暖通空調
HVAC
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最高，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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)熱水的預制保溫；進而降低熱能傳輸過程中可能出現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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。
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最高，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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)熱水的預制保溫；進而降低熱能傳輸過程中可能出現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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。
