暖通空调系统设计与节能问题分析

摘　要： 近年来，随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有几种、十几种甚至几十种不同的设计方案可以选择，同时也面临能源大量的不必要消耗，所以设计方案的技术比较是一项影响暖通空调设计质量和效率的重要工作，从而也分析暖通空调系统节能面临的问题,提出解决途径与方法。

关键词：暖通空调系统；解决方案；节约能源
（一）从经济上对比
　　在经济性比较的前提下首先必须注意比较基准必须一致。应采用一切基准条件完全相同的情况下进行比较，这样才能保证方案比较结果的公平性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较，显然两者是有差距的；如果不考虑舒适性的区别，对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较，显然不可能做出合理的选择；如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较，对集中式空调方案显然是不可取的。
　　运行能耗和运行费用是暖通空调设计方案技术经济性比较必须考虑的绝对参数。运行能耗除了应计算暖通空调主机，还应计算其他辅助设备的能耗。不能单纯的按照设备铭牌功率和运行时间的乘积来断定结果而应考虑在节气变化的情况下，建筑物实际负荷的变化，同时应考虑设备非标准状态下的效率。某些办公建筑物的暖通空调设备通常间歇运行，其运行时间应为扣除停机时间后的实际运行时间，方为准确时间。在计算过程中应注意不同地区时期时段各种能源的价格可能不同。由于环境因素和不确定因素较多，如何精确地计算建筑物暖通空调设备全年的实际能耗和运行费用，目前仍然是一个没有完全解决的技术难题。
（二）从安全上对比
　　暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计易燃易爆工程的通风空调系统时，安全性成为必须考虑的重要因素，应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题，应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统，并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑，在此不作详述。设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、北方暖通空调系统冬季防冻、空调系统电加热与风机联锁保护等问题。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响。保证人员安全的问题时，要特别注意，采用氨制冷方案时，应考虑氨泄漏对人体的危害。锅炉房的布局应多重考虑人员的安全措施。在防止恐怖袭击方面和防止传染性疾病扩散方面，应注意空调新风口是最薄弱环节，因此必须采取可靠可行的防范措施，新风口应设置在人员无法接近、不易受到污染的地方。由于全空气空调系统回风口很多，因此它是最容易遭受恐怖分子生化袭击的空调系统形式，如果不采取特殊的措施，它也是最容易造成流行性疾病扩散的空调系统形式。从这方面来说，分体空调、一拖多空调系统、风机盘管空调系统的安全性较好。在确定系统新风量时，除了要关注以往的一些因素外，还要着重分析在流行性疾病暴发期间，稀释室内有害病毒浓度的要求。在这方面，应注意不要走向另一个极端。系统新风量应能调节，平时按正常风量运行，流行性疾病暴发期间或室内受到生化污染的情况下按较大风量运行。吊顶暗装风机盘管的回风应采用风管连接，不应采用将吊顶作为静压箱的吊顶回风方式。另外在表冷器、蒸发器和冷却塔等结露积水、病菌容易繁殖的地方应采取可靠的排水和消毒措施。
（三）节能的重要性和可行性
　　随着低碳社会的迎来，空调节能环保刻不容缓。空调能耗约占整个建筑物使用能耗的一半以上,占社会总用电量的五分之一。比如重庆,仅仅住宅及公共建筑的空调就耗约占全年总用电量的四分之一以上,在2006年的高温季节已超过百分之五十，并且正以逐年上升的趋势所发展。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更一步倍增。这势必会使能源供求矛盾的进一步激化。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，其中电力资源能占了绝对比例。对这些能源的大量使用，使得地球资源日益匮乏，同时也严重的影响了环境问题，如在我国的一些地区酸雨、飘尘问题呈日益严重剧增之势，对生态环境和可持续发展带来了致命性的影响。在炎热的夏天，假使对暖通空调系统采取节能措施，不仅可以大大缓解电力紧张状况，同时对于降低不可再生能源的消耗、保护生态环境、维持可持续发展、根据暖通空调行业的研究成果，现有空调系统的能耗是令人咋舌的，如果采用节能技术，现有空调系统节能20%-50%完全可能。以节能为原则,将热舒适指标PMV在工程中加以实际应用,即利用支配热舒适的各因素(温度,湿度,平均辐射温度,风速,劳动强度)的巧妙组合,达到舒适和节能环保的协调。建筑节能是空调系统节能的根本，解决好建筑节能的问题是设计水平的展现，平面、朝向、窗户结构和材料的确定，以及起遮阳作用的挑檐的处理等，对空调负荷起到重要作用。在科学技术日新月异的今天,暖通空调领域不断涌现出新技术,我们可以通过多种方法实现暖通空调系统的节能。
　　首先我们先从设计说起。正确选择、设计暖通空调系统,并使其在高效、经济的状况下运行。 设计是工程的龙头,系统设计的质量直接影响它的使用性能。而建筑的负荷计算是设计的重要内容之一,当前普遍存在一个现象就是设计工期短,很多设计人员为了节省自己的时间,错误地利用设计手册中供方案设计或初步设计时估算冷、热负荷用的单位建筑面积冷、热负荷指标,而直接作为施工图设计阶段确定冷热负荷的依据,往往使得总负荷偏大,从而导致空调采暖设备偏大,初投资增高,运行费用增加,能量消耗增加。所以说龙头就使建筑的根本，建筑的灵魂所在。其二提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数，尽可能减少空调系统能源不必要的消耗。空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的，人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度，甚至仅空气温度。显然是不全面的，势必带来许多麻烦，如空调系统对人体的作用 不直接、当环境变化时对环境的调控不够敏感、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用，为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。其三改善建筑维护结构的保温性能，减少温度的损失。 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，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小，所以说暖通设计是一环扣一环息息相关的。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是必须提高维护结构的保温隔热性能。最后加强冷热回收利用的研究运用工作,实现能源利用的最大化 。提高暖通空调系统的能源利用率减少能源不必要的流失也是实现空调节能的途径之一。也可以通过系统中安装的能量回收装置,用排风中的能量来处理新风,就可以减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,达到节能的目的。这被我们称之为热回收。在选择热回收装置时,应当结合当地气候条件、经济状况、工程的实际情况、排风中有害气体的情况等多种因素综合考虑,以确定选用合适的热回收装置,从而达到少量的投资回报更舒适的温度，从而完成节能的目的。
参考文献：
[1] 浅谈暖通空调系统的节能问题
[2] 论暖通空调系统的经济对比
[3] 解决暖通空调的途径与方法