建筑节能产品在暖通空调设计中的应用与效果分析

摘要：建筑暖通空调系统是现代建筑中不可或缺的一部分，它能够为人们创造一个舒适、健康、节能的室内环境。然而，由于能源消耗与环保问题的双重压力，建筑暖通空调系统的节能优化设计成为当前建筑领域中的热门话题。本文旨在从建筑暖通空调系统的节能措施、目前存在的问题及优化设计等方面进行探讨，以期为建筑节能设计提供有价值的参考。

关键词：建筑节能产品；暖通空调设计；应用效果

1暖通空调系统的组成

暖通空调是具有采暖、通风和空气调节功能的空调器，主要由冷热源及空气处理设备、空气和冷热水输配系统、室内末端装置三部分组成。冷热源是暖通空调系统中产生冷热能量的设备。常见的冷热源设备包括锅炉、热泵、冷水机组等，提供所需的热能或冷能以应对不同季节或不同时间段内的温控需求。其中，锅炉通过燃烧天然气或其他燃料产生热能，供暖系统使用；而热泵则利用地热或空气热能来提供冷暖功能，既环保又经济。空气处理设备的作用是调节经过处理的空气的温度、湿度及清洁度，以满足室内环境的具体要求。空气处理机组是常见的空气处理设备，集成了过滤、加热、冷却、加湿和除湿等功能，可以精确控制送入室内的空气质量，保证室内环境的舒适与健康。空气和冷热水输配系统是连接冷热源及空气处理设备与室内末端装置的桥梁，主要包括管道和风道系统。管道系统用于输送冷热水，而风道系统则负责将处理过的空气输送到建筑的各个角落。室内末端装置是指直接与室内空气进行交换的设备，包括各种类型的散热器、风机盘管、空调箱等，主要是根据室内的具体需求进行冷暖空气的释放或回收，实现个性化温控。

2建筑节能产品在暖通空调设计中的应用

2.1冷热源的合理选择

在绿色建筑的暖通空调系统设计中，冷热源设备的选择是非常关键的一环。这决定了整个系统的能效水平。优先需要选择市场上专门针对绿色建筑的节能型环保型热泵机组、空调制热机组等产品。这部分产品在出厂前已经过专项节能认证，无论是在设备运行电耗，还是热量产出比上都明显优于普通产品。这主要源于厂商在其设计制造过程中采用了先进的压缩机、换热器、软件控制系统等技术手段。操作环保型冷媒的使用也减少了对臭氧层和全球变暖的不利影响。这类环保高效产品的选用可以使整个暖通空调系统的耗电量降低20%以上。另外，针对大型建筑，要考量其供暖、制冷、给排风、照明等多重负荷的特征。如果当地配套了天然气热力网或多联产网等的话，就可以优先采用热电冷三联供应方式。通过天然气燃烧驱动热电机组联产，既输出电力到建筑内部系统，又产生大量高温排气用来驱动制冷和供暖机组。这种方式集约利用天然气的化学能实现建筑多系统能源需求，整体能源利用效率可以比单一燃料系统提高30%以上，是大型建筑供能的优化策略之一。

2.2智能控制系统

（1）智能控制系统通过感知室内外环境的温度、湿度、光照等参数，利用先进的算法和模型，可实现对暖通空调系统的智能调控。智能控制系统可以根据实时的室内外温度情况，自动调整供暖和制冷设备的工作状态。当室内温度较低时，系统可以自动启动供暖设备，并根据室内温度的变化调整供暖强度，以保持室内的舒适温度。同样，当室内温度较高时，系统可以自动启动制冷设备，并根据室内温度的变化调整制冷强度，以保持室内的舒适温度。通过智能控制系统的精确调控，可以避免能源浪费，实现能源的有效利用。

（2）智能控制系统可以根据室内外温度差异来开启或关闭窗户，以实现自然通风。当室外温度适宜时，系统可以自动开启窗户，利用自然风来降低室内温度。当室外温度过高或过低时，系统可以自动关闭窗户，以防止室内热量的损失。通过智能控制系统的自动调控，可以充分利用自然资源，减少暖通空调系统的能耗。

（3）智能控制系统还可以根据室内人员的活动情况来调整暖通空调系统的运行模式。当室内有人活动时，系统可以自动增加供暖或制冷设备的运行时间和强度，以满足舒适的室内环境需求。当室内没有人活动时，系统可以自动减少供暖或制冷设备的运行时间和强度，以节约能源。通过智能控制系统的智能感知和调控，可以实现对暖通空调系统的个性化服务，提高能源利用效率。

2.3高效绝热材料在外墙的应用

高效绝热材料在空调外墙的应用主要是通过提高墙体的热阻来实现节能效果，而热阻是衡量材料隔热性能的指标，热阻越高，材料的隔热性能越好，热量传递的速度越慢。因此，采用高热阻的绝热材料能有效地阻隔外部高温或低温的影响，减少室内空调系统对温度调节的需求，从而降低能源消耗。高效绝热材料如聚氨酯泡沫、挤塑聚苯乙烯板等热传导系数极低，应用于外墙时可以形成强大的保温屏障。在夏季，这种材料能阻挡外部的热量进入室内，减少空调冷却负荷；在冬季则能锁住室内的热量，减少暖气能耗。此外，高效绝热材料在提升建筑热环境稳定性方面也具有优势。温度和湿度的频繁波动会加速建筑材料和家具的老化，增加维护和更换的频率和成本，使用高效绝热材料则能在一定程度上减少这种损耗，为建筑业主节省维护成本。

2.4变频节能技术

建筑物的采暖、通风和空调用能需求都是会发生变动的，会随着室内外温湿度变化、不同时间段人流量变化等外界条件而实时波动。但是，像风机、水泵和空调机组等设备以往多采用定速运行，无法根据负荷需求变化而改变输出状态。这就造成很多运行时间设备能力过剩的状态，频繁出现设备空载大量能量损耗的状况。针对这一情况，变频调速控制技术可以起到很好地改善和优化作用。该技术通过变频器设备感知建筑物负荷变化信号，然后实时控制水泵、风机和空调机组等的工作频率和转速，使之精确匹配建筑物的瞬时需求。在采暖系统中，可以按照室内温度变化对循环水泵和风机进行转速调节，避免供热过剩。在空调系统中，变频可以提高部分加载高效运行的时间比例。在通风系统中，变频通风机扩大室内新风量的有效调节范围。变频调速技术显著提高了建筑系统各类机电设备的部分负荷运行效率，使系统更加与负荷环境变化实时同步，减少空载带来的巨大能源损耗，是建筑物减少能耗非常经济高效的技术手段。

3建筑节能产品在暖通空调设计中的应用效果分析

3.1环境影响的评价

建筑行业是全球温室气体排放的主要源头之一，特别是在供暖、通风及空调系统上，能源的使用直接导致了大量的碳排放。选择节能型产品，例如效率更高的热泵技术，以及采用具有较低全球变暖潜能的空调制冷剂，可以显著降低能源的使用，进而减少碳排放。具体来说，高效热泵技术能够有效利用自然环境中的热能来实现冷暖调节，极大提升了能源的使用效率，减少了对传统化石能源的依赖。同时，新型制冷技术的发展，使得低GWP制冷剂得到应用，这不仅减轻了空调设备对臭氧层的损害，也降低了其对全球气候变化的贡献。这些先进技术的运用，使得建筑中的HVAC系统在节能的同时，也实现了温室气体排放的降低。

3.2经济效益的评估

LED灯具和高效热泵等设备由于耗能较低且寿命较长，同样大幅减少了运营的经费。具体数据表明，LED灯具与传统灯具相比，能节省大约70%的能源消耗，并且使用寿命可长达数万小时，大幅减少了更换和维护的次数。节能产品带来的经济效益还体现在增加建筑物的资产价值以及吸引潜在买家或租客的能力上。在现代商业房地产市场中，绿色环保和高效能的标签已经成为一项关键的竞争优势。建筑物的节能属性不仅能够吸引那些重视可持续发展的租客，还能提高出租率，进一步推动房地产市场的增值。

结论

通过对建筑物的结构、使用环境以及能源利用等方面的节能优化设计，可以有效提高建筑暖通空调系统的能源利用效率，降低能源消耗和排放。若要实现建筑暖通空调系统的节能优化设计，还需不断探索和创新，可借鉴国内外先进的技术和经验，不断完善自身的技术和服务能力，进而提升建筑暖通空调系统的节能性、舒适性和可靠性。

参考文献

[1]徐忠义，綦吉辉.建筑暖通空调系统节能优化设计分析[J].居舍，2023（19）：89-91.

[2]康贺.建筑暖通空调系统节能优化设计分析[J].中国设备工程，2023（2）：132-134.

作者简介：刘永富（1989-），男，本科，高级工程师，主要从事暖通设计工作。