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摘要：随着我国能源供应出现紧张局面，建筑节能问题逐渐受到人们的关注。暖通空调系统的整体优化成为研究的重点，暖通空调节能优化具有重要的意义。目前很多空调选型依据最大负荷确定，通过对暖通空调系统优化节能，使负荷削减或者负荷转移，使暖通空调系统降低能耗。本文主要对暖通空调系统的设计进行论述，分析暖通空调节能的重要作用，对暖通空调进行优化，提高系统运行工作效率，达到节能减排。
关键词：暖通空调系统；节能设计；节能优化；空调问题
前言
随着我国能源供应出现紧张局面，空调节能问题逐渐受到人们的关注。在科学发展观和建设资源节约型社会的大背景下，建筑节能设计问题越来越受到全社会的重视和关注，在2015年，建设部又对建筑节能规范进行了更新，发布了《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）。
暖通空调系统的节能在建筑节能中占有至关重要的地位，在目前暖通空调系统能耗调查研究发现，目前空调系统能效问题非常严重，在夏季，空调系统的能耗甚至能达到建筑系统的总能耗的60%以上。同时，研究表明：通过利用科学的节能设计技术，能够将空调系统节能率提高30%到50%，达到重大的节能效果。
暖通空调系统的节能问题，一般可以通过两种方面：（1）通过改变建筑围护结构，对墙体进行密封保温，减少能量消耗，实现空调系统节能；（2）可以对通过对空调系统各环节进行优化，在满足使用需求的的同时，能够科学降低空调能耗。
1空调的意义及影响
1.1空调的意义
从历史发展看，我们将使房间或封闭空间的空气温度、湿度、洁净度和气流速度等参数，达到给定要求的技术定义为空调。因此空调的意义在于“使空气处于正常状态”或者“使空气达到所需状态”。为了满足人体舒适和生产工艺过程的要求，空调系统可由人工调节或者通过自控系统自动调节空气的温度、相对湿度、空气流动速度和空气洁净度。
1.2空调节能与人体健康
近年来，由于国家节能政策的大力推广，建筑行业、地产行业蓬勃发展，室内装修行业加快发展，而家居商品大多数都有新型合成材料的掺杂，因此空调房间内会积累污染空气，例如：从家具、地毯和油漆中散发的多种危险化学物质。再加上现在许多业主都追求防噪音，导致建筑物的密闭性的增加、新风量渗透的减少，更使得室内污染物的聚集和增加。室内空气如此反复循环，会造成空调房间内空气质量品质严重下降，空调房间内的空气污染物会远远超过国家健康安全标准。因此，在社会发展，环境污染，人们空前在意生活品质的背景下，如何有效地提高生活环境内空气品质已经受到越来越多的人的关注。
研究人员发现必须由增加供给通风量来稀释室内空气这个方面着手才能根本解决这一问题。但是，从室外将新鲜空气引入空调房间，新风量的增加必定会增加空调系统的新风负荷，大大增加了空调系统能耗。新风空调换气机的出现在很大程度上解决了增加新风量带来的能耗大的问题。原理是利用空调房间的排风来预热新风，利用这种方式一方面不但增加了室内的新风供给量，满足了舒适性的要求， 同时也能部分回收了空调房间排风的能量，在一定程度上降低了新风冷热负荷，减少了空调系统的运行能耗，这对空调系统节能具有重大的意义。
2暖通空调系统设计的特点
暖通空调系统的设计构造比较复杂，主要是通过三个子系统互相耦合的，即为冷热源和冷、热量输配及房间冷、热末端等共同组成的。三个子系统下面有很多下属系统，这些系统能够相互耦合和关联。暖通空调系统的形式多样，以办公建筑来说，其空调系统的选择面比较多，如变制冷剂流量多联机+ 新风系统，以及风机盘管+ 新风系统等。在选择这些暖通空调系统的同时，一定要要比较造价，空调系统的运行能耗，以及适应性等因素，最好做好经济性对比分析，在经过综合性比较分析后，再对空调系统的形式做出科学的选择。
暖通空调系统设计的特点中，系统设计因素受到诸多的变化影响。主要是受到气象条件和围护结构以及建筑外部空间的形状和建筑内部形状、使用的需求等因素的影响，而这些因素大多有动态性特点，如气象的参数是动态的，围护结构的传热过程也是动态的。
上述这些设计的特点，对暖通空调设计造成较大的复杂性，此外还有其他基础性研究还不是很完备，目前在设计的过程中，相对过于重视功能，轻视节能，也造成了暖通空调系统设计的节能存在一些问题。
3暖通空调系统设计中的节能问题分析
3.1暖通空调节能设计误区
暖通空调的设计在以往大多比较重视功能的设计，而对节能容易忽视，尤其是对于节能的设计和考虑，通常只满足与系统设计的规范，满足系统设计的限定性要求。这种被动式适应空调系统设计规范和标准，没有很好地转换角度，去主动发挥暖通空调系统设计节能目标。因此，在暖通空调节能设计的过程中，要改变设计的误区，要主动重视空调系统的设计功能和节能设计的重大意义，强化节能设计理念，真正做到提高暖通空调系统节能设计认识。例如，某地建筑项目，重视空调节能设计，在工程项目实际设计过程中，重点对节能目标进行分析，最终节能效果原先节能方案，比原方案节能至少39.5%。
3.2暖通空调系统设计中的合规节能问题
在暖通空调系统设计的过程中，一些设计专家一般情况下，不会主动地在满足限定性节能要求的同时，进一步深挖节能潜力，而是认为，只要满足节能设计标准能效限定性要求的相关设计即可，将合规节能认为就是充分节能。这种问题在实际的节能效果上，如果稍加改进和优化，就能取得比较好的节能效果。因此，从暖通空调设计的具体角度来说，要清晰的认识到节能规范只是节能设计的最低标准，满足节能设计规范只是暖通空调节能的基本要求，暖通空调设计在满足设计规范的同时，应尽可能加强进一步优化措施，从而实现充分节能的目的。
例如，某暖通空调系统是一种温湿度独立调节系统，其显热处理子系统的设计，满足了国家有关节能标准，达到相应的参数规定。但是，经过优化系统改进以后，还能提高节能效果，而且达到原本节能的30%。其节能情况分析如下图：
上图为案例中暖通空调温湿度独立调节系统的设计形式，在实际设计的过程中，系统耗能满足国家相关建筑节能的标准，其风机盘管消耗功率达到50W，制冷量在1000KW，采用的是水冷螺杆冷水机组。在经过改进后，系统采用的是高效高温冷水机组，且利用循环系统，使得原先设计方案的总能耗降低不少。这种改进后的系统也比较简单，因此，在空调系统设计的过程中，要针对具体的问题具体分析，方案设计前，要做充分的分析，提高节能意识，满足系统的整体优化和节能。
4提高暖通空调系统节能，重视节能设计方法
暖通空调系统要实现更高水平的节能效果，就要重视节能设计方法。具体来说，应按照节能的目标，找到比较节能的具体方案。在不设定节能目标值的设计方法，主要是由几个阶段组成，这种设计方法需要进行不同技术方案进行对比，在实际的额定工况进行分析和比较，计算较为简单。
若设定节能目标值，可利用能源消耗数值进行表达，比如工程能耗供冷供热量能耗的数值等。其设计的方法实质上为多种方案的能耗对比，这种能耗主要是以节能目标值来体现和表达的。如果筛选的方案不是唯一情况，就要结合多种因素进行分析和评价节能方案。在实际情况下，应注意季节工况比较，这种设计方法中，其计算比较复杂。
暖通空调系统设计应重视节能目标，同时对设计参数进行优化。这样，能够有效改变以往的取值思维模式，形成多组取值进行对比。可以采用有限样本比对法，这种设计方法的特点就是根据工程的设计要求来看比较简单，而缺点就是不能从理论上得出最佳参数值。
重视节能目标，对空调系统设计进行优化，设计参数的方法还可以采用极值法，运用这种方法的特点在于能够从理论上得出最佳设计参数，但是，获取暖通空调系统中的能效函数却比较难。
极值法主要是以技术合理作为系统设计的前提，然后选取合理的取值区间参数，建立系统设计参数中的能效函数，再建立系统能效计算模型，最后解出能效极值点对应的设计参数。
此外，在暖通空调系统设计过程中，应增强节能意识，在设计中抓住系统设计的经济性和耗能性。从节能角度分析和选择设计方案。还要考虑到暖通空调的节能效果，进行科学设计计算，要改善建筑工程的围护结构保温，由于围护结构保温性能对其综合传热系数影响较大，并决定了围护结构中的空调负荷大小。因此，需要重视围护结构，不断提高围护结构的保温性能，最终达到暖通空调系统的节能目标。
5结语
总之，暖通空调系统的节能设计在建筑节能中占据重要的位置，起着至关重要的作用，不仅关系到的人们健康舒适性和工艺生产环境，而且关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染，所以暖通空调系统节能设计，对国家建设资源节约型社会具有重大意义。同时，能源战略技术的研究开发和运用必须各类相关人员相互协作，加强宣传，确保节能技术与时俱进，逐步完善并快速普及，惠及全社会。
参考文献：
[1]施国强．论暖通空调工程中的节能减排设计[J]．建设科技，2013（10）
[2]王卓然，盛宏．浅谈建筑暖通空调工程的节能减排设计[J]．黑龙江科技信息，2013（28）
[3]王富．管窥暖通空调设计做好节能减排工作[J]．科技致富向导，2013（09）
论文作者:袁峰
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年11月上
论文发表时间:2016/9/18
标签：节能论文; 空调系统论文; 暖通论文; 空调论文; 系统论文; 暖通空调论文; 新风论文; 《建筑建材装饰》2015年11月上论文;