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【摘要】暖通空调系统在建筑的能耗中占着很高的比重，为了降低建筑能耗，向节能建筑的方向发展，必须对暖通空调系统进行优化设计。本文就此做了简要的探析。
【关键词】暖通空调节能设计
中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：
随着科技的不断发展和人们生活水平的不断提高，暖通空调也已普及，而暖通空调的耗能非常大，人们在注重空调外观的同时，对空调提出了更高的要求就是节能，目前如何使得暖通空调能在节能的基础上而高效运行时行业关注的焦点问题，暖通空调的节能切实关系到人们的切身利益，同时还关系着能源的消耗，和我国的可持续发展战略目标有着直接的关系，所以暖通空调系统的节能设计是非常重要的。
一、暖通空调系统节能设计原则
1、以节能为原则，以热舒适指标指导工程中的节能设计的实际应用
影响热舒适指标的主要因素是：温度，湿度，平均辐射温度，风速，劳动强度。通过寻找这六者之间的合适比例，巧妙组合，达到舒适和节能的协调。同时恰当地利用房屋围护结构的热导性，抵抗室外气候的变化，使得房间内产生舒适的微气候。管路系统设计要简单，这样管材消耗量少，而且便于施工，可以达到节省初投资的目的。
2、处理好整体和局部的关系，个人与全体兼顾
在一定的条件下，实行集体供暖，无疑会很大的降低能耗，但是也需要注意满足个人需求，不强求全面统一，这样对节能和控制的灵活性均有利。一方面暖通空调系统应保证各个房间的室内温度能独立调控；二是便于实现分户或分室热量分摊的功能。
3、满足生活环境中的声、光、色的要求
尽管影响人体舒适的主要因素为舒适环境，但是这三者同样是不可忽视的因素。比如人们居住的室内环境以暖色调为主，可以让人们心理上感觉到温暖，从而不必要需要较高的室内温度，自然也就避免了能源的消耗。
4、利用室内的通风量，控制室内空气品质
节能设计中总的发展趋势是通风量应增大，在这个过程中必然要解决的就是空气的质量问题，消除空气中的细菌、浮游尘埃，臭味等有害人体的物质，通过室内进排风合理的气流组织，从而达到改善空气的品质，改善居住环境，节约能源的目的。
根据以上的原则本文对热泵技术在暖空空调系统节能设计中的实际应用做了探究。
二、工程概况
某办公楼总建筑面积65038平方米，地上八层，地下两层。为一类高层公共建筑。地下一层为餐饮娱乐（包含游泳池），地下二层为汽车库。首层及二层为餐厅及会议室，其余各层均为办公。办公楼耗能一般较大，节能减排，建设低碳建筑是本次设计的重点及任务。
三、工程节能系统设计
1、地源热泵系统
办公楼的空调负荷由地源热泵设备负担，同时利用办公内区供冷的热量，采用热泵系统，作为太阳能热水系统的一个备用热源。地源热泵系统提供办公区域除新风负荷和湿负荷之外的显热负荷和餐厅会议等的空调负荷，办公区域的新风负荷和湿負荷（潜热负荷）由末端的溶液调湿新风机组承担。空调冷、热源原理见图1。
图1 空气冷、热原理图
办公部分采用顶棚辐射系统供冷和供热，配置两台热泵机组L-1、L-2；餐厅和会议室部分采用全空气空调系统，配置两台热泵机组L-3、L-4。在夏季夜间，开启设备L-2向办公辐射外区供冷；夏季日间，办公区域内外分区均需要供冷，内外区供回水系统同时供应。开启设备L-1、L-2向办公区供冷，开启设备L-3、L-4向餐厅、会议室全空气系统供冷；在冬季夜间，开启设备L-2向办公辐射外区供热，由于办公外区需热量小，设备L-2可以分出一部分热量制备卫生热水；冬季日间，由于办公区域内区需要供冷，外区需要供热，内外区供回水系统分别供应。开启设备L-1向办公部分供热，开启设备L-2向内区供冷，开启设备L-3、L-4向餐厅、会议室全空气系统供热。设备L-2可以回收冷凝热制备卫生热水，也可以回收冷凝热向办公外区供热。
2、空调系统
办公区域的空调房间采用温、湿度独立控制空调系统，采用辐射供冷暖加独立新风空气调节的系统形式。温、湿度分开处理，房间内潜热负荷由独立新风处理机组（热泵式溶液调湿新风机组）负担，通过溶液除湿后的新风可带走室内的湿负荷，房间内显热负荷由楼板辐射供冷暖系统负责处理，不足处由新风处理机组承担。
辐射供冷暖系统的盘管设置在楼板内或者建筑垫层内。供回水温度夏季采用18～21℃高温冷媒水，冬季采用30～33℃低温热媒水。新风处理机组冬季送风温度15℃，夏季送风温度20℃。送风口和排风口均设置在房间的顶部。送风口沿内、外区墙体或结构柱体均匀设置，排风口集中设置。送风机和排风机单独设置，均为变频风机。在初夏和过渡节可以实现内区直流空调系统运行，加强内区自然通风。
3、通风系统
过渡季使用可控的智能开窗系统，结合中厅的热压、烟囱效应，配合以少量机械排风，可以在室内形成良好的温度环境，充分利用自然能源，节能环保。辐射供冷暖系统可以加强自然通风的时间，在过渡季末期，由于直接采取自然通风可能会导致室内温度稍低或稍高，这时可以使用辐射供冷暖系统弥补这部分热量，达到加强自然通风的目的，节省能源。根据北京地区的气候特点，在夏季凉爽的凌晨，当室外温度湿度条件适合的情况下，空调自控系统、智能开窗系统自动开启，加大自然通风能力，排出室内闷热潮湿的空气，取而代之是清凉、干爽清洁的新鲜空气，为即将开启的空调系统减少室内热负荷。
四、系统节能工程的经济分析
地源热泵空调系统可实现对建筑物的供热和制冷，在热泵制冷运行时，可回收冷凝热制备生活热水（50℃），一机多用。与常规制冷系统比，冷却水温低，制冷效率高，使得地源热泵系统比常规制冷系统节能。地源热泵与使用高温冷源的空调末端相结合，综合运行节能可达30～40％。地源热泵空调系统运行中无燃烧，无排烟，无废弃物，不需要堆放燃料和废物的场地，因而环境效益显著。地源热泵的污染物排放与空气源热泵相比减少40%以上，与电供暖相比减少70%以上。因地源热泵空调系统运行费用低，初次投资增加费用可在6至7年内回收，且循环系统寿命可达50年以上，在整个服务周期内的平均费用低于传统的空调系统。
温湿度独立控制空调系统中，由于温度与湿度为两套独立的空调控制系统，分别控制、调节室内的温度与湿度，从而避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失。可以满足不同房间热湿比不断变化的要求，克服了常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数的要求，避免了室内湿度过高（或过低）的现象。对办公楼类建筑，系统可节能30%～50%。5万平方米以下系统初投资增加5%～10%（2年内回收），10万平方米以上系统初投资几乎不增加。
在提倡创建节约型社会的今天，建筑节能问题不可忽视，尤其是对于占建筑能耗50%～70%的空调系统能耗。工程投入使用后，空调系统在各季节使用效果良好，基本实现了之前设定的设计理念。各种节能技术、节能设备有机的结合和应用使本建筑成为舒适度高、能耗低的新型建筑。
结束语
加强暖通空调节能技术的途径很多，首先应优化设计方案，提高节能设计质量，加大对新的绿色的节能技术的推广应用，加大对新的节能产品和设备的采用，进一步淘汰老旧的高能耗的暖通空调设备，做好暖通空调系统的运营管理，在满足使用舒适性的基础上，最大限度的降低空调系统能耗。
参考文献
[1] 陈昀，米泉龄，杜志宏. 暖通空调节能设计研究[J]. 建筑设计管理. 2010(07)
[2] 霍俞霏. 暖通空调系统节能设计问题探析[J]. 中国新技术新产品. 2011(03)
[3] 骆东彬. 暖通空调系统节能设计措施探讨[J]. 建筑. 2009(19)
【关键词】暖通空调节能设计
中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：
随着科技的不断发展和人们生活水平的不断提高，暖通空调也已普及，而暖通空调的耗能非常大，人们在注重空调外观的同时，对空调提出了更高的要求就是节能，目前如何使得暖通空调能在节能的基础上而高效运行时行业关注的焦点问题，暖通空调的节能切实关系到人们的切身利益，同时还关系着能源的消耗，和我国的可持续发展战略目标有着直接的关系，所以暖通空调系统的节能设计是非常重要的。
一、暖通空调系统节能设计原则
1、以节能为原则，以热舒适指标指导工程中的节能设计的实际应用
影响热舒适指标的主要因素是：温度，湿度，平均辐射温度，风速，劳动强度。通过寻找这六者之间的合适比例，巧妙组合，达到舒适和节能的协调。同时恰当地利用房屋围护结构的热导性，抵抗室外气候的变化，使得房间内产生舒适的微气候。管路系统设计要简单，这样管材消耗量少，而且便于施工，可以达到节省初投资的目的。
2、处理好整体和局部的关系，个人与全体兼顾
在一定的条件下，实行集体供暖，无疑会很大的降低能耗，但是也需要注意满足个人需求，不强求全面统一，这样对节能和控制的灵活性均有利。一方面暖通空调系统应保证各个房间的室内温度能独立调控；二是便于实现分户或分室热量分摊的功能。
3、满足生活环境中的声、光、色的要求
尽管影响人体舒适的主要因素为舒适环境，但是这三者同样是不可忽视的因素。比如人们居住的室内环境以暖色调为主，可以让人们心理上感觉到温暖，从而不必要需要较高的室内温度，自然也就避免了能源的消耗。
4、利用室内的通风量，控制室内空气品质
节能设计中总的发展趋势是通风量应增大，在这个过程中必然要解决的就是空气的质量问题，消除空气中的细菌、浮游尘埃，臭味等有害人体的物质，通过室内进排风合理的气流组织，从而达到改善空气的品质，改善居住环境，节约能源的目的。
根据以上的原则本文对热泵技术在暖空空调系统节能设计中的实际应用做了探究。
二、工程概况
某办公楼总建筑面积65038平方米，地上八层，地下两层。为一类高层公共建筑。地下一层为餐饮娱乐（包含游泳池），地下二层为汽车库。首层及二层为餐厅及会议室，其余各层均为办公。办公楼耗能一般较大，节能减排，建设低碳建筑是本次设计的重点及任务。
三、工程节能系统设计
1、地源热泵系统
办公楼的空调负荷由地源热泵设备负担，同时利用办公内区供冷的热量，采用热泵系统，作为太阳能热水系统的一个备用热源。地源热泵系统提供办公区域除新风负荷和湿负荷之外的显热负荷和餐厅会议等的空调负荷，办公区域的新风负荷和湿負荷（潜热负荷）由末端的溶液调湿新风机组承担。空调冷、热源原理见图1。
图1 空气冷、热原理图
办公部分采用顶棚辐射系统供冷和供热，配置两台热泵机组L-1、L-2；餐厅和会议室部分采用全空气空调系统，配置两台热泵机组L-3、L-4。在夏季夜间，开启设备L-2向办公辐射外区供冷；夏季日间，办公区域内外分区均需要供冷，内外区供回水系统同时供应。开启设备L-1、L-2向办公区供冷，开启设备L-3、L-4向餐厅、会议室全空气系统供冷；在冬季夜间，开启设备L-2向办公辐射外区供热，由于办公外区需热量小，设备L-2可以分出一部分热量制备卫生热水；冬季日间，由于办公区域内区需要供冷，外区需要供热，内外区供回水系统分别供应。开启设备L-1向办公部分供热，开启设备L-2向内区供冷，开启设备L-3、L-4向餐厅、会议室全空气系统供热。设备L-2可以回收冷凝热制备卫生热水，也可以回收冷凝热向办公外区供热。
2、空调系统
办公区域的空调房间采用温、湿度独立控制空调系统，采用辐射供冷暖加独立新风空气调节的系统形式。温、湿度分开处理，房间内潜热负荷由独立新风处理机组（热泵式溶液调湿新风机组）负担，通过溶液除湿后的新风可带走室内的湿负荷，房间内显热负荷由楼板辐射供冷暖系统负责处理，不足处由新风处理机组承担。
辐射供冷暖系统的盘管设置在楼板内或者建筑垫层内。供回水温度夏季采用18～21℃高温冷媒水，冬季采用30～33℃低温热媒水。新风处理机组冬季送风温度15℃，夏季送风温度20℃。送风口和排风口均设置在房间的顶部。送风口沿内、外区墙体或结构柱体均匀设置，排风口集中设置。送风机和排风机单独设置，均为变频风机。在初夏和过渡节可以实现内区直流空调系统运行，加强内区自然通风。
3、通风系统
过渡季使用可控的智能开窗系统，结合中厅的热压、烟囱效应，配合以少量机械排风，可以在室内形成良好的温度环境，充分利用自然能源，节能环保。辐射供冷暖系统可以加强自然通风的时间，在过渡季末期，由于直接采取自然通风可能会导致室内温度稍低或稍高，这时可以使用辐射供冷暖系统弥补这部分热量，达到加强自然通风的目的，节省能源。根据北京地区的气候特点，在夏季凉爽的凌晨，当室外温度湿度条件适合的情况下，空调自控系统、智能开窗系统自动开启，加大自然通风能力，排出室内闷热潮湿的空气，取而代之是清凉、干爽清洁的新鲜空气，为即将开启的空调系统减少室内热负荷。
四、系统节能工程的经济分析
地源热泵空调系统可实现对建筑物的供热和制冷，在热泵制冷运行时，可回收冷凝热制备生活热水（50℃），一机多用。与常规制冷系统比，冷却水温低，制冷效率高，使得地源热泵系统比常规制冷系统节能。地源热泵与使用高温冷源的空调末端相结合，综合运行节能可达30～40％。地源热泵空调系统运行中无燃烧，无排烟，无废弃物，不需要堆放燃料和废物的场地，因而环境效益显著。地源热泵的污染物排放与空气源热泵相比减少40%以上，与电供暖相比减少70%以上。因地源热泵空调系统运行费用低，初次投资增加费用可在6至7年内回收，且循环系统寿命可达50年以上，在整个服务周期内的平均费用低于传统的空调系统。
温湿度独立控制空调系统中，由于温度与湿度为两套独立的空调控制系统，分别控制、调节室内的温度与湿度，从而避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失。可以满足不同房间热湿比不断变化的要求，克服了常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数的要求，避免了室内湿度过高（或过低）的现象。对办公楼类建筑，系统可节能30%～50%。5万平方米以下系统初投资增加5%～10%（2年内回收），10万平方米以上系统初投资几乎不增加。
在提倡创建节约型社会的今天，建筑节能问题不可忽视，尤其是对于占建筑能耗50%～70%的空调系统能耗。工程投入使用后，空调系统在各季节使用效果良好，基本实现了之前设定的设计理念。各种节能技术、节能设备有机的结合和应用使本建筑成为舒适度高、能耗低的新型建筑。
结束语
加强暖通空调节能技术的途径很多，首先应优化设计方案，提高节能设计质量，加大对新的绿色的节能技术的推广应用，加大对新的节能产品和设备的采用，进一步淘汰老旧的高能耗的暖通空调设备，做好暖通空调系统的运营管理，在满足使用舒适性的基础上，最大限度的降低空调系统能耗。
参考文献
[1] 陈昀，米泉龄，杜志宏. 暖通空调节能设计研究[J]. 建筑设计管理. 2010(07)
[2] 霍俞霏. 暖通空调系统节能设计问题探析[J]. 中国新技术新产品. 2011(03)
[3] 骆东彬. 暖通空调系统节能设计措施探讨[J]. 建筑. 2009(19)