建筑暖通空调节能系统的应用现状及技术优化.pdf

2024 年第 2 期76中国高新科技土木建筑|CIVIL ENGINEERING 建筑暖通空调节能系统的应用现状及技术优化宋清弟福建百禾市政建筑设计有限公司，福建 泉州 362000摘要：随着人工智能、物联网、大数据等技术的发展和应用，建筑节能技术也从传统的能源节约转向了智能化、自动化和人性化方向。文章旨在研究当前建筑节能领域中的一些新技术和新应用，如高效暖通空调系统、可再生能源的利用、低噪声风机、分区控制技术、空气净化技术、定期维护和智能控制系统等，为推进建筑节能的发展助力。关键词：建筑节能；暖通空调系统；智能控制技术文献标识码：A中图分类号：TU83文章编号：2096-4137（2024）02-76-03DOI：10.13535/ki.10-1507/n.2024.02.21Application status and technical optimization of building HVAC energy saving systemSONG QingdiFujian Baihe Municipal Architectural Design Co.,Ltd.,Quanzhou 362000,ChinaAbstract:With the development and application of technologies such as artificial intelligence,the Internet of Things,and big data,building energy-saving technology has shifted from traditional energy conservation to intelligent,automated,and humanized directions.This paper aims to study some new technologies and applications in the current field of building energy conservation,such as efficient HVAC systems,utilization of renewable energy,low-noise fans,partition control technology,air purification technology,regular maintenance,and intelligent control systems,in order to promote the development of building energy conservation.Keywords:building energy conservation;HVAC system;intelligent control technology建筑节能是减少能源消耗和减少碳排放的重要手段之一。在建筑节能中，暖通空调节能系统是不可或缺的组成部分。为解决这一问题，新的节能技术手段被引入到暖通空调系统中，包括高效暖通空调系统、可再生能源的利用、低噪声风机、分区控制技术、空气净化技术、定期维护和智能控制系统等。本文重点探讨这些技术手段在建筑节能中的应用现状和技术优化，为建筑节能的未来发展提供参考。1暖通空调节能系统的应用现状1.1传统暖通空调系统的能耗状况根据国际能源署的报告，暖通空调系统的能耗在全球范围内占据较大比例，其占建筑能耗的三分之一以上。在某些发达国家，暖通空调系统甚至成为建筑能耗最大的单一项目。传统暖通空调系统能源消耗高的主要原因是其采用的控制方式不够精细，大量的能源被浪费在了室外空气的加热、降温、除湿等方面。此外，一些传统暖通空调系统在设备选择、设计和安装过程中存在缺陷，也会导致能源消耗的增加。比如，风机和水泵选择不合理、管道布局不合理等问题，都会增加系统的阻力和能耗。因此，为解决传统暖通空调系统能源消耗高的问题，必须采用先进的技术和措施，对系统进行优化和改进。这些技术和措施包括新型的设备、控制系统和能源管理方案等，通过提高系统的效率和控制精度，最终降低能源消耗，实现建筑节能的目标。1.2高效暖通空调系统的应用现状高效暖通空调系统是为了降低能耗、提高能源利用效率而设计的一类新型系统。目前，高效暖通空调系统已在全球范围内得到了广泛应用。其中，系统具有能量回收、换热和储能等功能，能够将废热和废水转化为有用的资源，从而降低能源的消耗。同时，系统采用了新型的制冷剂、高效的风机和水泵、优化的管道布局等技术，从而降低了系统的阻力和能耗（见图 1）。此外，建筑业和能源管理企业也在积极推广和应用高效暖通空调系统，以实现建筑节能和能源消耗的最优化。高效暖通空调系统是未来建筑节能的重要组成部分，应进行不断的技术创新和应用推广。图1暖通空调系统技术流程图2技术优化 2.1可再生能源的利用可再生能源是指来自自然界的可持续供应，不会因为消2024 年第 2 期77中国高新科技CIVIL ENGINEERING|土木建筑耗而减少的能源。这些能源主要包括太阳能、风能、水能、地热能等。在建筑节能领域，可再生能源的应用对于实现能源可持续利用和降低碳排放具有重要意义。在暖通空调系统中，可再生能源的应用可通过多种方式实现（见表 1）。其中，太阳能的利用是最为普遍的一种方式。太阳能热水器和太阳能空调系统可以利用太阳能提供热能和冷能，从而实现节能和减排效果。此外，利用风能的风力发电系统也可为暖通空调系统提供能源，从而降低系统的能耗。除了这些常见方式外，还有一些新型的可再生能源技术也可应用于暖通空调系统。例如，光伏发电技术可以将太阳能转化为电能，为系统提供电源；地源热泵系统可利用地下的热能，提供暖通空调系统的热能需求；生物质热能利用技术可以利用生物质材料提供热能等。可再生能源的应用对于暖通空调系统的节能和减排效果具有重要意义。2.2采用低噪声风机在暖通空调系统中，采用低噪声风机是解决暖通空调系统噪声问题的有效措施。低噪声风机是一种针对噪声问题设计的新型风机。它主要采用先进的风叶设计、材料选用、降噪隔振技术等，在减小噪声的同时保持了风机的性能和效率。其中，风叶设计是关键因素之一，优秀的风叶设计可实现更高效、更低噪声的风机运行。采用低噪声风机可有效减少暖通空调系统的噪声问题，提高室内环境的舒适度和质量，从而提高生活和工作的品质。此外，低噪声风机还可以节约能源和降低运行成本，也可提高暖通空调系统的运行效率和品质，同时降低系统的噪声和成本。2.3采用分区控制技术采用分区控制技术能实现不同区域的独立控制，从而实现更加精准和高效的能源利用。分区控制技术是一种新型的控制技术，它将整个暖通空调系统分成多个区域，每个区域都有独立的控制器，可根据实际需求进行控制。采用分区控制技术的暖通空调系统具有如下优势（见表 2）：（1）节约能源。该技术能够根据不同区域的需求，精细控制温度、湿度等参数，从而避免了对整个系统的过度运行，节约了能源。（2）提高舒适度。该技术能够根据不同区域的需求进行控制，提高了系统对室内环境的适应性和舒适度。（3）精准控制。采用该技术能够根据实际需求进行精准控制，从而避免了不必要的能耗和浪费。（4）灵活性强。采用该技术能够实现不同区域的独立控制，具有较强的灵活性和适应性，可以提高暖通空调系统的效率和舒适度，降低能源消耗，也有助于实现建筑节能的目标。2.4采用空气净化技术空气净化技术是一种能够过滤空气中的污染物、净化空气质量的技术。在暖通空调系统中，空气净化技术可有效净表1可再生能源利用对比表技术名称应用领域优点太阳能光伏系统建筑物屋顶、立面零排放、长寿命、维护简单、安装灵活太阳能热水系统建筑物屋顶、立面可靠、长寿命、维护简单、低成本风力发电系统建筑物屋顶、周围开阔地区高能效、低成本、维护简单、零排放生物质能源系统废弃物或农业残留物等可再生、无需外部能源、低成本地源热泵系统建筑物地下高效节能、零排放、使用寿命长、安静表2采用分区控制系统对比表技术名称应用领域优点分区温控系统办公、住宅建筑提高室内舒适度、节约能源、降低运行成本分区新风系统酒店、商业建筑空气质量高、能源利用效率高、运行成本低分区照明控制系统学校、商场建筑精准控制、降低用电量、延长灯具寿命 2024 年第 2 期78中国高新科技土木建筑|CIVIL ENGINEERING 保护设备并延长设备使用寿命，有助于实现建筑节能的目标，提高建筑的能源利用效率。3优化措施3.1定期维护定期维护是保证暖通空调系统稳定运行、延长使用寿命的重要手段。通过对系统的定期检查、清洁、保养和维修，可保持系统的性能和效率并及时发现和解决问题，避免意外故障的发生，保证系统的安全性和稳定性。定期维护的具体内容包括以下 4 方面：（1）定期检查系统的各个部件，包括空调机、风机、过滤器、管道、阀门、电气设备等。检查是否存在损坏、堵塞、松动等情况，及时进行维修和更换。（2）定期清洁系统的各个部件，包括空调机、风机、过滤器、管道、阀门等。清洁可以有效去除系统中的污垢和杂质，保持系统的清洁度和通畅度。（3）定期更换过滤器。过滤器是保证室内空气质量和系统正常运行的关键部件，应定期更换以保证其过滤效果。（4）定期保养系统的各个部件，包括润滑风机轴承、清洗冷凝器、检查电气设备等。保养可以延长系统的使用寿命，提高系统的效率和稳定性。3.2使用智能控制系统智能控制系统是利用先进的技术手段，如人工智能、大数据分析、物联网等，对暖通空调系统进行精准控制和管理，从而实现节能、降耗、提高舒适度等多重效益。采用智能控制系统能够根据实际需求进行精准控制，避免了不必要的能耗和浪费，提高了系统的效率和舒适度。同时，智能控制系统还能实现系统的自动化运行，减少人工干预，提高了系统的稳定性和效率，如图 2 所示。4结语暖通空调节能系统作为建筑物能耗的主要来源之一，其节能和优化已成为建筑节能的重要方向。因此，本文对暖通空调系统中的关键技术进行了探讨，包括高效暖通空调系统、可再生能源的利用、低噪声风机、分区控制技术、空气净化技术、定期维护和智能控制技术等。这些技术手段可以降低暖通空调系统的能耗和运行成本，也可以提高系统的效率和舒适度，有助于实现建筑节能的目标。基金项目：福建省教育厅“绿色建筑施工与管理工程研究中心”项目（闽教科 201713 号）项目成果。作者简介：宋清弟（1972-），男，福建政和人，福建百禾市政建筑设计有限公司高级工程师，研究方向：暖通空调设计与节能技术。参考文献1 胡跃涛.建筑节能中暖通空调节能系统的应用现状和技术优化措施 J.中国建筑装饰装修，2022（13）：69-71.2 罗其平.建筑节能中暖通空调节能系统的应用现状和技术优化措施研究 J.低碳世界，2019，9（6）：174-175.3 周鹃妮.建筑节能中暖通空调节能系统的应用现状和技术优化措施研究 J.城市建设理论研究（电子版），2019（6）：194.4 金香菊.建筑节能中暖通空调节能系统的应用现状和技术优化措施研究 J.工程技术研究，2019，4（2）：58-59.（责任编辑：张志明）图2换热站智能控制系统示意图化室内空气，降低室内的污染物浓度和疾病感染率。空气净化技术的应用方式较多，常见的应用包括：空气过滤、负离子技术、紫外线杀菌技术等。其中，空气过滤技术的应用最为广泛。采用高效过滤器可有效过滤掉空气中的 PM 2.5、细菌、病毒等污染物，保持室内空气的清洁度。负离子技术能够产生大量负离子，可促进空气中的氧化反应，从而去除空气中的异味、细菌和病毒等有害物质。紫外线杀菌技术可利用紫外线杀死空气中的细菌和病毒等微生物，保证室内空气的卫生和健康。采用空气净化技术可提高室内环境的舒适度和卫生水平，减少室内空气污染对人体的危害。在暖通空调系统中，采用空气净化技术还可有效降低系统的能耗，