建筑暖通空调的节能及优化处理研究

刘前龙 胡帅 高强 杨伟洲 沈号

摘要：文章通过分析建筑中能耗最高的暖通空调系统，研究现阶段影响暖通空调系统能耗的相关因素，同时给予相关优化对策，通过对暖通空调系统采取相关优化方案，可以确保在满足业主实际需求的同时降低其能耗和排放，实现节能减排的效果。

关键词：碳中和;暖通空调;节能减排

1 引言

建筑的不断发展改变了人们的工作和生活方式，增强了居民的幸福感和体验感。节能型建筑采用先进的智能化设备系统改善了业主的居住环境，采用先进的节能措施和方法可以优化智能设备的运行状态，降低电能消耗，更加适应当今社会节能、环保、低碳的发展理念。暖通空调系统作为智能建筑中能耗最高的系统，占据建筑能耗的一多半，定流量的水系统是传统的暖通空调系统中最常见的室内温度调节方式。在当前建筑中，采用了变风量和变流量系统，相较传统的空调系统，能耗更低、调节效率更高。

2 建筑暖通空调设计需要遵循的基本原则

2.1 节能减排基本原则

目前，建筑设备能耗较高，制定相应节能方案才可以降低能耗，提高资源利用效率，将节能方案和措施做成标准化，成为建筑设计节能的通用原则，才可以更好地节能减排、维护生态系统，更好地落实可持续发展理念。暖通空调作为建筑第一能耗设备，空调系统设计主要用到的设备原件有温控器、传感器、调节阀和气候补偿器等。

2.2 舒适性基本原则

建筑暖通空调设计不仅满足于调节室内温湿度和通风量，更应该侧重提高业主居住空间的健康和舒适度，在空调系统中，采用绿色环保型冷媒代替传统氟利昂制冷剂，减少对人体和生态环境的影响。

3 暖通空调高能耗的原因分析

3.1 系统关键设备运行不合理

在建筑中，提高暖通空调的运行质量和效率才可以降低其实际能耗。空调系统的主要核心设备是压缩机、风机和水泵等，同时这类设备也是主要耗能设备，在实际运行中会有相关因素影响其高效率运行，例如，系统运行轨道不合理、温度控制不合理、运行参数不合理等都加大了这类设备的无效运转，造成了不必要的资源浪费。

3.2 运行开关智能化有待提高

暖通空调运行中会根据室内温湿度自动调节，通过智能开关与变频技术调节系统运行启停和运行出力大小。因此，空调系统配置的开关应具有智能化、自动化控制功能。自动化开关可以对室内温湿度传感器传输的信号进行自动响应，并根据温湿度信号大小进行调节，避免空调系统过度运行，减少不必要的电能损耗。但是，目前一些空调的开关装置无论在灵敏度还是控制方面还是不够智能，不能对室内微小温差进行平滑控制，与预期目标还有差距，智能化控制技术有待提高。

4 暖通空调系统节能方法措施

4.1 优化建筑物空调系统

节能型建筑的暖通空调具有制冷和制热两个功能，可根据室外温度变化向室内提供冷源和热源，同时制冷和制热过程也是整个系统中能耗较大的环节，因此，设计人员应不断改进工艺和技术，提高空调压缩机系统效率。在制冷功能运行情况下，可以采用“串并联”方式提高冷量的存储能效和利用率。在制热功能运行时，采用更加智能灵敏的温控阀控制水流量的动态流动，实现温度控制的平滑稳定。

4.2 合理应用热量回收技术

空调系统运行时，动力设备运行和管道冷凝热会排放出去，采用合适的热量回收技术可以循环利用冷凝热和排风余热，提高空调制热效率。

4.3 探究可再生能源利用技术

针对空调系统电能消耗大的特点，可以探究储能设备与可再生能源相结合的方式，通过采用太阳能制热、地源热泵制热、风光发电储能技术等，实现绿色能源替代传统石化能源。

4.4 优化变频空调技术

近年来，随着变频控制技术的研发和应用，可以实现对空调压缩电机更加灵活和平滑的运行控制，降低空调系统能耗。

5 BA控制系统中暖通空调的优化控制

5.1 DDC与ID的合理選用

在楼宇智能控制系统中，总共有三个处理能级级别的DDC控制器。中小型控制器一般用在空气处理和通风机、新风系统上，大型控制器用于冷冻机房和配电房内，通过搭配合适控制器可以实现系统运行和谐匹配，提高控制器运行性能。VRV中央空调控制器可以实现对末端分布式设备的远程监控和控制，末端传感器可以采集现场相关数据，并采用TCP/IP 局域网或者总线R485 通信技术方式，将传感器数据传输至中央控制器，并将中央控制器指令传输至终端设备进行相关操作，例如，控制开关、风速风向控制、温度调节及故障报警等。在楼宇智能控制系统和节能管理平台上，设计人员可以依据VRV中央空调控制器RS232/RS485 接口和通信协议进行相关功能拓展开发，实现与其他系统或设备的联动控制。

5.2 BA控制权的合理使用

BA楼宇智能控制系统可以实现对所有系统的集中控制，发挥中央控制的主动权。例如，对大型综合场馆和办公建筑，会根据实际需求设置不同功能区域，同时每个区域对温湿度的需求不同，但是空调系统DDC 控制器不能设置多组参数，因此，可以使用中央控制系统VRV 控制面板对各个子设备实现分组控制。

6 结语

本文通过对影响暖通空调节能运行的各个因素尽心分析，并提供了对应的改善措施和优化方案，通过对暖通空调系统进行一系列优化设计可以实现其运行工况的最优模式，实现暖通空调节能减排的目标，满足人民群众绿色、低碳、高效的生活方式。

参考文献

[1]马蕊. 智能建筑暖通空调的节能方法探析和系统优化研究[J]. 建筑技术开发，2020，47（19）：143-144.

[2]杨柏辉. 智能建筑暖通空调控制系统的优化策略[J]. 新型工业化，2020，10（9）：107-108.

第一作者：刘前龙 ，男，2002/09/04，阜新市，本科学历，在读。

辽宁工程技术大学 土木工程学院 辽宁省 阜新市 邮政编码123000。

第二作者：胡帅，男，2000年6月，阜新市，本科学历，在读 ，电话：18883846883。

第三作者：高强，男 ，2001年11月，阜新市，本科学历，在读，电话：17632088515。

第四作者：杨伟洲，男 ，2000年4月，阜新市，本科学历，在读，电话：18642447462。

第五作者：沈号，男 ，2000年12月，阜新市，本科学历，在读，电话：15117665413。