住宅建筑采暖空调节能技术

贾新坡（郑州广源建设监理咨询有限公司，河南　郑州　450000）



住宅建筑采暖空调节能技术

贾新坡
（郑州广源建设监理咨询有限公司，河南郑州450000）

摘要：随着社会经济水平的不断提升，城市居住环境有了很大改善，人们在建筑舒适性方面的要求也在不断提升，暖通空调的使用充分地满足了这种需求。相关数据统计表明，作为建筑整体能耗的重要产生部分，目前暖通空调能耗已经占到国家整体能源消耗的20%，因此采取相应的节能技术实现节能减排具有重要的社会价值与环境效益。目前住宅建筑采暖空调节能技术的主要应用形式为针对各元器件进行的节能优化和系统整体运行流程的采暖效率提升。本文探讨了住宅建筑采暖空调节能技术应用的相关内容，旨在提供一定的参考与借鉴。

关键词：暖通；制冷；空调；节能

1. 节能暖通空调系统的构成

典型的住宅采暖空调系统相对复杂由多部分器件构成，主要包括压缩机、冷凝器、蒸发器等，系统构成与工作流程如图1所示。

暖通空调的工作流程为：（1）压缩过程。暖通空调内部的制冷剂在压缩机作用下，呈现压力与温度共同上升的状态，为能源交换积蓄能量；（2）冷凝过程。通过压缩机的制冷剂传递到冷凝器结构，高温高压气体在此部位进行换热，整体温度降低，冷凝放热后变为液态；（3）减压过程。冷凝换热后的制冷剂继续流通，在膨胀阀位置释放压力，转化为低温低压液体；（4）蒸发过程。完成冷凝减压的制冷剂流通至蒸发器，与环境进行再次换热，吸收外界热量，由液态转变为气态；（5）循环过程。蒸发气态化之后的制冷剂被压缩机吸入，进行再次循环采暖。

2. 住宅建筑采暖空调节能技术应用要点

2.1合理选择机组容量

住宅建筑采暖空调主机是系统的核心设备，在整体能耗中占比60%以上，而主机运行中的能耗又由有效功率和空载功率组成。所以，选择适宜的机组容量，对于在保证满足建筑采暖需求的基础上，降低空载功率，提升采暖机组实际使用效率具有重要的作用。处于降低能耗的考虑，当前空调系统节能主机配置的形式多为差额配置，即采用大容量和小容量机组配合使用的形式。以居民住宅建筑为例，暖通空调系统差额配置的为200万kcal/h大容量冷水机组和60万kcal/h小容量冷水机组，在采暖需求较大的高峰期，开启大容量机组，而在低谷期则开启小容量机组，这样有效实现了机组容量的合理控制，有效降低了空载功率，提升了整体能耗控制效果，收到了节能减排与维护采暖空调机组状态的效果。

图1

2.2利用复合能源

在当前能源短缺和环境污染的双重压力下，清洁能源的开发和利用成为了采暖空调能源供给的重要研究对象。除了传统的电力与燃气能源驱动形式外，采暖空调系统的集中供热和燃油驱动为复合能源的使用提供了更多选择。这种能源使用模式，除了能够有效降低采暖空调对于传统能源的需求，降低电力生产过程中产生的二氧化碳、硫化物对环境造成的污染，同时多种能源的使用，能够有效提供采暖空调的运行稳定性，在出现电力供应短缺的阶段，能够实现错峰用电，在电力系统出现故障的情况下，也能够通过复合能源的使用保证空调机组的正常运行，降低紧急状况下采暖空调停止运转对人们的生产生活造成的不良影响。

2.3调整与改造水系统

采暖空调中的循环水系统是进行热量交换的重要结构，其驱动能耗占到空调系统整体能耗的15%～30%水平范围。可见，针对采暖空调水循环系统进行优化具有重要的节能作用。具体的调整与改造内容主要包含以下几个方面：

（1）结合采暖空调运行理论参数与实际参数，合理选择驱动水泵的类别与型号，如需选择大流量和大扬程水泵则应进行仔细地检测与核对，避免大功率水泵的功率浪费。某建筑采暖空调系统在水泵选型过大的情况下，换热液态流通速度过大，阀门封闭不严，造成了大量的能源浪费。而在进行初步改造加装节流阀后，又导致的换热液体流通量大幅下降，系统换热采暖能力不足的情况，系统处于低效运行状态，在未获得理想采暖效果的情况下，能源利用效率极低。经过研究分析，工程师发现导致这一问题的根源在于水泵流量过大，因此将水泵型号进行两个更替，从而有效解决了问题。

（2）在满足舒适性和工艺的条件下，尽可能地增大回供水温差

提升采暖空调系统热交换温差能够进一步提升热交换过程的效率，降低水流传输过程中形成的能量损失，同时高温差系统对于管路截面的需求较低，系统管道可选择小管径管线搭建，整体建设成本大幅降低。大温差热交换理念并未强调单纯地提升采暖空调系统温差，而是在保证机组系统整体正常运行的前提下，借助温度势能提高能源利用效率，因为过大的温差可能导致内部冷却器、风机盘管等器件的性能下降。因此在系统温差设置环节中应进行综合性地考量，兼顾空调整体能耗、采暖效果以及器件工况等进行选择。如某住宅建筑采暖空调系统，设置温差参数如下：冷却水侧温差5℃，冷水供水温度7℃，回水温度15℃，这一温差参数设置有效实现了大温差采暖，保证了系统采暖效率，管线温升低于0.5℃水平范围。

（3）对水泵使用变频调速技术

变频调速技术是采暖空调节能技术的重要形式，通过水泵实际运行功率的自动化调节实现能耗的降低。对于建筑采暖节能空调实际应用的测试得知，应用变频调速技术，系统循环水泵整体能耗降低达到15%水平范围。在具体应用过程中，水泵变频调速技术和根据系统运行状态和流动余量进行动态化调节，全面提升系统节能效果。

（4）对所有水环路进行水力平衡测试，尽量避免水系统失调

水力计算是提升水循环系统运行效率，维持管道水力平衡的重要环节。在当前的采暖空调系统应用过程中，应针对各循环回路的水流实际流动参数进行准确的测量，对于部分高阻力回路增设循环泵，维持系统整体的水力平衡水平。同时，应注意管道内部水流的通畅性，定期对管道进行清理，可通过加压冲洗的方式排除杂质，降低阻力。

2.4加强日常管理提高节能效益

（1）提高建筑采暖空调系统的维护水平，对于阀门、管道等关键器件安排周期性的检修，在出现系统滴漏的情况下及时进行补救，对于容易积累污垢的蒸发器、过滤器等器件应进行定期清理，针对系统的电气控制系统进行稳定性检测，保证仪表和设备的正常工作。

（2）实现采暖空调系统运行参数的全面监控，在出现参数异常的情况下，应查明问题根源，采取针对性的措施进行改造，避免隐性能耗对于系统节能的损害。

（3）对不需连续工作的空调系统通风，尽可能地缩短预冷时间，并且在预冷时尽量采用循环风，不引入室外新风。

（4）对人员数量变化比较大的空调系统，最冷月份和最热月份新风量根据室内CO2浓度监测器数值，自动控制新风入口阀，调节新风量，从而节省了冷（能）量。

2.5采用先进的空调系统自控策略

在应用采暖空调自控策略的过程中，可借助楼宇空调系统集控平台进行管理，控制整个楼宇所有房间的空调表冷器启停，设置室内温度处于合理的水平范围之内（夏季≥25℃，冬季≤18℃），超过限定值自动停机，下班后延时半小时所有房间自动关机，如有办公室需要加班，可通知计算机管理工作人员，经允许后，修改计算机指令为该房间空调表冷器单独送电。利用系统集控能耗分析软件，从实际的运行能耗数据出发，用能耗数据分析各系统问题。这种以实际运行能耗数据为导向的节能诊断、节能改造和节能运行方法，已经初见成效。

结语

综上所述，在当前的建筑节能技术应用过程中，空调能耗的降低是重要的一环，通过空调节能技术的应用，能够在保证人居舒适度的前提下，全面降低建筑能耗，达到节能减排的目的。目前采暖空调节能技术应用的要点主要在于机组容量选择、复合能源应用、水循环系统改造、日常管理以及自动化智能技术的应用，行业工作者们应对上述要点进行深入地研究分析，结合具体的采暖空调施工实际情况提出针对性的优化方案，提升能源利用效率。

参考文献

［1］史敏磊.上海地区居住建筑采暖空调节能保温技术及实践［D］.同济大学，2007.

［2］孙婵娟.长江流域住宅热湿负荷特性及采暖空调方式评价［D］.重庆大学，2009.

［3］姚远.基于实测的地埋管地源热泵空调技术的节能与应用分析［D］.武汉科技大学，2010.

［4］徐纳.保障性住房节能技术集成评价体系研究［D］.华中科技大学，2012.

中图分类号：TE08

文献标识码：A