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【摘 要】 随着国内建筑的高速发展，节能的重点已从工业逐渐转向建筑方面发展。暖通空调系统的节能占建筑节能的主要部分。在建筑能耗中，用于暖通的能耗约占30-50%。因此，我们必须要充分的重视暖通空调系统的节能问题。暖通空调的节能首先要关注暖通空调系统节能设计;其次要探索暖通空调节能方法;最后要不断的采用暖通空调节能新技术。
【关键词】 暖通空调;节能技术;新型能源
一、构成暖通空调能耗的主要因素
1.1通常情况下，任何一款产品的总能耗都应当是该产品自材料采购、生产加工、产品成型、售出使用直至解体的这个生命周期内消耗的总体能耗。根据这一观点，建筑暖通空调系统的总能耗也应当是从系统建设直至使用过程中消耗的总能耗，除此之外，还应当包括暖通空调系统解体时浪费的那部分能耗。由此可见，对暖通空调的节能问题不能单纯地看作是运行期的节能，而是应当将之看作是整个生命周期的节能。为此，想要最大程度地降低暖通空调能耗，就必须在设计时采用最小的符合在运行时最大效率的低能耗能源，只有这样才可能是暖通空调的总能耗将之最低。由于暖通空调本身的负荷与所处运行环境中很多因素有关，这些因素的存在都有可能引起暖通空调能耗增大，为了在暖通空调投入运行的过程中使能源消耗情况降至最低，就必须充分考虑这些可能引起暖通空调能耗过高的因素。其中较为重要的一点是应当选择能够满足暖通空调运行所需动力的设备功率值符合要求，这样可以显著提高能源的整体利用效率。
1.2设计施工方面的问题。暖通空调系统的设计质量优劣直接关系到节能性能的高低，这是一个无可争议的事实。但是有些设计人员却在实际设计中对此重视程度明显不足，这就导致了建筑暖通空调系统不但前期投资较大，而且运行过程中的能耗也非常之高，严重超出了国家规定的建筑能耗标准。此外，由于暖通空调的设计单位和施工单位是分开的，这就导致了施工单位和设计单位不能很好地协调，从而使得在实际施工中经常与设计要求不符的情况，这也在一定程度上增大了暖通空调的能耗。
二、合理选择设计方案
2.1空调系统新风量的大小不仅与能耗、初投资和运行费用密切相关，而且关系到人体的健康，设计人员进行工程设计时，不应随意增加或减少。另外，在人员密度相对较大且变化较大的房间，宜采用新風需求控制，即根据室内CO2浓度检测值增加或减少新风量，使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的限值内;风机盘管机组加新风空调系统的新风口应单独设置，或布置在风机盘管机组出风口的旁边，不应将新风接至风机盘管机组的回风吸入口处，以免减少新风量或削弱风机盘管处理室内回风的能力。房间面积或空间较大、人员较多或有必要集中进行温、湿度控制管理。全空气空调系统具有易于改变新、回风比例，必要时可实现全新风运行，从而获得较大的节能效益和环境效益，且易于集中处理噪声、过滤净化和控制空调区的温、湿度，设备集中，方便维修和管理等优点;建筑空间高度大于或等于10m且体积大10000m3时，宜采用分层空调系统。与全室性空调方式相比，分层空调系统夏季可节省冷量30%左右，因此，能减少运行能耗和初投资。对于民用建筑中的中庭等高大空间，通常来说，人员在底层活动，因此舒适性范围大约为地面以上2m-3m。采用分层空调，其目的是将这部分范围的空气参数控制在使用要求之内，3m以上的空间则处于“不保证”的范畴。
2.2.水力平衡装置的设置。在供暖与空调水系统中合理地设置水力平衡装置，是系统水力失调、降低系统能耗、创造舒适人工环境的全新解决方案和有效的技术措施，其设置原则如下：对于定流量系统，设计人员应首先通过管路和系统设计来实现各环路的水力平衡，即“设计平衡”;当由于管径、流速等原因的确无法做到“设计平衡”时，应考虑采用静态水力平衡阀通过初调试来实现水力平衡的方式;当设计认为系统可能出现由于运行管理原因导致水量波动较大时，宜采用阀权度要求较高、阻力较大的动态流量平衡阀;对于变流量系统来说，除了某些需要特定定流量的场所或特殊要求外，不应在系统中设置动态流量平衡阀，而应设置动态压差控制阀;除规模较小的供热系统经过计算可以满足水力平衡外，一般供热系统室外供热管线较长，计算不易达到水力平衡。为了避免设计不当造成水力不平衡，一般供热系统均应在建筑物的热力入口处设置静态水力平衡阀，并应根据水力计算和建筑物内供暖系统所采用的调节方式，决定是否还要设置动态流量平衡阀或动态压差控制阀，否则，出现不平衡问题时将无法调节。经过水力计算需要设置时，对于室内垂直单管跨越式供暖系统，其热力入口处应设置动态流量平衡阀;对于室内双管供暖系统，其热力入口应设置动态压差控制阀;在组合式空调器、新风机组的供回水管路上宜设置动态平衡电动调节阀，该阀比采用普通的电动调节阀具有更好的调节特性。
2.3空调系统变频控制：大部分建筑物一年几十天的时间处理空调最大负荷，空调冷负荷始终处于动态变化中，时间的早晚，气候情况，人员流量，活动的劳动强弱等各种因素的变化，实时地影响空调冷负荷，常在5%～60%范围内波动，这可从我们平时的负荷设计计算书曲线中可以看出，并且实际运行中，大多数建筑每年大约70%是处于这种情况，因系统设计多数以实时最大冷负荷为依据，选取最大功率驱动，这样实际需要冷负荷与最大功率输出之间的矛盾，造成能源的大量浪费。采用变频控制的方式可解决这个矛盾。另外，我们空调系统的风机水泵的耗功率N与转速n<或流速v>的立方成正比，转数降低，所耗功率就随转速的三次方降低，可见节能效果十分明显。以风机为例，如所需风量为额定风量的70%，则转速也下降为额定转速的70%，而轴功率降为0.7的三次方即34.3%，当所需风量为额定风量的40%，则轴功率降为6.4%，这种节能效果非常可观。实际工程运行的经验数据表明：风机水泵类变频控制平均节能40%-50%。
三、暖通空调系统的节能途径
3.1改善建筑保温性能。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，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数，尽可能降低空调系统能耗。
3.2引进新型节能技术。影响人体热舒适性的环境参数众多，不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果，改变传统的空调方式，增加辐射热，此时所需要的空气温度显著下降，一般可达到12℃-14℃，而传统方式一般在18℃-20℃，显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。
3.3强化系统的运行水平。对暖通空调专业的操作人员进行培训，提高管理人员的专业水平和业务技能，使其具备必须的暖通空调基本理论常识，实行空调操作人员操作证制度，对没有达到考核要求的，应重新培训，考核合格后才能上岗。同时提高管理人员的素质，增强其责任心，这样管理人员才有能力根据室外参数的变化进行相应的调节，达到设计要求的节能效果。
四、结语
暖通空调系统节能的指导思想是在减少能源浪费的同时，有效合理地利用能源，提高能源的利用率，并尽可能的开发和利用可再生能源及新能源。目前人们已另辟蹊径开发出了一些合理有效的可再生能源以缓解目前不可再生能源的紧张局面。地热能和太阳能及空气能等可再生资源应用于空调制冷，具有一定的优势。而且清洁无污染。地源热泵是利用大地储存的能量，作为中央空凋系统的冷热源。空气源热泵地板采暖利用空气中储存的能量，作为采暖系统的热源。设计人员在设计时要因地制宜。引导业主尽量采用可再生能源来实现节能。因此，有必要对暖通空调系统在节能方面存在的问题给予重视，使暖通空调系统具有并发挥经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用，使其对国民经济的发展和人民生活的提高带来正面效应。
【关键词】 暖通空调;节能技术;新型能源
一、构成暖通空调能耗的主要因素
1.1通常情况下，任何一款产品的总能耗都应当是该产品自材料采购、生产加工、产品成型、售出使用直至解体的这个生命周期内消耗的总体能耗。根据这一观点，建筑暖通空调系统的总能耗也应当是从系统建设直至使用过程中消耗的总能耗，除此之外，还应当包括暖通空调系统解体时浪费的那部分能耗。由此可见，对暖通空调的节能问题不能单纯地看作是运行期的节能，而是应当将之看作是整个生命周期的节能。为此，想要最大程度地降低暖通空调能耗，就必须在设计时采用最小的符合在运行时最大效率的低能耗能源，只有这样才可能是暖通空调的总能耗将之最低。由于暖通空调本身的负荷与所处运行环境中很多因素有关，这些因素的存在都有可能引起暖通空调能耗增大，为了在暖通空调投入运行的过程中使能源消耗情况降至最低，就必须充分考虑这些可能引起暖通空调能耗过高的因素。其中较为重要的一点是应当选择能够满足暖通空调运行所需动力的设备功率值符合要求，这样可以显著提高能源的整体利用效率。
1.2设计施工方面的问题。暖通空调系统的设计质量优劣直接关系到节能性能的高低，这是一个无可争议的事实。但是有些设计人员却在实际设计中对此重视程度明显不足，这就导致了建筑暖通空调系统不但前期投资较大，而且运行过程中的能耗也非常之高，严重超出了国家规定的建筑能耗标准。此外，由于暖通空调的设计单位和施工单位是分开的，这就导致了施工单位和设计单位不能很好地协调，从而使得在实际施工中经常与设计要求不符的情况，这也在一定程度上增大了暖通空调的能耗。
二、合理选择设计方案
2.1空调系统新风量的大小不仅与能耗、初投资和运行费用密切相关，而且关系到人体的健康，设计人员进行工程设计时，不应随意增加或减少。另外，在人员密度相对较大且变化较大的房间，宜采用新風需求控制，即根据室内CO2浓度检测值增加或减少新风量，使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的限值内;风机盘管机组加新风空调系统的新风口应单独设置，或布置在风机盘管机组出风口的旁边，不应将新风接至风机盘管机组的回风吸入口处，以免减少新风量或削弱风机盘管处理室内回风的能力。房间面积或空间较大、人员较多或有必要集中进行温、湿度控制管理。全空气空调系统具有易于改变新、回风比例，必要时可实现全新风运行，从而获得较大的节能效益和环境效益，且易于集中处理噪声、过滤净化和控制空调区的温、湿度，设备集中，方便维修和管理等优点;建筑空间高度大于或等于10m且体积大10000m3时，宜采用分层空调系统。与全室性空调方式相比，分层空调系统夏季可节省冷量30%左右，因此，能减少运行能耗和初投资。对于民用建筑中的中庭等高大空间，通常来说，人员在底层活动，因此舒适性范围大约为地面以上2m-3m。采用分层空调，其目的是将这部分范围的空气参数控制在使用要求之内，3m以上的空间则处于“不保证”的范畴。
2.2.水力平衡装置的设置。在供暖与空调水系统中合理地设置水力平衡装置，是系统水力失调、降低系统能耗、创造舒适人工环境的全新解决方案和有效的技术措施，其设置原则如下：对于定流量系统，设计人员应首先通过管路和系统设计来实现各环路的水力平衡，即“设计平衡”;当由于管径、流速等原因的确无法做到“设计平衡”时，应考虑采用静态水力平衡阀通过初调试来实现水力平衡的方式;当设计认为系统可能出现由于运行管理原因导致水量波动较大时，宜采用阀权度要求较高、阻力较大的动态流量平衡阀;对于变流量系统来说，除了某些需要特定定流量的场所或特殊要求外，不应在系统中设置动态流量平衡阀，而应设置动态压差控制阀;除规模较小的供热系统经过计算可以满足水力平衡外，一般供热系统室外供热管线较长，计算不易达到水力平衡。为了避免设计不当造成水力不平衡，一般供热系统均应在建筑物的热力入口处设置静态水力平衡阀，并应根据水力计算和建筑物内供暖系统所采用的调节方式，决定是否还要设置动态流量平衡阀或动态压差控制阀，否则，出现不平衡问题时将无法调节。经过水力计算需要设置时，对于室内垂直单管跨越式供暖系统，其热力入口处应设置动态流量平衡阀;对于室内双管供暖系统，其热力入口应设置动态压差控制阀;在组合式空调器、新风机组的供回水管路上宜设置动态平衡电动调节阀，该阀比采用普通的电动调节阀具有更好的调节特性。
2.3空调系统变频控制：大部分建筑物一年几十天的时间处理空调最大负荷，空调冷负荷始终处于动态变化中，时间的早晚，气候情况，人员流量，活动的劳动强弱等各种因素的变化，实时地影响空调冷负荷，常在5%～60%范围内波动，这可从我们平时的负荷设计计算书曲线中可以看出，并且实际运行中，大多数建筑每年大约70%是处于这种情况，因系统设计多数以实时最大冷负荷为依据，选取最大功率驱动，这样实际需要冷负荷与最大功率输出之间的矛盾，造成能源的大量浪费。采用变频控制的方式可解决这个矛盾。另外，我们空调系统的风机水泵的耗功率N与转速n<或流速v>的立方成正比，转数降低，所耗功率就随转速的三次方降低，可见节能效果十分明显。以风机为例，如所需风量为额定风量的70%，则转速也下降为额定转速的70%，而轴功率降为0.7的三次方即34.3%，当所需风量为额定风量的40%，则轴功率降为6.4%，这种节能效果非常可观。实际工程运行的经验数据表明：风机水泵类变频控制平均节能40%-50%。
三、暖通空调系统的节能途径
3.1改善建筑保温性能。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，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数，尽可能降低空调系统能耗。
3.2引进新型节能技术。影响人体热舒适性的环境参数众多，不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果，改变传统的空调方式，增加辐射热，此时所需要的空气温度显著下降，一般可达到12℃-14℃，而传统方式一般在18℃-20℃，显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。
3.3强化系统的运行水平。对暖通空调专业的操作人员进行培训，提高管理人员的专业水平和业务技能，使其具备必须的暖通空调基本理论常识，实行空调操作人员操作证制度，对没有达到考核要求的，应重新培训，考核合格后才能上岗。同时提高管理人员的素质，增强其责任心，这样管理人员才有能力根据室外参数的变化进行相应的调节，达到设计要求的节能效果。
四、结语
暖通空调系统节能的指导思想是在减少能源浪费的同时，有效合理地利用能源，提高能源的利用率，并尽可能的开发和利用可再生能源及新能源。目前人们已另辟蹊径开发出了一些合理有效的可再生能源以缓解目前不可再生能源的紧张局面。地热能和太阳能及空气能等可再生资源应用于空调制冷，具有一定的优势。而且清洁无污染。地源热泵是利用大地储存的能量，作为中央空凋系统的冷热源。空气源热泵地板采暖利用空气中储存的能量，作为采暖系统的热源。设计人员在设计时要因地制宜。引导业主尽量采用可再生能源来实现节能。因此，有必要对暖通空调系统在节能方面存在的问题给予重视，使暖通空调系统具有并发挥经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用，使其对国民经济的发展和人民生活的提高带来正面效应。