智能建筑暖通空调系统设计的优化

(山西省第二建筑设计院， 山西 长治 046000)

智能建筑暖通空调系统设计的优化

梁小波

(山西省第二建筑设计院， 山西 长治 046000)

在当前智能建筑行业发展中，暖通空调是建筑行业中不可缺少的重要环节，这是因为暖通空调在调节室内温度、湿度、空气质量和提升人民生活品质方面起到了非常积极的作用。但是从暖通空调在建筑行业的长时间运行来看，其使用过程中的高能耗低效率问题比较明显，这说明暖通空调的设计还存在很大的节能优化空间。从暖通空调的供暖、通风、制冷原理来分析，主要从增设节能设备（传感器、温控阀、变频泵、变频风机）、提升制冷部件、风机及水泵的高效运行效率几个方面来加以优化，从而才能真正的实现暖通空调的高效能源节约目的。文章针对智能建筑的暖通空调节能设计优化进行相关的探讨。

建筑；暖通空调；节能优化；设计策略

随着社会经济的发展，人民生活水平呈现不断的质量提升趋势，这就对日常的生活环境也有了更高的要求。因此暖通空调行业已经逐渐贯穿到人民日常生活中，成为一种的必然发展趋势。暖通空调在使用中需要能源消耗，据统计，暖通空调的电能消耗占建筑整体电能消耗的的比重达30%，夏季比重更大，据相关调查，暖通空调系统中有效应用绿色节能技术，可以节省50%的能源消耗，如何使得暖通空调节能设计得到进一步的优化，是当前暖通空调发展中的一个重要内容。舒适健康的居住环境是每个居住者所向往的，暖通空调系统在创造健康舒适的居住环境方面发挥着直接的作用。现如今，国家倡导建筑工程的节能减排，这就对建筑工程中的暖通空调系统的设计提出了更高的要求，需要设计人员不断地优化设计和改良相关的自动控制技术，从而减少暖通空调系统运行的能耗，既保证居住环境的健康舒适，又减少碳排放，保护环境。

1 建筑中的暖通空调应用

暖通空调设备是进行室内空气温度、湿度及空气质量调节的系统装置。现代暖通空调设计中将以上这些功能进行技术上的融合，形成一个统一的暖通空调系统。对于建筑物暖通空调系统来说，需根据建筑物规模来合理选取，然后再经过设计人员深入分析来进行确定。最后通过安装的暖通空调设备来实现室内空气温湿度的调节，从而为提升人民舒适的环境，初期的暖通空调大部分是借助定流量水力系统来进行温度调节，随着技术发展，开始以变流量水力及变风量系统来进行功能的实现。当前社会全球环境保护意识的增强，作为能耗大户的建筑行业，如想要有长远的可持续发展前景，就必须进行节能环保设计的思路发展。暖通空调因其高度的社会利用率，在其设计中必须更强调节能设计思路。

2 暖通空调节能设计遵循的基本原则

在社会科技力量带动下，当前的暖通空调设计在节能优化方面的考虑主要是借助了先进的传感器、调节阀、气候补偿器等，构建了整体的环境舒适指标评价体系。通过舒适与节能的两项融合，实现了精确和灵活的温湿度调节目的。暖通空调的节能设计优化必须结合室外气温差异性计建筑形式的针对性节能优化。能源的节约是在统筹考虑环境保护基础上进行的，这就要求对石化能源进行高效利用分析的基础上，尽可能地降低对社会环境的碳排放量。另外，暖通空调的节能设计还应该充分的考虑当前的一些绿色节能环保新能源的合理利用，比如太阳能、空气能及地热能等再生能源,对能源高效利用有积极的作用，对环境污染较小，应在节能设计中的合理利用。

3 暖通空调系统的节能设计优化策略

3.1 建筑热工性能的优化

负荷的计算与建筑物的热工性能涉及到建筑物围护结构的密封性、保温做法及遮阳涉及等多个方面有着密切的关系。实践表明，建筑物内部的热能释放主要是通过建筑物周围维护结构来进行传递，建筑物的热量传递与建筑物外表面的性能（建筑物体形系数、窗墙比、传热系数）关系较大。因此必须加强建筑物的门窗密封性设计，同时外墙、屋顶及不采暖房间的隔墙应选用保温性能好的围护结构材料。通过合理降低室内外空气的渗透来实现能源节约的目的，使节能效果满足现行居住公共建筑建筑节能的65%.

3.2 实现供暖系统优化设计

供暖系统的日常运作中，需要消耗较大比例的动力，这就要求在供暖系统设计上能够考虑其节能性。相关的设计优化可考虑几个要点：

3.1.1 热媒一次网设电动调节阀，通过设气候补偿器自动调节供热设备的出水温度降低能耗。

3.1.2 室外供暖系统宜采用质调节，应根据室外温度和温度调节曲线，调节一次网水流量及混合水流量，控制二次水温度维持室外温度下的给定值。

3.1.3 当系统较大、阻力较高、各环路阻力相差悬殊时，可在用户侧设二次循环泵或混水泵，循环泵或混水泵宜根据供水温度调节曲线自动调节水泵转速。

3.1.4 供暖系统应通过合理划分和均匀布置外网，并进行水力平衡计算，通过水力计算合理配置水力平衡装置，使各环路之间的压力损失差额不大于15%，以达到能源节约。

3.1.5 建筑物单体内设置供暖系统时，室温调控是节能的必要手段，室温调控是分户计量实现节能、保证室内热舒适要求的必要条件。当采用散热器采暖时，散热器供水支管上设置自动温控调节阀，根据温度传感器的变化对水流流量加以动态调节；当采用地板敷设采暖系统时，分集水器的供水支管上设置两通自动温控阀，每个分支上设置手动调节阀，通过手动调节阀来控制室内温度，进而对水流流量加以动态调节，做到水泵转数及水泵水压的调节优化，最终实现室内温度计能耗量稳定少波动的温度调控效果。

3.3 优化变频空调及通风系统设计

作为空调节能设计中的重要考虑方式之一的变频调速设计，其主要是借助变频调速技术来实现对空调实际运行的科学控制，提供给用户更加舒适的居住环境。调查显示，建筑中空调级通风系统的能源消耗占到总体能源消耗的近2成。这就必须通过变频调速技术并结合实际的建筑物空调、通风运行的需求，来合理控制其运行能耗。主要从以下几点考虑：

3.3.1 空调水系统采用变频泵变流量时，根据供回水总管阀的压力差或供回水温差改变循环泵的转速，从而降低能耗。

3.3.2 根据冷却水供水温度控制冷却塔风机变频器的频率，当频率达到设定下线时，减少冷却塔的运行组数，根据冷却水供回水温差与设定值的偏差控制冷却泵变频调速运行来降低能耗。

3.3.3 为了对满足室内空气质量的要求，机械通风的室内设置CO2浓度传感器，通过CO2浓度的变化来自动控制风机变频调速运行。同时，在日常生活中，汽车库考虑车辆实际出入的频繁性，为降低机械通风系统风机运行能耗，送风、排风机宜采用变频调速风机且应设置CO气体浓度传感器，根据CO气体浓度变化，定时启停风机的运行，来降低能耗达到节能的目的。

3.4 采用地源热泵系统设计

从近几年的建筑行业发展来看，地源热泵在暖通空调设计中的应用得到了广泛的认可，并且其也显示了制冷制热方面的自身优越性。同时地源热泵的合理利用不会影响周边环境而具有较高的环境保护价值。炎热的夏季，地源热泵能够吸收土壤热量并以辅助冷却塔进行制冷，确保了暖通空调中地源热泵的高效运行状态。寒冷的冬季，暖通空调的供暖可以直接通过热泵，将热量传输到建筑物中，从而降低了能源的消耗。

结束语：

总而言之，随着全球环境保护意识的不断加强，各行业的节能环保发展观念已经逐渐的成为主要的行业发展动向。当前的建筑暖通空调设计作为建筑规划中不可或缺的一部分，在改善人民生活条件的同时，也应该重点对其设计过程中的节能进行考虑。这就要求设计人员要不断的提升设计理念和技术，并加强暖通空调节能效果的探究和实际工作的落实，在保障人民正常生活品质的同时实现空调暖通设计的环保节能目的。

[1]孟伟茂.某大型商业建筑暖通空调节能优化设计[J].建筑热能通风空调,2015,(6):98-100

[2]李石磊,王天利.暖通空调系统节能与优化控制策略[J].资源节约与环保,2015,(3):114

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