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[摘 要]多年来的实践和探索，证明空调工程的设计和运行存在种种不足和缺陷。因为空调设计的不完善而引起的建筑能耗在不断增加，这是与全社会提倡建筑节能的大势是相冲突的。基于此，本文就如何提高公共建筑暖通空调的节能设计进行了分析。
[关键词]空调节能；设计；提高；公共建筑
中图分类号：R258 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0324-01
引言
暖通空调系统节能从能源的角度讲就是提高一次能源利用率，充分利用可再生能源，利用热泵技术将余热、废热和低位能加以再利用，利用蓄能技术实现能源结构的消峰填谷等。从暖通空调系统的角度讲就是提高设备和系统的效率。本文就如何提高公共建筑暖通空调的节能设计列举了以下措施。
1.选择高效节能设备，合理配置设备，实现节能
对于中央空调系统的设计来说，首先应选择高效节能的中央空调设备。中央空调设备一般包括：空调冷热源设备，空调机组、水泵、风机、风机盘管等末端设备。空调设备中冷热源设备能耗约占空调总能耗的一半，是中央空调节能的主要部分。选用冷水机组时要严格执行蒸汽压缩循环冷水机组（GB/T18430·1-2007）标准，中小型公共建筑可以选用空气源热泵機组作为冷热源，因为不需要设置室内机房，安装方便，管理维护简单。但对于大型公共建筑，由于空气源热泵机组的性能参数较水冷型机组低很多，单台机组的容量不大，台数过多难以布置在屋面上，因此应选用螺杆或离心式水冷冷水机组。中央空调末端设计中一定应选用盘管重量轻、单位风机功率供冷或者供热量大的机组。空调机组应该选用风机风量、风压匹配合理，漏风量少，空气输送系数大的机组。
2.利用能量回收系统实现节能
2.1 排风冷（热）量回收
在建筑物的空调负荷中，新风负荷所占比例比较大，一般占空调总负荷的20%～30%。空调运行时要排走室内部分空气，必然会带走部分能量，同时又要投入能量对新风进行处理，如果在系统中安装能量回收装置，利用全热交换器或显热交换器回收排风中的能量，用排风中的能量来处理新风，就可减少处理新风所需的能量，降低机组负荷，提高空调系统经济性。热回收系统是回收建筑物内、外的余热（冷）或废热（冷），并把回收的热（冷）量作为供热（冷）或其它加热设备的热源而加以利用的系统。热回收系统可以提高建筑能源的利用率，是建筑节能发展的一个方向。空调系统中可供回收的余热（冷）主要分布在排风和冷凝热中。排风冷、热的回收。空调房间一般设有新风系统，同时有许多房间设有排风系统，由于排风的空气参数接近空调房间的室内参数，排气的温度相对大气温度有一定的温差，直接排人大气就回造成能量损失。因此，在送入新风时，可以回收利用这部分排风中的能耗（包括冷量和热量），达到节能效果。冷水机组冷凝热的回收利用。水冷冷水机组的冷凝热通常通过冷却塔排入大气，造成环境的热污染。许多使用中央空调的建筑中要求供应热水，而一般热水要求温度在60℃左右，根据两种热量性质的不同，可以采用直接回收和间接回收，以节约能源。
2.2 冷凝器热量回收
空调冷凝热是空调系统制冷量与制冷机输入功率之和，冷凝热一般为制冷量的1·15～1·3倍左右（吸收式可达2·2倍），可见制冷机冷凝热是相当大的。通常情况下，空调冷凝热是通过冷却水系统排入大气，将如此大量的冷凝热直接排到室外的大气中，直接加剧了室外大气的热污染，加剧了城市的“热岛效应”。如果使用冷凝热回收技术，将这些热能回收，用于生活热水或作为辅助加热热源，既可大大降低整个暖通系统的运行费用，又可以减少向大气中排放的废热，减轻大气污染，改善生态环境。冷凝器的放热量与空调负荷的变化同步，而与热水用量可能不一致。机组的正常运行要求冷凝热、冷却水量、热水用量平衡，常与现实不一致，这在系统设计时应加以考虑，可采用蓄热装置来进行调配，如图1所示。根据热用户的要求，对来自蓄热水池的热水可再加热。该系统的工况转换控制主要根据蓄热水池的热水温度信号，当热水温度高于某设定值时冷却塔开始运行。
3.应用热泵技术实现节能
热泵是一种高效节能、环保无污染、性能可靠的绿色环保冷暖空调。可以冬季制热、夏季制冷以及供生活热水，热泵系统设计简单，运行可靠，自控精度高，节能效果显著。热泵的种类很多，包括空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵、水环热泵、燃气热泵、蓄热式热泵和高温相变式热泵等[2]。热泵技术发展很快，在国外广泛应用，在我国也有许多设计和运行良好的实例。有研究对北京、宁波及广州的三座地源热泵示范工程情况进行了各个方面的论述，并指出：热泵技术的投资费用比传统的中央空调的投资费用略低，但是运行费用远低于传统的中央空调。建设热泵技术工程需要在经济技术分析的层面上，就初投资、采暖制冷效果、技术稳定性、运行费用、节能效果以及环保等方面进行详细的、科学的论证，进而提出合理的方案进行建设。
4.合理降低室内温度标准实现节能
从节能角度出发来确定室内温、湿度标准是节能的重要因素。空调系统耗能大小除与室外气象参数、建筑物的外围护结构及室内发热散湿量有直接关系外，室内设计温、湿度标准也是直接影响冷负荷大小的重要因素。从外围护结构的传热计算公式可看出：在原室内设计温度时外围护结构的传热量为Q1=FKΔt1，若改变室内设计温度后，外围结构的传热量为Q1=FKΔt2，将以上两个情况进行比较，则Q2∶Q1=Δt2∶Δt1，得Q2=（Δt2/Δt1）Q1。如某些地区夏季空调室外计算温度为30·3℃，假设室内温度从25℃提高到26℃，则Δt1=30·3-25=5·3℃，Δt2=30·3 -26=4·3℃，所以Q2=（Δt2/Δt1）Q1=（4.3/5·3）Q1=0·811Q1，也就是室内设计温度提高1℃，则通过外围结构的传热量可减少18·9%。由此看出，夏季室内温度越高，冷负荷就越低，系统设备耗能也就越小。在保证人体健康与舒适性的前提下，夏季室温每升高1℃，节省的冷负荷是很可观的。因此，从节能角度考虑，当前总趋势是各国都在修订过去偏高的室内温湿度标准。
5.加强管理力度，减少能源浪费
5.1 提高操作管理人員素质
在中央空调能耗中，有一部分是由于管理不善而引起的，各项调节和节能措施的实施，也与操作人员的技术素质直接相关，所以应加强对中央空调操作人员的培训，提高管理人员素质，实行中央空调操作人员操作证制度，使其具备必要的制冷空调知识，懂得根据室外参数的变化来进行调节，以及怎样调节才会节能。
5.2 制定并执行合理的空调运行管理制度
日常运行中杜绝跑、冒、滴、漏现象，经常清洗过滤设备，保证冷冻水、冷却水水质，以免空调设备产生污垢、锈蚀、锈渣和生物污泥，使管道流动阻力加大而流量减小，甚至管道堵塞，导致制冷量下降，从而浪费电能。根据理论计算，冷疑器的污垢每增加0·1mm，热交换效率就降低30%，耗电量则增加5%～8%。对设计考虑的过渡季全新风运行和间歇供冷、供热等节能措施，是否正确进行，真正把能耗节省下来。
6.结语
总之，节能己成为空调设计的基本课题和方向之一。空调系统的设计、施工及管理人员在工程实践中应提高节能意识，将各种节能措施合理运用，综合分析各种影响因素，选择经济合理的节能方案。
参考文献
[1] 李惠风，白雪莲，李目斤原.观演建筑空调设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[2] 李娥飞，张力，沙玉兰，等.康体休闲设施的室内环境与通风[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[关键词]空调节能；设计；提高；公共建筑
中图分类号：R258 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0324-01
引言
暖通空调系统节能从能源的角度讲就是提高一次能源利用率，充分利用可再生能源，利用热泵技术将余热、废热和低位能加以再利用，利用蓄能技术实现能源结构的消峰填谷等。从暖通空调系统的角度讲就是提高设备和系统的效率。本文就如何提高公共建筑暖通空调的节能设计列举了以下措施。
1.选择高效节能设备，合理配置设备，实现节能
对于中央空调系统的设计来说，首先应选择高效节能的中央空调设备。中央空调设备一般包括：空调冷热源设备，空调机组、水泵、风机、风机盘管等末端设备。空调设备中冷热源设备能耗约占空调总能耗的一半，是中央空调节能的主要部分。选用冷水机组时要严格执行蒸汽压缩循环冷水机组（GB/T18430·1-2007）标准，中小型公共建筑可以选用空气源热泵機组作为冷热源，因为不需要设置室内机房，安装方便，管理维护简单。但对于大型公共建筑，由于空气源热泵机组的性能参数较水冷型机组低很多，单台机组的容量不大，台数过多难以布置在屋面上，因此应选用螺杆或离心式水冷冷水机组。中央空调末端设计中一定应选用盘管重量轻、单位风机功率供冷或者供热量大的机组。空调机组应该选用风机风量、风压匹配合理，漏风量少，空气输送系数大的机组。
2.利用能量回收系统实现节能
2.1 排风冷（热）量回收
在建筑物的空调负荷中，新风负荷所占比例比较大，一般占空调总负荷的20%～30%。空调运行时要排走室内部分空气，必然会带走部分能量，同时又要投入能量对新风进行处理，如果在系统中安装能量回收装置，利用全热交换器或显热交换器回收排风中的能量，用排风中的能量来处理新风，就可减少处理新风所需的能量，降低机组负荷，提高空调系统经济性。热回收系统是回收建筑物内、外的余热（冷）或废热（冷），并把回收的热（冷）量作为供热（冷）或其它加热设备的热源而加以利用的系统。热回收系统可以提高建筑能源的利用率，是建筑节能发展的一个方向。空调系统中可供回收的余热（冷）主要分布在排风和冷凝热中。排风冷、热的回收。空调房间一般设有新风系统，同时有许多房间设有排风系统，由于排风的空气参数接近空调房间的室内参数，排气的温度相对大气温度有一定的温差，直接排人大气就回造成能量损失。因此，在送入新风时，可以回收利用这部分排风中的能耗（包括冷量和热量），达到节能效果。冷水机组冷凝热的回收利用。水冷冷水机组的冷凝热通常通过冷却塔排入大气，造成环境的热污染。许多使用中央空调的建筑中要求供应热水，而一般热水要求温度在60℃左右，根据两种热量性质的不同，可以采用直接回收和间接回收，以节约能源。
2.2 冷凝器热量回收
空调冷凝热是空调系统制冷量与制冷机输入功率之和，冷凝热一般为制冷量的1·15～1·3倍左右（吸收式可达2·2倍），可见制冷机冷凝热是相当大的。通常情况下，空调冷凝热是通过冷却水系统排入大气，将如此大量的冷凝热直接排到室外的大气中，直接加剧了室外大气的热污染，加剧了城市的“热岛效应”。如果使用冷凝热回收技术，将这些热能回收，用于生活热水或作为辅助加热热源，既可大大降低整个暖通系统的运行费用，又可以减少向大气中排放的废热，减轻大气污染，改善生态环境。冷凝器的放热量与空调负荷的变化同步，而与热水用量可能不一致。机组的正常运行要求冷凝热、冷却水量、热水用量平衡，常与现实不一致，这在系统设计时应加以考虑，可采用蓄热装置来进行调配，如图1所示。根据热用户的要求，对来自蓄热水池的热水可再加热。该系统的工况转换控制主要根据蓄热水池的热水温度信号，当热水温度高于某设定值时冷却塔开始运行。
3.应用热泵技术实现节能
热泵是一种高效节能、环保无污染、性能可靠的绿色环保冷暖空调。可以冬季制热、夏季制冷以及供生活热水，热泵系统设计简单，运行可靠，自控精度高，节能效果显著。热泵的种类很多，包括空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵、水环热泵、燃气热泵、蓄热式热泵和高温相变式热泵等[2]。热泵技术发展很快，在国外广泛应用，在我国也有许多设计和运行良好的实例。有研究对北京、宁波及广州的三座地源热泵示范工程情况进行了各个方面的论述，并指出：热泵技术的投资费用比传统的中央空调的投资费用略低，但是运行费用远低于传统的中央空调。建设热泵技术工程需要在经济技术分析的层面上，就初投资、采暖制冷效果、技术稳定性、运行费用、节能效果以及环保等方面进行详细的、科学的论证，进而提出合理的方案进行建设。
4.合理降低室内温度标准实现节能
从节能角度出发来确定室内温、湿度标准是节能的重要因素。空调系统耗能大小除与室外气象参数、建筑物的外围护结构及室内发热散湿量有直接关系外，室内设计温、湿度标准也是直接影响冷负荷大小的重要因素。从外围护结构的传热计算公式可看出：在原室内设计温度时外围护结构的传热量为Q1=FKΔt1，若改变室内设计温度后，外围结构的传热量为Q1=FKΔt2，将以上两个情况进行比较，则Q2∶Q1=Δt2∶Δt1，得Q2=（Δt2/Δt1）Q1。如某些地区夏季空调室外计算温度为30·3℃，假设室内温度从25℃提高到26℃，则Δt1=30·3-25=5·3℃，Δt2=30·3 -26=4·3℃，所以Q2=（Δt2/Δt1）Q1=（4.3/5·3）Q1=0·811Q1，也就是室内设计温度提高1℃，则通过外围结构的传热量可减少18·9%。由此看出，夏季室内温度越高，冷负荷就越低，系统设备耗能也就越小。在保证人体健康与舒适性的前提下，夏季室温每升高1℃，节省的冷负荷是很可观的。因此，从节能角度考虑，当前总趋势是各国都在修订过去偏高的室内温湿度标准。
5.加强管理力度，减少能源浪费
5.1 提高操作管理人員素质
在中央空调能耗中，有一部分是由于管理不善而引起的，各项调节和节能措施的实施，也与操作人员的技术素质直接相关，所以应加强对中央空调操作人员的培训，提高管理人员素质，实行中央空调操作人员操作证制度，使其具备必要的制冷空调知识，懂得根据室外参数的变化来进行调节，以及怎样调节才会节能。
5.2 制定并执行合理的空调运行管理制度
日常运行中杜绝跑、冒、滴、漏现象，经常清洗过滤设备，保证冷冻水、冷却水水质，以免空调设备产生污垢、锈蚀、锈渣和生物污泥，使管道流动阻力加大而流量减小，甚至管道堵塞，导致制冷量下降，从而浪费电能。根据理论计算，冷疑器的污垢每增加0·1mm，热交换效率就降低30%，耗电量则增加5%～8%。对设计考虑的过渡季全新风运行和间歇供冷、供热等节能措施，是否正确进行，真正把能耗节省下来。
6.结语
总之，节能己成为空调设计的基本课题和方向之一。空调系统的设计、施工及管理人员在工程实践中应提高节能意识，将各种节能措施合理运用，综合分析各种影响因素，选择经济合理的节能方案。
参考文献
[1] 李惠风，白雪莲，李目斤原.观演建筑空调设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[2] 李娥飞，张力，沙玉兰，等.康体休闲设施的室内环境与通风[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.