浅析空调系统节能技术应用

浅析空调系统节能技术应用

贺涛

洲宇设计集团股份有限公司西安分公司  陕西西安  710000

摘要：节能已成为空调设计人员工作中的一种自觉行为和理念，国家也发布了各项节能技术标准，以节能技术标准限制和降低建筑能耗和环境负担。建筑行业资源消耗大，碳排放量大，其中空调是建筑能耗的主要构成部分。因此，研究和应用新的更加节能、低碳的空调节能技术，对于降低建筑能耗，践行可持续发展理念非常有必要。文章从空调系统节能设计现状分析入手,对空调节能设计原则和常用节能技术进行集中阐释,旨在为相关设计师提供有价值的技术建议,以供参考。

关键词：节能技术；蒸发冷却；排风热回收；冰蓄冷；变频节能；

引言

空调是现代生活中不可或缺的设备，应用场景和范围广，空调系统集成复杂，不同的场所或建筑功能需要不同的空调设备。不同的空调设备有着不同技术理论和原理，采用的节能技术也不尽相同。作为一个空调设计人员，掌握和应用每一项节能技术是工作必备，也是行业发展的要求。做好节能设计，是暖通空调设计中的核心和关键。

1空调系统节能设计的现状

1.1设计理念保守，新技术应用不到位

作为一个长期参与一线设计的暖通人，在空调设计过程中发现，设计师设计理念偏保守，总是将舒适性放在首位，节能设计理念多数仅限于在传统技术，没有过多的去关注和实践新的节能技术。大多数设计都是传统设计，一成不变的坚持传统设计理念，只会浪费不必要的能源，增加建设成本，同时对环境也产生了影响。

1.2 不重视被动节能技术的应用

建筑节能技术不仅要“主动优化”更需要“被动优化”，这些都是节能设计的基本原则。因此，被动节能技术应得到足够的重视。当前空调设计过程中，暖通设计师和建筑师在建筑热工性能和围护结构节能设计中，配合不够密切，仅仅浮于各项节能系数的控制，而对于夏季遮阳，太阳能利用，自然通风等方面没有很好地落地和实践，部分设计师经验欠缺，过程中往往借鉴前辈的做法，并不一定是当前建筑节能的最合理解决方案。为了实现“双碳”目标，设计人员除了遵守相关规范和标准外，还应更主动地采取一些被动节能技术，来实现建筑能效的最优化。

1.3 设计水平低，设计计算精细度不够

近年来，建筑行业“高周转”下的繁荣，吸引了一大批暖通从业者，也导致从业门槛降低，从业者设计水平低，基础知识薄弱，尤其在设计计算中精细度不够，导致设备安装容量有过大的偏差或富裕。暖通设计普遍是基于典型设计工况下进行的，按照设计状态下的参数条件，得到所有与能源相关的参数，这些参数对于城市供电负荷产生了较大的影响。设计计算的粗与细，会直接反映到设备安装容量上，多数情况下都是偏大偏保守，这个现象需要广大初级设计师重视和规避。

2 空调系统中的节能设计原则

2.1 必须遵守现行规范、标准的强制性规定

2.2 设计、计算的合理性是节能设计的基础。对于舒适性空调，由于人体的舒适性本身处于一个比较大的范围，且人的生理也有差别，PMV和PPD指数及热舒适条件也处在一个区间内。设计参数应根据实际使用的需要，合理选择室内设计参数，不随意提高标准。了解清楚建筑功能或生产工艺对空气环境的要求，及其本身对环境的影响，对于特定区域，其设计参数与整个建筑的主要功能房间的参数要求并不一定要完全相同，适当降低标准是可能的，也是合理的。

精心设计计算，重视空调负荷计算和系统水力计算。尤其是夏季空调冷负荷计算应逐时、逐项进行详细计算。负荷计算的误差直接会导致后续选型设计偏离或错误，应反复校审。系统水力计算主要用于选型风机和水泵，并最终确定设备输送能耗，也不能有半点马虎。

2.3 设备配置合理选型是运行节能的关键

设备参数的确定，应符合系统设计的要求，不得无原则的增加安全系数或者富裕度。其次是在总容量确定合理的前提下，合理选择冷热源设备容量和台数的搭配，不同的搭配方式对实际运行的能耗效果影响大。多台冷水机组、冷却水泵、冷却塔组成的冷水系统，应将实际参与运行的所有设备的名义制冷量和耗电功率综合统计计算，选择SCOP值最高的搭配组合。实践中发现，当建筑可能需要的最小冷量比例较低时，采用大、小机组搭配的方式，会收到很好的节能效果。

2.4重视实时控制和全年运行节能

通过设置有效的控制设备和控制手段，借助计算机智能监测和控制，对空调系统的主要环节采取合理、可行的质调节和量调节措施，实时监控，实时调节。空调设计不仅要关注典型设计日的负荷，还要关注全年能耗量的情况。在设计中，把实现全年运行更加经济和节能作为总目标，这其中要考虑和应对的有两个变化：一个是建筑使用情况的不断变化，另一个是气候变化在全年呈周期性的变化。这些变化有些有规律，有些缺乏规律，但都需要对这些变化采取针对性的节能调控措施。

3 空调系统中常用的节能技术和措施

3.1控制新风比和排风热回收

新风是对室内卫生条件影响最大，新风机运行的过程中，能源消耗量可以达到空调系统整体消耗量的20%~40%，如果新风系统的出风量比较高，那么暖通空调系统的能源消耗量也会随之增加。因此，要想有效降通空调系统的能源消耗，就应当在满足建筑物舒适性使用要求的基础之上，尽量减少暖通空调系统的新风供给量，并应充分利用排风热回收技术，以此来减少能源消耗量，降低建筑的整体能耗。排风热回收是利用建筑物或其他系统的排风与新风进行热交换，在夏季回收空调冷量，冬季回收空调热力，可有效降低新风能耗，降低空调设备安装容量，实现设备节能。

3.2 蒸发冷却技术

我们熟知的蒸发冷却应用是冷却塔的冷却水，水依靠自身一小部分在空气中蒸发而被冷却，在纺织厂的空调系统中应用较多。随着研究的深入，蒸发冷却技术已不仅仅用于纺织厂等要求空气湿度大的场所，该技术还将应用于新能源输配电、抽水蓄能、城市配网等。用于冷却空气的蒸发冷却有两种基本形式，包括直接蒸发冷却和间接蒸发冷却。直接蒸发冷却设备有喷水室和喷水填料层，是一种空气和水直接接触，等含冷却的过程。间接蒸发冷却是水蒸发的冷量通过传热壁面传给被冷却的空气，间接蒸发冷却器有板式和管式两种。直接/间接蒸发冷却是否适宜应用，主要决定与当地室外含湿量d0。蒸发冷却技术，在我国新疆、甘肃、西藏、内蒙古地区有较多的应用，其节能效果明显。

3.3冰蓄冷空调技术

在暖通空调系统中应用冰蓄冷空调节能技术，可以从整体上缓解“城市电力紧张”的问题，同时还有利于资源的优化配置。具体来说，在夜间电力低谷的时间进行制冷，之后利用冷量以冰或者水的方式，将其储存在水槽或蓄冰池中，在电力高峰的时候，可以将这些储存的冷量进行释放，从而达到节约电能消耗目的。从多个冰蓄冷系统的设计经验看，其削峰填谷，降低运行费用的效果明显，但缺点是初投资较高。

3.4变频节能技术

在暖通空调节能技术研究过程中，变频节能技术是最常见的技术之一，通过对内部频率进行相应定额调整，避免能源的过度消耗。传统空调通常在“大马拉小车”的状态下运行，易导致整体资源浪费。而在空调设备中应用变频节能技术，可以补足传统空调工艺的不足。具体应当加强对内部功率变化及负荷状态进行只能监测并相应调整，实现对空调负荷的智能化控制，有效地避免资源的过度浪费，达到节能的最终目的。

结语

伴随着社会的进步和经济的发展,空调系统节能技术取得了很大的进步和突破，应用价值在逐步提高，空调运行个管理要求也越来越精细化。充分挖掘和利用空调节能技术，是暖通设计师的时代使命和责任，必须刻不容缓地践行节能设计标准，降低空调设备能耗，减少建筑碳排放量。只有结合实际要求，进行技术研发创新，才能进一步优化其实际应用效果，充分发挥其价值和节能优势，为实践行新时代绿色、节能现代化发展理念贡献力量。

参考文献

[1]井磊.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的运用［J］.地产，2022（4）：3.

[2]于海.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的运用［J］.科技资讯，2021，19（12）：3.

[3]叶帅,杨真,李在鹏,周玲玲.浅析暖通空调制冷系统中的环保节能技术[J].资源节约与环保,2021(05):1-2.

[4]刘云.暖通空调制冷系统中的环保节能技术[J].设备管理与维修,2021(24):161-162.

[5]曹珏末.暖通空调制冷系统的优化与控制技术分析[J].工程建设与设计,2019(02):63-64.