和空調(diào)設(shè)備的選擇是以空調(diào)負(fù)荷為依據(jù)的。所以暖通空調(diào)節(jié)能的關(guān)鍵是空調(diào)外界負(fù)荷和內(nèi)部負(fù)荷的確定，而暖通空調(diào)節(jié)能工作也應(yīng)該從這個(gè)方面著手，合理布置建筑物的位置，正確選擇外墻、門(mén)、窗、屋頂?shù)男螤罴安牧系�，盡量減少空調(diào)負(fù)荷。

暖通空調(diào)的主要工作原理是制冷劑在空調(diào)制冷機(jī)組內(nèi)的蒸發(fā)器中與冷凍水進(jìn)行熱量交換發(fā)生氣化，這一過(guò)程會(huì)使冷凍水的溫度降低，被氣化后的制冷劑在空壓機(jī)的作用下，會(huì)形成高壓、高溫的氣體，當(dāng)氣體流經(jīng)制冷機(jī)組的冷凝器時(shí)，則會(huì)被來(lái)自冷卻塔的冷卻水所冷卻，從而是氣體轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪�、低溫的液體，與此同時(shí)，被降溫后的冷凍水經(jīng)由水泵被送至空氣處理機(jī)的熱交換器中，隨后與混風(fēng)進(jìn)行冷熱交換形成冷風(fēng)源，最后經(jīng)由送風(fēng)管路送入到各個(gè)房間。通過(guò)這樣的循環(huán)過(guò)程，在夏季房間內(nèi)的熱量會(huì)被冷卻水帶走，流經(jīng)冷卻塔后釋放到空氣當(dāng)中。在空氣處理單元中，新風(fēng)與部分回風(fēng)經(jīng)混合后形成混風(fēng)，當(dāng)混風(fēng)經(jīng)由熱交換器冷凍水進(jìn)行熱交換后則形成送風(fēng)。冬季時(shí)，混風(fēng)能夠吸收能量，從而使溫度升高，夏季時(shí)，隨著混風(fēng)溫度降低，送風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)后會(huì)與室內(nèi)的空氣進(jìn)行熱量的傳遞，最終將溫度調(diào)節(jié)至房間所需的設(shè)定值。

二、暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方向和原則

由于空調(diào)采暖通風(fēng)設(shè)備是構(gòu)成暖通工程的重要組成部門(mén)，是項(xiàng)目建成后影響運(yùn)行效果的最重要因素之一。當(dāng)前暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方向首先節(jié)能，在建筑物高品質(zhì)的室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)中，暖通空調(diào)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員要從節(jié)能環(huán)保角度主動(dòng)參與建筑方案的設(shè)計(jì)，要與自動(dòng)控制專業(yè)相互融通，改變過(guò)去的純專業(yè)設(shè)計(jì)為跨專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)。要密切關(guān)注最新的節(jié)能科研成果，要積極采用并推廣節(jié)能新技術(shù)，要努力爭(zhēng)取得到政府的支持，要與設(shè)備制造商保持密切聯(lián)系，要對(duì)業(yè)主做好節(jié)能工作的思想工作，盡力爭(zhēng)取他們的理解與支持，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本國(guó)策。第二是消聲，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)噪聲污染控制很嚴(yán)格，而暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的噪聲是最主要的噪聲源之一�？照{(diào)系統(tǒng)的消聲設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：空調(diào)機(jī)房不能就近設(shè)在人群密集的地下，而設(shè)在裙房的地下設(shè)備用房?jī)?nèi)、最大程度地減少震動(dòng)和噪聲的影響。組合式空調(diào)器應(yīng)選用雙風(fēng)機(jī)。降低風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，降低風(fēng)機(jī)的噪聲水平。從地下空調(diào)機(jī)房到人群密集地之間應(yīng)有一定長(zhǎng)度的地下送回風(fēng)風(fēng)道，加大了自然衰減。同時(shí)排風(fēng)系統(tǒng)上設(shè)阻抗復(fù)合式消聲器，以隔斷外界噪聲。第三是自凈，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中.設(shè)計(jì)一個(gè)良好的凈化空調(diào)系統(tǒng)，保持良好的室內(nèi)建筑環(huán)境和空氣品質(zhì)是優(yōu)化建筑環(huán)境的關(guān)鍵所在。理想的凈化空調(diào)系統(tǒng)，必須控制以上兩項(xiàng)功能并達(dá)到規(guī)定的技術(shù)參數(shù)，才能滿足一些特殊室內(nèi)建筑環(huán)境和空氣品質(zhì)的要求。

暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的原則主要包括：一是暖通空調(diào)系統(tǒng)要根據(jù)冷熱的變化，科學(xué)合理的進(jìn)行管理和設(shè)計(jì)。對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷占有很大比例，而維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷的大小。二是暖通空調(diào)采用相對(duì)節(jié)能的新型材料進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理，影響人體熱舒適性的環(huán)境參數(shù)眾多，不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果，但不同的熱濕環(huán)境參數(shù)組合空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。三是在能源的選擇和利用上選擇一些可再生的節(jié)能能源，這對(duì)于暖通空調(diào)的建設(shè)和管理來(lái)說(shuō)具有重要的意義，而且如何利用可再生能源及低品位能源已經(jīng)成了該領(lǐng)域重要的研究課題。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是在這種形勢(shì)下發(fā)展起來(lái)的，它利用地下恒溫層土壤熱顯著提高空調(diào)系統(tǒng)的COP值，使得同等制熱(或制冷)量下的系統(tǒng)能耗大幅度下降。另外，利用太陽(yáng)能供熱或制冷技術(shù)也在開(kāi)發(fā)研究著。

三、暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行

暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行中，需要風(fēng)機(jī)和水泵來(lái)輸送介質(zhì)。空調(diào)系統(tǒng)的水泵耗電量較大，在一般的公共和民用建筑中，空調(diào)水系統(tǒng)可占到空調(diào)總耗電量的15～20%左右，因此，減少空調(diào)水泵耗電量也能起到顯著的節(jié)能效果。水系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)該重視水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，認(rèn)真進(jìn)行水系統(tǒng)各環(huán)路的設(shè)計(jì)計(jì)算，并采取相應(yīng)措施保證各環(huán)路水力平衡。目前的一些空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用變頻水泵進(jìn)行變流量運(yùn)行也越來(lái)越普遍，通過(guò)改變水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制水泵的流量，通過(guò)使用變頻調(diào)速水泵使水量隨冷熱負(fù)荷變化，可以達(dá)到非常明顯的技能效果。有資料表明，空調(diào)水系統(tǒng)采用變流量運(yùn)行具有很大的節(jié)能能力，變頻器投資在1~2年內(nèi)即可收回。另有資料顯示，提高空調(diào)系統(tǒng)的供回水溫差，降低系統(tǒng)的循環(huán)水量，從而降低循環(huán)水泵的功耗。目前，一般的空調(diào)冷凍水供回水溫為7 ~12℃，水溫差為5℃。如果我們將供回水溫差加大到8℃，也即空調(diào)的冷凍水供回水溫為6～14℃，那么系統(tǒng)水量將降低30%。雖然冷凍水供水溫度降低了1℃，對(duì)制冷機(jī)來(lái)說(shuō)降低了其制冷系數(shù)，但綜合水泵和制冷劑來(lái)看，實(shí)際上總體是節(jié)能的。

另外，在空調(diào)能耗中，有很大一部分是由于管理不善而引起的，各項(xiàng)調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實(shí)施，也與操作人員的技術(shù)素質(zhì)有關(guān)系。系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中沒(méi)有根據(jù)人員的變化和實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行必要的調(diào)整，致使供冷量、供水量和送風(fēng)量都大于實(shí)際的需求，即使有一定的調(diào)節(jié)，也具有滯后性和隨意性，由此就會(huì)造成很大的浪費(fèi)。比如有些單位的空調(diào)，一年中只有開(kāi)機(jī)關(guān)機(jī)和冬夏季轉(zhuǎn)換操作，明顯達(dá)不到節(jié)能效果為此要求運(yùn)行管理人員不僅要有很強(qiáng)的責(zé)任心，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)空調(diào)操作人員的培訓(xùn)，提高管理人員的素質(zhì)。另外，增加系統(tǒng)控制等措施，如自力式流量控制閥、壓差控制器、溫度控制器等也能提高系統(tǒng)的自動(dòng)控制水平。在控制模式上需根據(jù)建筑物的具體功能、氣候條件、使用狀況等靈活處理。比如年運(yùn)行管理問(wèn)題，主要應(yīng)考慮過(guò)渡季節(jié)的運(yùn)行：室外新風(fēng)的利用、新風(fēng)量的確定等;再比如日運(yùn)行管理問(wèn)題，主要應(yīng)考慮隨室外溫度的變化采取不同的日節(jié)能運(yùn)行模式，這可通過(guò)采用合理的自控系統(tǒng)及一定的手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn);又比如建筑預(yù)冷預(yù)熱時(shí)間的合理選擇，建筑預(yù)冷預(yù)熱時(shí)間的選擇將直接影響冷熱設(shè)備的大小，從而影響初期投資。特別是對(duì)于大空間的體育場(chǎng)館等蓄熱量較大的建筑，如何做到既不影響正常使用，又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能或節(jié)約投資，預(yù)冷預(yù)熱時(shí)間的合理選擇是關(guān)鍵。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，暖通空凋系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，起著重要的作用。節(jié)能技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和運(yùn)用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)，在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行過(guò)程中，均應(yīng)對(duì)節(jié)能降耗問(wèn)題引起足夠的重視，并將能源消耗作為衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

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