暖通空调系统节能设计相关问题

 

　　伴随着我国经济的飞速发展，暖通空调的应用范围日趋广泛，这直接导致了暖通空调系统能耗逐渐增加，使得暖通空调系统运行与我国日趋严峻的电力供应系统的矛盾日益凸显。由此可见，暖通空调节能设计是广大暖通空调系统工程师亟待解决的重要问题。众所周知，建筑节能是我国能源可持续利用的基本方针之一，而暖通空调节能设计则是建筑节能的典范，它是节能技术的研发和运用的典型成果，为我国建筑系统节能奠定了坚实的基础，在一定程度上推动了我国环境、经济和社会的可持续发展。笔者结合工作实践，拟从空调冷却水系统节能设计、空调风系统节能设计和空调冷热水系统节能设计等三个方面探讨我国暖通空调系统节能设计问题。 

 

 

　　若当地不具备可供使用的丰富自然水源，原则上不采用直流式冷却水系统而选用冷却塔循环合使用以进一步降低循环水泵扬程及其运行能耗。冬天时还可将冷却塔用作冷源设备。尤其需要注意的是，冷却塔设置时须确保其运行环境的清洁，通风条件良好，且务必和高温区域相隔离以确保其冷却效率得到保证。并联使用多台冷却塔时，各冷却塔间要设置共用连通水横槽或连通管以防止冷却塔补水和溢水的不均衡以免造成不必要的浪费。设计连通管管径要稍大于总回水管管径，且要和冷却塔出水管管顶平接连接。冷水机组需冷却水的低温保护，为满足此要求，冷却塔总供水管和回水管之间须设置通管，还须设置两通调节阀或三通调节阀以进行控制调节。 

 

 

　　若空调区在运行时间、湿度和温度等方面需求不同，则进行区域划分时须参照实际情况将这些区域划分开来。建筑物面积空间较大、建筑物内人员较多或有集中温度和湿度控制管理需要时，空调风系统原则上选用全空气空调模式，且尽量避免采用风机盘管系统。在空气空调系统的设计过程中，在无特殊功能要求的前提下，尽量选用单风管关风的方法。在同一个空调系统中，各空调区域冷热负荷存在较大差异和变化，且低负荷运行时间较长，各空调区域温度需分别加以控制，并且建筑物全年都需送冷风，此种情况即可选用变风量空调系统。因为此系统模式可通过调节送入房间风量来调节负荷的变化，且确定总风量的过程中还可考虑同时使用系统，因而风机运行能耗和装机容量均呈现下降趋势。 

 

 

　　在空调冷热水系统设计时，可通过以下措施降低能耗： 

 

　　①闭式循环模式是优先考虑的方法，该方法不但可以降低静水力所需输送能耗，且管道和设备腐蚀也呈现明显下降趋势，因而延长了暖通空调系统的使用寿命； 

 

　　②整个建筑物中可能有某些空调区需全年供应冷水，而有些区域则需冷热水交替供应，此情况可选用两管分区制水系统，若空调运行区域全年冷热工况交替较为频繁，或需同时使用时则最好选用四管制水系统模式，且两管制空调水系统的冷冻水和热水循环泵须分开设置； 

 

　　③在能够满足空气调节的前提下，冷冻水的供水温度越高好，制冷机的蒸发温度越高，其单位制冷能耗量就越低； 

 

　　④最好适当的加大冷冻水供回水的温度差，可以降低循环水泵在运行过程中的流量，进一步降低输送过程中的能量消耗；

 

　　⑤若冷冻水系统的静压力小于1MPa时，最好不要竖向分区，可以采用一泵到顶的方法，这样不仅在设备运行维护过程中更加方便，而且因为分区而增加的土建设工程成本也有所降低，并且设备的电能消耗也会相应的减小； 

 

　　⑥若空调水系统中包括两台以上的冷水机组及循环泵，最好采用变流量系统，若工程的规模不大，或者各环路的负荷特性、压力损失的差距相对较小，则采用一次泵变流量系统即可，而且总供回水管间要设置旁通管及旁通电动调节阀，调节阀要注意有压差控制，若系统规模较大、阻力较强、环路负荷特性和压力损失的差距高于50MPa，最好选用二次泵变流量系统，且采用变频调速泵以降低能耗； 

 

　　⑦一次泵变流量系统中，其风机盘管的回水管上、二次泵变流量系统中、新风机组以及组合式空调的回水管等位置最好设置电动两通调节阀。

 

 

　　暖通空调系统的设计对空调系统的节能有着重要的影响，然而，在实际工作中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视，加之工程设计周期普遍较短，设计收费与没计产生的经济效益不挂钩，以及一些技术性问题没有完全得到解决等原因，一些设计单位只求数量，忽视质量，使得设计施工完的系统不仅投资大，运行能耗也相当惊人，超过了国家标准。另外，目前建筑施工监理行业中暖通空调专业人员水平参差不齐，一部分人员非本专业院校毕业或非对口专业，甚至一部分人员根本未经过任何培训，对本专业理论知识似懂非懂，常凭经验，采用惯用方案或甲方指定的方案，由此在设计或施工中遇到的一些涉及方案性调整问题不能进行及时正确的处理和解决，最终导致系统出现无法挽回的不良后果，给系统的运行、管理留下隐患，在实际工作中，由此造成的经济损失也是相当严重的。 

 

　　因此，在选择暖通空调系统的设计参数时，要对室内实际的温度和湿度进行科学计算，选取较合理的取值，且夏季不得过高而冬季不得过低。在计算和选择新风量时，要在满足生产工艺和卫生要求等前提下，最大限度上节约能耗。室内温度和湿度是确定空调系统节能设计的两个重要参考参数。暖通空调系统能耗的大小不仅受当地气象参数和建筑外围护结构等相关因素的直接影响，也受到室内设计温度和湿度标准等的影响。在暖通空调设计时要以确保人身健康和生产工艺为基本前提，若夏天室内空气设计温度升高1℃，则可使热负荷降低10%左右，这种能耗节约量极为可观；与此同时，若夏季室内空气湿度设计提高10%，则可降低20%左右的能耗。 

 

　　暖通空调设计的特点是“条条大道通罗马”，近年来，随着对节能和环保要求的不断提高，新的技术方案不断涌现，每种技术方案往往都有各自的优缺点。面对众多的设计方案，由于考虑问题的角度不同，各方面的评价结果也往往不相同，甚至大相径庭；由于缺乏科学的、客观的设计方案评价方法，设计人员往往雾里看花，无所适从，如何在众多的设计方案中找到最合适的节能方案，是困扰暖通空凋没计人员的重要课题。所以，选取合理的空调设计参数对暖通空调系统节能设计具有重要意义。 

 

 

　　综上所述，要想把建筑节能长期有效地搞下去，就必须让老百姓了解它，让整个社会都重视起来，这样我们的建筑节能事业才会有希望，才会有长足的进步。我国建筑能耗的总量呈逐年上升趋势，建筑节能迫在眉睫，而暖通空调系统在建筑能耗中占有重要比重。所以，暖通空调系统节能问题业已成为一个社会性问题，而作为暖通空调工程师则须采取相应措施，在暖通空调系统设计过程中遵循节能设计原则，这不仅是对业主负责，更是暖通空调工程师应承担的社会责任。 

 

　　参考文献： 

 

　　[1]杨秀峰.浅谈暖通空调系统节能问题在系统设计中的重要性[J].中国新技术新产品，2011，（19）. 

　　[2]张曦，俞霏.暖通空调系统节能设计问题探析[J].中国新技术新产品，2011，（03）. 

　　[3]娄威.暖通空调系统的节能工程设计[J].化工职业技术教育，2010，（02）. 

　　[4]王天宇.暖通空调系统节能设计存在的问题及完善措施[J].民营科技，2011，（06）.