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摘要：随着社会化进程逐步加快，我国大型的建筑物如雨后春笋般出现。大型空间内部的空气一般都需要保持一定的温度、湿度和清洁度，因此，需要在建筑空间的内部设置完善的通风空调设备。文章详细阐述了大空间建筑暖通空调设计过程的重要环节，并对其节能的主要方式进行探析，为实际工程中大空间建筑暖通空调的节能设计提供借鉴。
关键字：大空间建筑；暖通空调；系统设计；节能设计
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
能源是经济发展的动力，但是能源发展往往滞后于经济发展。近些年来，我国的国民生产总值的增长率保持在10%，但是能源的增长率却只有3%～4%。在这样的形势下，我们必须大力倡导节能。现代社会，如何有效地实现暖通空调系统设计的节能要求，已经成为广大暖通空调设计人员关注和研究的内容。暖通空调系统的节能设计，需要充分利用相关的改良技术，提高能源利用的效率，同时还要紧密结合实际情况，根据相关地区不同的气候特征，采用有差别节能措施。在具体系统的设计过程中，还需要充分利用当地自然条件，普及相应的节能技术，从而达到节能减排，可持续发展的目的。通过对目前暖通空调的设计现象调查，发现节能的设计理念在空调设计中并未引起广泛重视。文章将结合实践经验，提出暖通空调的设计与节能的思路，为大空间建筑暖通空调的节能设计提供借鉴。
2 大空间建筑暖通空调设计与节能
对于建筑节能，空调自身能耗占了很大的一部份。如何降低自身能耗是暖通设计的一个重点。对于大面积的建筑主体，空调面积以及空调系统的服务半径都比较大，我们采用的空调系统方式对建筑节能影响很大。空调节能设计的方式有很多，空调系统分别有冷热源、空调水系统、风系统。
2.1 空调的室内设计参数
空调的室内设计参数见表1。
表 1 室内主要空调设计参数
2.2 冷源与热源方案
对于冷热源，我们需要根据建筑的地理位置以及建筑本身特点，采用合适的冷热源。常规冷热源，电力型或者热力型（如燃气）压缩式的制冷机（或热泵）、吸收式的制冷机和直燃式的冷热水机组都可用在大空间建筑中。从供冷和供热角度出发，应该注意以下问题：当所在地区已经有足够规模区域拥有供冷供热设施时，可以利用该设施提供冷热量；在供冷与供热基本方式上适宜采用热泵与蓄冷蓄热的技术；在某些场合燃气机热泵同样是科学合理的能源方式。冷热源方案的确定还需要结合建筑物本身的特点，从经济性和安全性等各个方面进行论证。对于小规模建筑，由于受到建筑面积限制，没有设备用房位置时，宜采用风冷式的冷水机组或者风冷热泵式的冷(热)水机组。对于规模较大的建筑，宜采用水冷式的机组。
2.3 空调水系统
2.3.1 水系统的分区
空调水系统的分区通常有两种方式，即按水系统承受的压力来分区和按承担空即按水系统承受的压力来分区。对于按承压能力分区的空调水系统，水系统的竖向要不要分区，应根据制冷和空调设备，管道及附件等的承载能力来确定。分区的目的是为了避免因压力过大造成系统泄漏，如果制冷空调设备管道及附件等的承压能力处在允许范围内就不应分区，以免造成浪费。
2.3.2 采用变频技术
在空调系统耗能中, 水泵的耗能占据了很大的比重, 几乎占全部用电的20%以上, 因而, 空调系统中水泵的节能是十分可观的。采用变频技术, 使系统按照
动态负荷变化规律进行变水量适时调节, 便可以大大降低水泵的能耗。
2.4 空调风系统
2.4.1 空调服务内外分区
在冬季，空调分区系统中内外区的冷、热负荷一般不同步。在这种情况下，需要选择合适的空调方式，把空调的服务区域划分为内区与周边区，并分别采取供冷和供热的方式，充分利用室外天然的冷源给内区供冷。这样无疑能够有效节约能源，减少运行的费用。
2.4.2 采用变频风机
采用变频风机节能效果明显。由于完全开启了风门，降低了实际运行转速，因此将节约大量的电能，减少相应的电费支出。降低电动机实际转速，减少起动时对设备的冲击，降低维修费用及空调运行的成本。空调机组对于风机等设备要求有较高的稳定性，减少对设备的冲击及降速运行带来的隐性好处是非常大的。
2.4.3 过渡季节采用全新风系统
采用独立送新风系统，在过渡季节充分利用自然资源，能够减少能源消耗，减少环境污染，有效保证空调区域的空调效果并显著提升空调区域的空气品质。新风自然冷却可减少制冷主机运行时间，延长机组和相关设备寿命，降低机组维修保养费用，提高经济性。通过自控系统，在过渡季节，制冷主机不开启情况下，调节风阀，控制新风量，控制加湿量使用户得到舒适的环境，降低过渡季节空调系统运行费用。
2.4.4 采用热回收主机
在暖通空调节能设计的过程中，有时需要将空调系统设计成直流系统，这种系统在冬夏季节会在排风与室外新风之间产生巨大温差，这部分的排风往往会带有一些污染物，因此不能把这部分排风直接送入相应的空调系统，此时就应对排风进行湿热回收。
（1）制冷机冷凝热回收的过程。蒸汽压缩式的制冷机组或空气源热泵在工作的过程中产生冷凝热的热量能够达到机组制冷量的1.15—1.3倍，因此大量电能只制取了空调的用冷量，大量的热能就会释放到空气中，会造成大气的热污染及热岛效应等对大气的危害，如果把这个过程加以利用制取生活热水，只需2年就能够回收相应的设备费用。
（2）空气热回收的过程。对于排风系统风量大于1000，新风比大于40%的空调系统，如果新风和排風之间的温度差大于或等于8，需要进行独立的新风与排风系统设置。3 暖通空调节能的其它工程措施
暖通空调的能耗主要取决于空调的冷、热负荷确定与空调系统的合理配置，空调系统布置与空调设备选择是以空调的负荷为依据的。所以暖通空调节能设计的关键是确定空调外界和内部的负荷，而暖通空调的节能工作也应当从这个方面入手，对建筑物的位置进行合理的布置，正确的选择外墙、门、窗、屋顶的形式以及材料等，尽量降低空调的负荷。
3.1 围护结构
建筑节能的主线是设法提高建筑围护结构热工相关的性能，并同时使热负荷降低，在进行节能设计的时候，要把建筑物和周围环境看作一个整体来进行考虑，同时还要确保管路系统的设计简便易行，减少对管材的耗费，节省能源，并且对环境的保护产生积极的意义。
3.2 采用更为高效的节能系统
中央空调系统是一个庞大而复杂的系统，设计水平的高低会对系统的使用性能产生最直接的影响。因此，在进行暖通空调的设计时，需要依据相关的空调系统设计原则进行节能设计的改善。例如可以增加新风冷量，采用新回风的混合或全新风供冷，不使用就可以不打开相应的冷冻机。
4 暖通空调节能的新方向
相关的新技术会在暖通空调系统中得到更好的应用，为系统的节能提供了一个很好的途径。例如可以采用太阳能制冷供热系统和地源热泵空调系统，不进而实现对于可再生能源的有效合理利用，同时产生较为显著的经济效益。此外还可以在地热丰富的地区，选用地热作为暖通空调的相关能量资源，在空调制冷中应用地热(冷)能以及太阳能具有一定的节能优势，清洁无污染。此外还有地源热泵等新型的节能方法。
5 结语
暖通空调的节能设计在整个大空间建筑的节能设计中占据重要地位，从设计的实践经验来看，暖通空调系统的设计人员应从节能的高角度出发进行全面的考虑，并将节能减排的思想贯穿到建筑领域的每一个部分；同时把设计出来的暖通空调节能方案应用在工程实际当中，让实践来检验节能理论的正确性，让理论走出实验室，真正服务于群众。
参考文献：
[1]赵洪文，刘炳芬．对暖通空调系统节能问题的探讨[J]．四川建材，2006，27（02）：74-75．[2]钱济雄．浅析暖通空调系统的节能[J]．山西建筑，2007，29（06）：101-103．[3]张筱虹．空调节能研究与探索[J]．中国高新技术企业，2011，31（02）：46-49．
[4]孟彬彬. 部分负荷下一次泵水系统变流量性能研究[J]. 暖通空调, 2002(6).
[5]李金川. 空调运行管理手册[M]. 上海交通大学出版社, 2000.
[6]李卫国. 变频调速应用于空调系统的节能分析[J]. 太原重型机械学院学报,21(4).
[7]丁云飞. 变频调速水泵的能耗分析[J]. 流体机械, 2001, 29(3).
作者简介：
黄康森（1984），男，广东省广州市户籍，本科，毕业于广州大学，建筑环境与设备工程（暖通)专业，一直从事暖通设计工作。
关键字：大空间建筑；暖通空调；系统设计；节能设计
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
能源是经济发展的动力，但是能源发展往往滞后于经济发展。近些年来，我国的国民生产总值的增长率保持在10%，但是能源的增长率却只有3%～4%。在这样的形势下，我们必须大力倡导节能。现代社会，如何有效地实现暖通空调系统设计的节能要求，已经成为广大暖通空调设计人员关注和研究的内容。暖通空调系统的节能设计，需要充分利用相关的改良技术，提高能源利用的效率，同时还要紧密结合实际情况，根据相关地区不同的气候特征，采用有差别节能措施。在具体系统的设计过程中，还需要充分利用当地自然条件，普及相应的节能技术，从而达到节能减排，可持续发展的目的。通过对目前暖通空调的设计现象调查，发现节能的设计理念在空调设计中并未引起广泛重视。文章将结合实践经验，提出暖通空调的设计与节能的思路，为大空间建筑暖通空调的节能设计提供借鉴。
2 大空间建筑暖通空调设计与节能
对于建筑节能，空调自身能耗占了很大的一部份。如何降低自身能耗是暖通设计的一个重点。对于大面积的建筑主体，空调面积以及空调系统的服务半径都比较大，我们采用的空调系统方式对建筑节能影响很大。空调节能设计的方式有很多，空调系统分别有冷热源、空调水系统、风系统。
2.1 空调的室内设计参数
空调的室内设计参数见表1。
表 1 室内主要空调设计参数
2.2 冷源与热源方案
对于冷热源，我们需要根据建筑的地理位置以及建筑本身特点，采用合适的冷热源。常规冷热源，电力型或者热力型（如燃气）压缩式的制冷机（或热泵）、吸收式的制冷机和直燃式的冷热水机组都可用在大空间建筑中。从供冷和供热角度出发，应该注意以下问题：当所在地区已经有足够规模区域拥有供冷供热设施时，可以利用该设施提供冷热量；在供冷与供热基本方式上适宜采用热泵与蓄冷蓄热的技术；在某些场合燃气机热泵同样是科学合理的能源方式。冷热源方案的确定还需要结合建筑物本身的特点，从经济性和安全性等各个方面进行论证。对于小规模建筑，由于受到建筑面积限制，没有设备用房位置时，宜采用风冷式的冷水机组或者风冷热泵式的冷(热)水机组。对于规模较大的建筑，宜采用水冷式的机组。
2.3 空调水系统
2.3.1 水系统的分区
空调水系统的分区通常有两种方式，即按水系统承受的压力来分区和按承担空即按水系统承受的压力来分区。对于按承压能力分区的空调水系统，水系统的竖向要不要分区，应根据制冷和空调设备，管道及附件等的承载能力来确定。分区的目的是为了避免因压力过大造成系统泄漏，如果制冷空调设备管道及附件等的承压能力处在允许范围内就不应分区，以免造成浪费。
2.3.2 采用变频技术
在空调系统耗能中, 水泵的耗能占据了很大的比重, 几乎占全部用电的20%以上, 因而, 空调系统中水泵的节能是十分可观的。采用变频技术, 使系统按照
动态负荷变化规律进行变水量适时调节, 便可以大大降低水泵的能耗。
2.4 空调风系统
2.4.1 空调服务内外分区
在冬季，空调分区系统中内外区的冷、热负荷一般不同步。在这种情况下，需要选择合适的空调方式，把空调的服务区域划分为内区与周边区，并分别采取供冷和供热的方式，充分利用室外天然的冷源给内区供冷。这样无疑能够有效节约能源，减少运行的费用。
2.4.2 采用变频风机
采用变频风机节能效果明显。由于完全开启了风门，降低了实际运行转速，因此将节约大量的电能，减少相应的电费支出。降低电动机实际转速，减少起动时对设备的冲击，降低维修费用及空调运行的成本。空调机组对于风机等设备要求有较高的稳定性，减少对设备的冲击及降速运行带来的隐性好处是非常大的。
2.4.3 过渡季节采用全新风系统
采用独立送新风系统，在过渡季节充分利用自然资源，能够减少能源消耗，减少环境污染，有效保证空调区域的空调效果并显著提升空调区域的空气品质。新风自然冷却可减少制冷主机运行时间，延长机组和相关设备寿命，降低机组维修保养费用，提高经济性。通过自控系统，在过渡季节，制冷主机不开启情况下，调节风阀，控制新风量，控制加湿量使用户得到舒适的环境，降低过渡季节空调系统运行费用。
2.4.4 采用热回收主机
在暖通空调节能设计的过程中，有时需要将空调系统设计成直流系统，这种系统在冬夏季节会在排风与室外新风之间产生巨大温差，这部分的排风往往会带有一些污染物，因此不能把这部分排风直接送入相应的空调系统，此时就应对排风进行湿热回收。
（1）制冷机冷凝热回收的过程。蒸汽压缩式的制冷机组或空气源热泵在工作的过程中产生冷凝热的热量能够达到机组制冷量的1.15—1.3倍，因此大量电能只制取了空调的用冷量，大量的热能就会释放到空气中，会造成大气的热污染及热岛效应等对大气的危害，如果把这个过程加以利用制取生活热水，只需2年就能够回收相应的设备费用。
（2）空气热回收的过程。对于排风系统风量大于1000，新风比大于40%的空调系统，如果新风和排風之间的温度差大于或等于8，需要进行独立的新风与排风系统设置。3 暖通空调节能的其它工程措施
暖通空调的能耗主要取决于空调的冷、热负荷确定与空调系统的合理配置，空调系统布置与空调设备选择是以空调的负荷为依据的。所以暖通空调节能设计的关键是确定空调外界和内部的负荷，而暖通空调的节能工作也应当从这个方面入手，对建筑物的位置进行合理的布置，正确的选择外墙、门、窗、屋顶的形式以及材料等，尽量降低空调的负荷。
3.1 围护结构
建筑节能的主线是设法提高建筑围护结构热工相关的性能，并同时使热负荷降低，在进行节能设计的时候，要把建筑物和周围环境看作一个整体来进行考虑，同时还要确保管路系统的设计简便易行，减少对管材的耗费，节省能源，并且对环境的保护产生积极的意义。
3.2 采用更为高效的节能系统
中央空调系统是一个庞大而复杂的系统，设计水平的高低会对系统的使用性能产生最直接的影响。因此，在进行暖通空调的设计时，需要依据相关的空调系统设计原则进行节能设计的改善。例如可以增加新风冷量，采用新回风的混合或全新风供冷，不使用就可以不打开相应的冷冻机。
4 暖通空调节能的新方向
相关的新技术会在暖通空调系统中得到更好的应用，为系统的节能提供了一个很好的途径。例如可以采用太阳能制冷供热系统和地源热泵空调系统，不进而实现对于可再生能源的有效合理利用，同时产生较为显著的经济效益。此外还可以在地热丰富的地区，选用地热作为暖通空调的相关能量资源，在空调制冷中应用地热(冷)能以及太阳能具有一定的节能优势，清洁无污染。此外还有地源热泵等新型的节能方法。
5 结语
暖通空调的节能设计在整个大空间建筑的节能设计中占据重要地位，从设计的实践经验来看，暖通空调系统的设计人员应从节能的高角度出发进行全面的考虑，并将节能减排的思想贯穿到建筑领域的每一个部分；同时把设计出来的暖通空调节能方案应用在工程实际当中，让实践来检验节能理论的正确性，让理论走出实验室，真正服务于群众。
参考文献：
[1]赵洪文，刘炳芬．对暖通空调系统节能问题的探讨[J]．四川建材，2006，27（02）：74-75．[2]钱济雄．浅析暖通空调系统的节能[J]．山西建筑，2007，29（06）：101-103．[3]张筱虹．空调节能研究与探索[J]．中国高新技术企业，2011，31（02）：46-49．
[4]孟彬彬. 部分负荷下一次泵水系统变流量性能研究[J]. 暖通空调, 2002(6).
[5]李金川. 空调运行管理手册[M]. 上海交通大学出版社, 2000.
[6]李卫国. 变频调速应用于空调系统的节能分析[J]. 太原重型机械学院学报,21(4).
[7]丁云飞. 变频调速水泵的能耗分析[J]. 流体机械, 2001, 29(3).
作者简介：
黄康森（1984），男，广东省广州市户籍，本科，毕业于广州大学，建筑环境与设备工程（暖通)专业，一直从事暖通设计工作。