暖通空调系统运行能耗的影响因素分析

张晓坤

摘    要：暖通空调系统的运行具有较为复杂的、动态的、受干扰多、具有耦合性等运行规律与运行特征，能源消耗主要取决于建筑环境、运行方式和机组调节水平等，随着科技的不断进步，暖通空调领域的技术革新也在有条不紊地进行着，新的技术不断出现，大大降低能耗，开创了暖通空调新的高度，不过在暖通空调的节能领域，仍然有不少潜力可以挖掘。本文就从暖通空调的概念以及运行方式出发，分析影响能耗的因素，并给出几点相应建议。

关键词：暖通空调;系统运行;能耗影响因素

1  引言

暖通空调最大特点是通过暖气、通风、空气调节等创造舒适的室内环境，而家居的一般性空调只能解决冷暖问题，不能对室内空气进行处理，但相对的，暖通空调的能耗会增加，近年来节能环保的问题受到了各界人士关注，成为社会重点议论话题，在此基础上分析暖通空调的能耗影响因素，设计更合理更节能的暖通空调很有必要。

2  暖通空调运行能耗的影响因素

2.1  建筑物及其围护结构对能耗的影响

南北朝向的建筑物要比东西朝向的建筑物冷负荷小，对于相同体积的建筑物，建筑物体形系数（S=F/V）越大，外表面积就越大，空调机群的冷负荷就越大，对于大型建筑来说就更加严重，因此在建筑设计时就要考虑到空调机群的能耗问题，尽量控制外表面积较小，如果处于建筑设计美观和地形要求，应尽量增加围护结构的热阻。

2.2  冷热机组的功耗影响

空调冷热源的能耗是暖通空调能耗中的重要部分，空调系统冷热源制造冷热水的过程，是非常消耗功率的，在系统设计中对冷热源的合理选配是空调节能的根本，要明白自己需要的是何种功耗的空调，对号入座，这样才能做到最大程度的节能环保，并且相关企业研发更高科技的冷热源，对节能和能源合理利用的意义重大。

2.3  输配系统的能量耗损[2]

输配系统中的能源损耗主要是风机和水泵运行过程中的损耗，对于大型建筑来说，配送系统也是相对庞杂的，空调机群的运行需要通过大量冷热水的输配来为建筑内各处调节温度以及改善空气，但由于范围较大，难以协调，因此常采用大流量低温差的冷热水输送模式，让冷热水在输配系统中循环流动以保持各方面的均衡，但这样无疑是在加剧耗电量，能耗会大大增加，同时也会降低送风机、水泵的使用寿命。

2.4  空调水系统中的水质对能耗的影响

空调水系统中水质的好坏会影响到暖通空调系统的运行效率、设备运行与使用效率，管道和设备表面沉淀的水垢和水渣等，会影响导热，使得冷热水在输配阶段的温度传递更加困难，换热效率降低，多做很多无用功，同时，水垢或者不溶解性杂质还会腐蚀金属，缩短空调系统的使用寿命，影响空调系统的做功效率进而增加功耗。

2.5  空调系统自动控制对能耗的影响[3]

空调的自动控制系统可实现温度、湿度、筛离空气粒子的科学规范控制，它能根据环境因素、冷热需求、负载变化等自动调节设备，更加科学、更加准确，能够大大降低能耗，用更通俗的话讲，就是变频空调与定频空调的区别。

目前市面上存在变频暖通空调和定频暖通空调两种，在空调机组设定好一个温度之后，變频空调的性能更优，会随着房间温度的波动而自我调节，改变压缩机的运转速率，从而做到合理使用能源，同时，它的压缩机不会频繁开启，保持相对稳定的工作状态，这可以使空调整体达到节能30%以上的效果，而定频空调不能合理的自我控制调节，势必会造成能源损耗，但两者相比，变频空调的元件造价高，价格较贵，消费者如果有条件的话，还是选择变频空调为好。

3  应对暖通空调系统运行能耗提出的几点建议

3.1  合理设计建筑内暖通空调的冷热负荷

建筑冷热负荷跟地区、围护结构的形式、楼层、窗墙比、人员密度、新风取值、动力照明负荷、房屋使用性质等有关，必须按照建筑的结构设计图纸进行冷热负荷的计算，实际上，现在的空调冷热负荷较难计算，套用冷热负荷指标都不一定准确，一般而言都是估算值，冷热负荷的计算要相对而言精确，尽量偏小为好，虽然和实际使用效果有一定偏差，但也能减少能耗。在具体工作时，要根据国家标准进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算，得到峰值冷负荷数值以及逐日逐时负荷，明确系统的特点，合理设计，避免出现冷热源设备装机容量偏大等“四大”现象。

3.2  合理设计输配管道，以及冷热水的输送模式

输配管道的设计应根据实际情况正确设计输配管道的管径大小，减少冷热水流动的阻碍，在冷热水输送模式的选择上，尽量减少大流量小温差的输送模式，而应该采用大温差小流量的模式，如此循环往复。另外，在暖通空调水路系统的设计中，应注意放气和排水设计，闭式系统热水管和冷水管均应有0.003的坡度，若出现多管在一起铺设，其坡向最好相同。若热水和冷水管按照无坡度铺设，管道内水流速不能小于0.25m/s。

3.3  选择合适的冷热源

上文提到过，冷热源的合理选择对空调节能有非常关键的作用，合理配置暖通空调系统所需的冷热源，能有效降低能耗，做到环保和能耗的统筹规划，具有非常强的现实意义，这里不再赘述。

3.4  定期清理水管与空调过滤网

水管内可能存在水垢或不可溶解性杂质，增加冷热水阻力，造成不必要的能耗，空调过滤网因为长时间运行的关系，灰尘杂物等都会附着到过滤网，从而堵塞过滤网孔，一旦灰尘或杂物堆积过多，暖通空调的使用会相对困难，空调的启动以及散热都会出现问题，势必导致更多电力损耗、增加功耗，同时，这些长久累积下来的水垢或灰尘等，会衍生大量杂质与细菌，通过空调的传播，这些细菌会危害到人的身体健康，因此，定期清理水管和空调过滤网，能有效减少能耗的同时，还能保障清洁。

3.5  采用变频技术，加强空调系统的研发

变频技术能改善空调系统中的工艺不足，大幅度降低能耗，许多空调厂商纷纷以变频技术的降能耗为重点进行宣传，显而易见的，变频技术的大范围大规模兴起已经是必然趋势，从消费者的角度来看，虽然变频空调买入时的价钱相对昂贵，但能够节省运行成本，大幅降低能耗，是必须且必要的，应深思熟虑。

另外，在大型建筑中的暖通空调系统具有时滞、时变、大惰性、非线性、不确定性以及强耦合性的复杂特性，要做好空调系统的进一步研发，分析各设备之间的联动规律，制定最完善的解决方案，实现空调自动化管理、数据库建设、自适应调节、泵组优化、变流量控制等各环节的节能控制，运用科技的力量来改变生活。

3.6  将可再生能源利用在暖通空调系统中

随着科研的进行，我国在可再生能源领域的探索已经越发深入，将可再生资源利用在暖通空调系统中，是非常可行的政策之一，并且相关工作做了大量的科研工作，采取了一系列有效的措施与方法，目前有两种可再生能源的利用最为常见，第一种为太阳能，暖通空调系统通过采集太阳能作为能源储备，第二种是地源热泵，采集和利用低下的浅层地热资源，之后利用高位能源将低温位能转移到高温位能，地热能源相对稳定，是非常不错的可再生能源。

4  结束语

综上所述，暖通空调相比于一般的空调不仅能调节冷暖温度，还能调节湿度和空气质量，为国民的生活和工作创造舒适的室内环境，近年来节能环保受到越来越多的关注，分析暖通空调的能耗影响，设计更合理更节能的暖通空调，打造节能环保新技术，具有极强的现实意义。

参考文献：

[1] 刘成.暖通空调系统运行能耗的影响因素分析[J].黑龙江科学，2019（4）：54～55.

[2] 吴慧娟，王聪.暖通空调系统施工阶段的影响因素分析[J].现代装饰（理论），2012（4）：134.

[3] 陈明卓.暖通空调系统运行能耗的影响因素分析[J].电子乐园， 2019（2）：212.