浅析供热通风与空调技术在高层建筑物上的应用

【关键词】暖通空调；高层建筑；技术；应用

　　引言：

　　现代的高层建筑都广泛的采用中央空调系统，这是空调技术发展的必然趋势。暖通空调系统的能量消耗占整个建筑耗电量的50%以上，是建筑物的总体能耗的大户，长期以来，我国的空调存在着低效运行，能源浪费严重的现象，这必将与日益紧张的能源供应之间产生矛盾。由于暖通空调技术在我国的研究起步较晚，在空调工程的设计和总体能耗水平上还很难从根本上得到有效控制。因此，必须加强这方面的研究，合理优化设计，提高运行效率，在为高层建筑创造舒适的室内外环境的同时，尽量节能减排，有利于可持续发展社会的建设。

　　1 施工技术人员必须明确暖通与空调技术的工作原理

　　现代的商业建筑一般楼层较高，建筑面积大，设施齐全，功能完善，集办公、购物、餐饮、娱乐等场合于一体，同时对空调的设计提出了较高的要求。因此，空调设计施工人员必须对暖通空调技术的工作原理进行深入了解，使其满足不同工作场合的要求，创造舒适的空气环境。空调系统的运行与建筑物的布局、周围环境、季节变化、温湿度等条件密切相关，只有理解了空调的工作原理，才能对暖通系统进行合理的调节与控制，实现高效运行，节能降耗的目的。如表1列出了高层建筑物室内温湿度一般要求，这些条件的变化会影响到暖通空调的工作运行。明确了工作原理之后，设计人员在设计时要绘制详细的暖通空调平面、系统图，并标注各种设备的位置、尺寸、工作条件，对各个管道的用途、管径加以说明并编号。施工人员严格图纸设计和国家标准进行安装调试。整个系统安装过程中，技术人员应当编写设计说明书，包括：（1）室内外设计参数；热源、冷源情况；（2）供暖热负荷及耗热量指标、系统总阻力；（3）热媒、冷媒参数；（4）散热器型号；空调冷、热负荷；（5）系统形式和控制方法；（6）风管、管道材料选择、安装要求；（7）消声、隔振、防火、防腐、保温；（8）系统试压要求等。给用户单位的日常操作、保养、维护提供参考资料。

　　2 针对不同的建筑物环境条件选择合适的暖通空调系统

　　安装空调系统的目的是实现对建筑物热湿环境、空气品质全面进行控制，创造舒适的室内外空气环境，这离不开对暖通空调系统的合理选择，盲目的选择不但不能达到上述目的，反而会增加能耗，取得相反的效果。目前在装空调系统中应用较多的有风量可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统以及去湿空调系统等。但是这些系统都是需要一定的工作条件的，如需要考虑风力、日照、楼层、人流量等因素，所以暖通空调的设计没有统一的标准，必须针对不同的应用场合选择合适的空调系统。

　　空调系统包括冷源、输运系统、末端冷凝释放装置。空调系统中常见的三种类型是：全空气系统、空气水系统和全水系统，它们的原理大致相同，有很好的兼容性，可以很好的加以改造。暖通空调设计根据建筑类型、使用功能、气象条件、自然资源及能源状况进行综合考虑，经过技术论证和分析后确定冷热源方案和空调系统形式。还要综合考虑建筑的工程投资、维护费用、舒适性、系统可靠性、安全性和可操作性等。

　　在空调主机设备选择方面，一般选用用户式中央空调主机，如户式风道式空调机组、户式风冷热泵空调机组和户式VRV变频空调机等，可以根据风管安装条件和建筑风格综合选用。如果考虑到空调系统的成本时，也可以采用风冷热泵空调（水）系统。对于建筑简约型要求，可以选用恒温恒湿空调系统。近些年来，变频空调选用较多，它可以自动适应负荷的变化，采用降频控制，自动以低频维持，省电30%，温度波动范围1℃，真正实现了模糊化、神经网络化控制。

　　3 广泛采用暖通空调节能新技术

　　3.1在空调器中安装能量回收装置

　　在暖通工程设计中，许多情况采用直流系统，这样会在空调的排风系统中存在较大的热量，特别是在冬季和夏季，这种差别很大。由于排风中有部分污染物，不能直接排放在室外空气中，所以可以对这些显热加以利用，使其直接进入空调系统中的能量回收装置进行回收。许多的应用实例已经表明，在保证新风和排风不出现交叉污染的前提下，能量回收装置可以回收50%的热量，特别是在寒冷的冬季，将会极大的减少热量损耗。在夏季时，也可以把多余的热量与太阳能热量结合起来应用。这种显热回收装置也有一定的缺点，特别是在冬季时需要注意防冻，避免其结冰而影响正常工作。

　　3.2变频空调控制技术

　　常规空调的制冷能力是随着室外温度的上升而下降的，而房间热负荷却随室外温度上升而上升，当然这是不符合人们的需要的，因为在夏季时室外温度较高，本需要空调向房间里提供较多的冷量来维持合适的温度，但是由于常规空调自身的弊端，使其制冷量不足以维持舒适的温度值；当室外温度较低，不需要冷量时，其制冷量反而充裕，浪费了电力。为了解决这个难题，变频空调通过控制压缩机的转速变化，当室外温度较高时实现较多的冷量输出，使其制冷量与房间的热负荷自动的达到平衡，提高房间的环境质量，同时节约了电力资源。

　　变频空调调节制冷量的原理如下：在一定工况下，制冷量Q与制冷剂质量流量m成正比，即Q=q·m，而制冷剂质量流量m与压缩机转速N成函数关系，那么Q=q·f（N），式中，q为制冷剂单位质量制冷量。因此，可以通过调节压缩机转速实现空调制冷量的调节，这正是直流或交流变频空调变频能量调节的基本原理。变频空调根据压缩机是采用交流还是直流电机可分为交流变频和直流变频两种。

　　4 结束语

　　随着暖通空调技术的不断发展，在高层建筑中使用的新技术和控制手段也将会进一步得到应用。这就要求暖通空调的工程技术人员综合分析和考虑影响空调系统运行的各种因素，不断探索新工艺、新技术，针对不同建筑条件合理选择空调系统，在营造舒适的室内外空气环境的基础上实现经济效益最大化，节能减排和资源利用可持续发展。