暖通空調(Heating, Ventilation and Air Conditioning,簡稱HVAC)是指室內或車內負責暖氣、通風及空氣調節(jié)的系統(tǒng)或相關設備。暖通空調系統(tǒng)的設計應用到熱力學、流體力學及流體機械,是機械工程領域中的重要分支學科。

在暖通空調系統(tǒng)的節(jié)能設計過程中,應根據工程建筑的實際情況,合理選擇熱源系統(tǒng)。一般情況下,我國市場常見的熱源種類主要為:熱泵、熱電站、區(qū)域鍋爐房、小型鍋爐、直燃型溴化鋰吸收式熱水機組等。以能源的利用效率來看,一般熱電站的運行效率高,熱泵技術位居其次。熱泵主要應用自然中蘊含的大量可再生、低品位能源作為熱源,如地表水、太陽能、大氣、地熱等,通過壓縮機的運行,在熱源中吸取熱能,提高溫度之后傳輸到高溫熱源中。根據熱泵的能源不同,可以分為兩大部分空氣源(風冷)熱泵。主要為商用單元式熱泵空調機組、家用熱泵空調器、熱泵冷熱水機組等多種類型地源熱泵,以土壤型為代表,可以實現至少30%以上的節(jié)能目標:直燃型溴化鋰吸收式機組,其供熱效率與燃氣鍋爐基本類似,但是對于鍋爐房來說,大型區(qū)域鍋爐房的蓄冷系統(tǒng)應用效果比小型鍋爐更佳。
2.推廣使用變頻技術
在現代化暖通空調系統(tǒng)中,變頻技術的應用具有較強的必然性。通過變頻技術,既可彌補空調系統(tǒng)的工藝問題,也可減少能源消耗,降低運行成本。一般情況下,空調系統(tǒng)僅按照事先設計的額定功率運行,在負荷較低的情況下,如果設備仍以額定功率實行全負荷運行,那么必然產生能源浪費。通過在暖通空調系統(tǒng)中應用變頻技術,就可實現空調設備的輸出功率隨著負荷的變化情況而有所調節(jié),發(fā)揮節(jié)能減排效果。結合空調的實際負荷狀況,適當改變風流量或者水流量,實現節(jié)能目標。一方面,變風量系統(tǒng),利用空調系統(tǒng)的末端裝置實現室內負荷的補償機制,優(yōu)化調整送風量,以保持合適的室內溫度;與定風量系統(tǒng)相比較,變風量系統(tǒng)可節(jié)能約5O%;另一方面,變水量系統(tǒng),主要通過控制數量來調節(jié)溫度,比定流量系統(tǒng)更加省電。隨著我國工業(yè)變頻器的推廣與使用,通過優(yōu)化調節(jié)風量、水量及主機等,可實現與空調負荷的匹配運行,發(fā)揮良好的節(jié)能效益。
3.降低熱媒介的能耗
在暖通空調系統(tǒng)中,節(jié)能工程設計應該注重各個環(huán)節(jié)的能源消耗。以具體設計及實際運行狀況為出發(fā)點,形成整體性的空調節(jié)能體系。其中熱媒介質傳輸系統(tǒng)作為暖通空調的重要組成部分,其熱能輸送方式、材料選擇等,均對節(jié)能問題產生影響。在熱媒介質傳輸系統(tǒng)中,選擇保溫材料,如直埋管等,可實現熱水的預制保溫;進而降低熱能傳輸過程中可能出現的損失。另外,還可應用計算機系統(tǒng)全面測試空調系統(tǒng)的供暖狀況,應用智能管網、平衡閥等,優(yōu)化配置管網流量,加強管理對策,以此提高運行效率,實現節(jié)能目標。有關空調系統(tǒng)的節(jié)能設計,還可應用動力傳輸系統(tǒng),進而優(yōu)化動力系統(tǒng)的設計與施工,提高空調系統(tǒng)的節(jié)能效率。動力系統(tǒng)應選擇負荷性質良好、運行效率高、溫差大、流變速度的供應管道,運用合理、有效的動力設備,提高傳輸效率,構建良好的空調運行系統(tǒng)。
4.合理確定空調方式
隨著人們生活水平的提高,新型節(jié)能、舒適、健康的空調運行方式逐漸被推崇。對于暖通空調系統(tǒng)來說,其應用的舒適程度主要取決于風速、濕度、空氣濕度、環(huán)境平均輻射溫度以及人們對環(huán)境的感覺等綜合因素。因此,選擇各種不同的組合型環(huán)境參數,產生的熱舒適效果有所區(qū)別:例如,熱濕環(huán)境的不同,空調系統(tǒng)產生的能耗也有所區(qū)別。在冬季時期,如果選擇傳統(tǒng)的空調方式提高室內溫度,熱濕交換通過空氣在人體和環(huán)境中進行,所需要的空氣濕度較高,這種情況下,加熱新風的熱損失及維護結構的熱損失相對較大;如果能應用全新熱濕環(huán)境應用成果,優(yōu)化選擇空調運行方式,提高輻射熱度,就可顯著降低空氣濕度,一般以12℃~24℃為宜,而傳統(tǒng)的空調運行方式則需要在18℃~20℃,顯然新型空調運行方式的節(jié)能效果更加客觀。同理,在夏季使用空調系統(tǒng)時,新型空調運行方式更加適用。通過應用這種健康、舒適、節(jié)能的新型空調運行方式,既可滿足高水平的生活需求,同時也實現節(jié)能減排目標,與低碳經濟發(fā)展相一致。
5.冷熱能回收的優(yōu)化
當前,有關暖通空調系統(tǒng)的冷熱能回收問題正在進一步研究,以推動空調系統(tǒng)的冷熱能回收效率,在保障能源利用效率的前提下,實現節(jié)能目標。通過對排風余熱的回收,可更好地應用排風能量,對新風進行預冷或者預熱,減少負荷量,實現空調系統(tǒng)節(jié)能;排風余熱的回收可以分為全熱回收及顯熱回收兩大部分,回收設備一般為板翹式全熱交換器、轉輪式全熱交換器、板式顯熱交換器。