供热通风与空调工程中的节能控制措施探究

引言

随着城市建设规模持续扩大，以及人们对建筑室内环境舒适度要求的不断提升，HVAC系统的能源消耗呈现出持续增长态势。设备选型环节中，部分冷水机组、水泵等设备的实际运行工况与设计负荷存在差异，在部分负荷状态下运行效率有待提升；控制模式相对固定，多采用定频运行或基础温控方式，难以根据实际需求进行灵活调节；在能源综合利用层面，排风余热、冷凝热等可回收能源尚未得到充分开发利用。这些因素使得系统实际运行能效与设计预期之间存在一定差距，由此可见，探索更为科学合理的节能控制策略，对推动建筑领域节能降耗、助力绿色建筑高质量发展具有积极意义。

1 HVAC系统节能控制的技术路径

1.1 高效设备选型与系统优化

1.1.1 主机设备能效提升

冷水机组可考虑选用变频螺杆机或磁悬浮离心机，这类设备的部分负荷能效比（IPLV）通常能达到 6.0 以上，相较于传统定频活塞机，节能效果较为可观。以某酒店改造项目为例，将定频冷水机组更换为变频机组后，夏季空调耗电量出现了明显下降，从 12 万kWh/月降至 8.5 万kWh/月。

供热系统若采用冷凝式燃气锅炉，利用烟气余热回收技术，有望将热效率提升至 95% 以上，相比传统锅炉（热效率约 85% ）有显著提高。对于1 万 ⋅_m² 的建筑而言，冬季供暖时天然气消耗预计可减少约 1000m³ 。

1.1.2 末端设备节能改造

风机盘管可尝试采用铜铝复合翅片换热器，这种换热器的传热系数有所提升，同时配备三速电机和电动二通阀，有助于实现按需供冷供热。某办公楼在进行相关改造后，末端设备能耗呈现出一定程度的降低，降幅约为 22% 。

新风系统可选用低阻力高效过滤器（阻力 ≤80Pa ），并搭配变频风机，与传统系统相比，风机功耗预计能得到有效控制，降低幅度可达 40% 。

1.1.3 管网系统优化设计

空调水管布置可采用异程式与同程式结合的方式，并利用平衡阀调节水力失调问题，将压差控制在 ±10% 以内，从而改善近端过流、远端欠流的情况。某商业综合体在完成管网平衡改造后，水循环泵能耗出现下降，降幅约为 25% 。

风管保温可采用离心玻璃棉（厚度 ≥25mm ），并外贴铝箔防潮层，这种处理方式可将冷损失控制在 5% 以内，相比传统保温材料，冷量损失减少效果较为显著，降幅约为 15% 。

1.2 动态变频与智能调控技术

1.2.1 变频调速技术应用

冷水泵、冷却水泵采用变频控制，能够依据末端负荷变化（借助供回水温差、压力信号反馈）灵活调整转速。在实际应用中，当负荷降低至 50% 时，变频泵的功耗相较于定频泵有明显下降，大致为定频泵功耗的 25% （依据水泵功率与转速的三次方关系）。例如某医院在进行相关改造后，水泵的年耗电量从 3.2 万kWh降至 1.8HkWh_∘

空调箱风机同样采用变频控制，结合CO₂浓度传感器（设定值 800ppm ）对新风量进行调节，在过渡季节有望实现“全新风运行”，进而减少制冷机组的运行时长。

1.2.2 分区温控与时段管理

利用楼宇自控系统（BAS）将建筑划分为多个温控区域（如办公区、会议室、走廊等），每个区域均配备独立的温度传感器（精度 ），夏季制冷温度通常设定在 26-28^∘C ，冬季供暖温度设定在 18-20°C ，温差控制在±2℃左右。

根据不同区域的使用规律制定时段控制策略，比如在办公室的非工作时段（晚 20:00-早 8:00）关闭空调主机，仅维持新风换气；商场则根据客流高峰（10:00-22:00）适当调整负荷输出。

1.2.3 自适应控制算法

引入模糊控制或PID控制算法，通过对历史运行数据的分析学习，尝试对次日的负荷需求进行预测，并提前对系统参数做出相应调整。某智慧大厦应用该技术后，空调系统的响应速度有所提升，温度波动范围得到有效控制，节能效果也较为显著。

1.3 余热回收与能源梯级利用

1.3.1 空调排风热回收

在新风与排风管道间设置显热回收器（铝制板翅式）或全热回收器（纸芯式），通常回收效率能达到 60%80% 。夏季可在一定程度上预冷新风（温度降低约 5-8℃），冬季则可适当预热新风（温度升高约 10–15^∘C ）。以某写字楼为例，安装全热回收装置后，新风处理能耗实现了可观的降低，降幅达 35% ，每年节约电费约 2.8 万元。

1.3.2 冷凝热回收技术

在冷水机组冷凝器出口安装热回收换热器，能够收集 50–60^∘C 的冷凝热用于加热生活热水，一般可满足建筑 60%80% 的热水需求。如某酒店在应用该技术后，燃气热水炉运行时间大幅减少，降幅达 70% ，每年可节省天然气约 1.2 万立方米。

1.3.3 地源/空气源热泵联用

在寒冷地区，尝试采用地源热泵（ COP=4.0-4.5 ）与燃气锅炉联合供暖的模式，让地源热泵承担基础负荷（约 70% ），由锅炉补充尖峰负荷；在过渡季节切换至空气源热泵（ COP=3.0-3.5 ），这种方式相较于传统供暖系统，节能效果较为显著，节能比例可达 40% 以上。

2 节能控制措施的实施挑战与应对策略

2.1 主要挑战

初期投入压力：引入高效设备及智能系统改造方案，预估成本较传统模式增加约 30%-50% ，投资回报周期普遍在 5-8 年，这可能导致部分项目方对前期投入持谨慎态度。

技术协同挑战：多系统协同运行时，存在不同技术间的适配难题。例如，光伏与市电的灵活切换、热泵与锅炉的联动调控等，需专业团队进行精细化调试优化。

运维能力待提升：现有物业运维团队在节能控制系统的专业操作与深度管理方面存在一定提升空间，导致智能系统的节能潜力未能充分释放。

2.2 应对策略

政策激励引导：通过绿色建筑补贴、节能改造专项基金等政策扶持，一定程度上减轻项目初期资金压力；尝试推广合同能源管理（EMC）模式，借助节能服务公司的资金与技术优势开展改造，实现节能收益共享。

标准化技术体系：可以考虑制定《HVAC系统节能控制技术规程》，对设备选型、系统集成及调试等环节进行科学规范；推广模块化智能控制平台或许能有效降低技术整合的复杂程度。

专业人才培养：开展系统化、递进式的 “理论 + 实操” 培训体系，课程设计上，将核心内容进行模块化拆分：

理论教学：通过专家讲座、案例分析等形式，系统讲解变频控制的节能机理、BAS 系统架构及能效诊断标准流程。

实操训练：搭建模拟实训平台，开展设备参数调试、系统故障模拟、能效优化方案制定等实战演练，形成 “培训 - 认证 - 激励” 的闭环人才培养模式。

结束语

供热通风与空调工程的节能控制可视为一项系统性工程，通过“设备高效化、控制智能化、能源多元化”等路径协同推进，或可实现较为显著的节能效果。相关实践数据显示，若综合运用变频调速、热回收、智能调控等技术手段，HVAC系统的能耗存在降低 25% -40%的潜力，同时对室内环境舒适性也有望产生积极影响。随着技术创新的不断深入与管理模式的持续优化，HVAC系统或将逐步改变其“能源消耗大户”的固有形象，在低碳建筑发展进程中发挥更为重要的作用，从而为建筑领域实现碳达峰、碳中和目标提供有力支撑。

参考文献

[1]马海龙,侯昌鑫.探究供热通风与空调工程的施工技术要点与节能控制措施[J].新疆有色金属,2023,46(05):94-95.

[2]常斌,陈永明,赵永涛.供热通风与空调工程施工要点与节能控制措施分析[J].江西建材,2022(06):170-171.

[3]于海.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的运用[J].科技资讯,2021,19(12):90-92.