暖通空调节能技术在绿色建筑中运用
【摘要】文章结合工程实例，对绿色建筑暖通空调节能技术应用的必要性进行了概述，对绿色建筑暖通空调主要构成系统进行了总结，重点分析了绿色建筑暖通空调节能技术。分析结果表明，不同的空调系统选型与新技术新能源的应用，对建筑能耗有着一定影响；合理的系统设计是建筑低能耗运行的前提；建筑能耗评价应同时贯穿于设计阶段和运行阶段。
【关键词】暖通空调节能技术；绿色建筑；能源消耗
1工程概况
某建筑工程地下一层，地上七层，建筑物结构形式均为框架结构，总建筑面积为12864m2。建筑物最大长度为58.80m，最大宽度为46.50m，建筑高度为原始27.3m，地下一层至地上二层层高3.90m，三至七层层高3.60m，地下一层为车库，地上七层为办公楼。屋面为现浇屋面，防水等级为二级，防水层合理使用年限为15年。在建筑设计的过程中，该建筑定义为绿色建筑，基于此，对暖通空调节能技术提出了较高的要求。
2暖通空调节能技术应用的必要性
随着城市污染速度的加快，进而引发了城市环境与城市能源领域的危机。对于密闭的城市建筑物，由于受到污染物滞留以及室内装修的影响，室内空间会受到污染。特别是该建筑工程为办公楼，装修后很快就会有企业入驻，房间内可能会伴随着多种致病性的化学物质。因此，建筑室内空调及通风对于现代建筑具有不可或缺的重要性。建筑暖通空调的基本功能在于优化室内空气的整体质量，从而提供清新的室内气流。特别是该办公楼建筑，平常人员较多，暖通空调必不可少。同时通过合理的节能技术，可有效降低暖通空调的能源消耗，减少对环境的污染，节约资源。
3绿色建筑暖通空调主要构成系统
在目前看来，建筑领域已经面临较为突出的建筑能源危机。建筑空调设备具有较高能耗的特征，空调设备在整体的建筑系统中占有十分显著的能耗比例。因此，为了减少建筑能耗，在该绿色建筑设计的过程中，需要对绿色建筑暖通空调主要构成系统有深入的了解。
3.1空调的水系统
空调水系统属于暖通空调中的关键部分，需要正确划分水系统的各个主要功能区。具体来讲，对于划分水系统的多个系统区域应当结合系统承受能力与承压能力，从而达到科学划分的目的。在此过程中，空调管道要保证承压能力的最大化，并通过变频技术来达到灵活调控水系统能耗。另外，暖通空调运行不能够缺少外部能源作为支持，因此针对外部能源就要做到合理选择。由于该绿色建筑为办公楼，存在大量大空间，可以选择将单独锅炉房布置在供热管网的相应部位，确保供热管网能达到集中运行的状态。
3.2热源与冷源系统
需要按照特殊的建筑空间构造来选择相应的建筑空调热源与空调冷源，实现最佳的空调调节效果。从现状来看，空调冷源包含吸收型、直接燃烧型、燃气型与电力型的不同冷源种类。在此基础上，关于布置空调冷源就是要做到因地制宜的科学选择，并且做到结合该办公楼建筑空间的真实需求与地理位置来设计空调冷源。并且，设计人员需要做好暖通系统的热源设计，按照建筑分区的基本方式来划分大空间的建筑物内部构造，有效结合当前的建筑供暖基本需求，并且保证空调系统内部的水力平衡。在此过程中，对于水力装置例如平衡阀与节流阀都要做到合理选择，实现水力平衡的全面优化设计。此外，暖通设计人员尤其需要重视高速运转的空调换热器与机组水泵设施，防止换热器或者空调机组设施发生事故。在必要的时候，对于辅助性的加压泵应当将其布置在适当位置，确保符合最基本的局部压力标准。
3.3变频送风系统
变频送风系统构成了建筑暖通空调中的核心系统，而相关的变频送风技术目前也已经能得到广泛重视。变频送风能降低暖通空调系统的运行费用，具有较好的节能效益。空调变频技术针对输出的空调设备功率进行调控，对于空调电能实现了全方位的节约。另外，低温送风机组可以用于实现个性化的暖通空调送风，确保将全部的新风送入空调房间内部。从现状来看，对于暖通空调设施应当配备必要的个性化送风以及独立新风系统，并且将全热交换器安装在空调排风与空调新风系统的中间位置，降低暖通空调能耗。此外，个性化的空调送风系统还具有环境友好的特征，用户可以按照自身需求来灵活控制室内的局部环境。
4绿色建筑暖通空调节能技术
4.1降低传输能耗
在进行绿色建筑暖通空调节能设计时，要熟知空调耗能和流体流速、风机及水泵等相互作用的关系，从而提高能量的转换率，有效控制动力损耗，减少能源浪费。另外，在暖通空间设计时应选择合适的载能介质，不但能帮助提高冷热量的输送速度，还能在一定程度上减少输送载能介质的能量损耗，减少暖通空调运行过程中的能源损耗。
4.2运用变频节能技术
传统的暖通空调运行依据的是系统预设的功率，当室外环境温度过低或过高的时候就会影响空调的使用效果，由于空调无法按照温度变化自动调节功率，系统负荷持续增加，从而大量浪费了电能。而变频节能技术最重要的特点就是能使空调根据外部温度变化自动调节运转效率，通过调节风流量或者水流量的大小，从而降低能源损耗。变频技术的实现主要依靠变风量系统和变水量系统，在空调末端安装一个变风量系统，通过强大的温度调节作用，保证送风量满足现实需求的前提下，同时减少了能源消耗；而变水量系统有效调节了热量的交换，同样发挥了节能的作用。据相关数据统计，变频节能技术帮助传统暖通空调节约了至少一半的电能。
4.3改善冷热能回收系统
冷热能回收系统的原理是通过收集空调运行过程中产生的余热，减少了暖通空调的排放，最大程度利用了能源。余热的回收形式通常有全热回收和显热回收，合理利用板翘式全热交换器、转轮式全热交换器、板式显热交换器等设备，可以更最大程度地提升余热回收的速度，缓解排风制冷和制热过程中的负荷压力。通过监测和记录暖通空调的余热量，并依据记录的余热量采用适合需要的回收形式，以此优化建筑暖通空调的节能效果。
4.4降低制冷机能耗
该栋办公楼建筑冷机能耗指标最低为1.75kgce/m2，其差异主要来源于供冷时间长短，其中制冷机的额定效率和负荷率对其能耗也有一定影响。
4.5降低冷冻水泵能耗
由于冷冻水泵的任务是将制冷机制备的冷量以水为媒介，输配到各个空调箱、新风机组和风机盘管等末端用户的换热设备，所以可定义输配系数来衡量其效率。冷却水泵的能耗与供冷时间密切相关，与空调水系统形式、水泵运行策略、水泵效率和空调末端水阀控制方式等也存在一定关系。经计算，该栋办公楼建筑的冷冻水泵最低能耗为0.19kgce/m2。
4.6降低冷却水泵和冷却塔能耗
冷却泵能耗与供冷时间和所需排热量存在一定关系。除此之外，水泵效率、冷凝器阻力和冷却水管道阻力也对冷却泵的能耗有一定影响。但若只以降低冷却泵能耗为目的，可能导致冷却水流量不足、温差加大，从而使制冷机冷凝温度升高，冷机效率下降。经计算，该建筑冷却系统的最低能耗为0.2kgce/m2。冷却塔风机大气环境作为冷源，驱动空气流过冷却塔内的换热填料表面，与冷却水进行热质交换，从而将冷冻机冷凝器排出的热量全部带走，维持冷凝温度在合理范围值内。冷却塔散热效果直接影响冷凝温度，而冷凝温度升高则导致冷机COP下降，致使制冷主机能耗增加。所以，冷却塔对冷机效率影响所造成的能耗远大于其自身风机能耗。
5结语
通过对该办公楼建筑暖通空调节能技术进行分析，得到以下结论：①不同的空调系统选型与新技术新能源的应用，对建筑能耗有着一定影响。通过对该办公建筑空调系统的分项能耗指标进行计算，得到制冷机最低能耗为1.75kgce/m2，冷冻水泵最低能耗为0.19kgce/m2，冷却系统的最低能耗为0.2kgce/m2。②合理的系统设计是建筑低能耗运行的前提，采用高效的空调设备、合理的设备选型以及空调系统的优化是整个建筑节能的保障，制订完善的能源监测方案及措施是建筑节能的重要环节；同时，加强建筑的运行管理手段对降低空调系统能耗将产生明显成效。③建筑能耗评价应同时贯穿于设计阶段和运行阶段。空调系统节能除了新技术、新能源的应用外，设备的定期检修与维护也是保证设备正常、低耗运行的必要措施。
参考文献
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