探析暖通空调的节能设计.doc

1、探析暖通空调的节能设计【摘要】我国的建筑能耗呈逐年增长的趋势，暖通空调的能耗在其中占据着很大的比例，约占建筑总能耗的 35%-40%。空调系统的能源消耗增多，暖通空调的应用也相应越广泛，并且暖通空调设备需要高质量的电源带动运行，使得电力供应与空调运行的矛盾越来越突出。因此,空调的节能设计就成为摆在广大空调系统工程师面前的一个重要课题。下面就针对暖通空调系统的节能设计问题展开讨论。 【关键词】暖通空调系统；节能设计；绿色生态建筑 中图分类号：TU201.5 文献标识码： A 文章编号： 一、合理的选择设计参数 在选择空调系统的设计参数时，应当要对室内实际的温度、湿度进行科学计算，选择一个合理的取

2、值，夏季不得过高而冬季不得过低。在计算、选择新风量时,要在满足卫生、生产工艺要求的前提下,尽可能的节约能耗。室内温度、湿度是确定空调系统节能设计的重要参考参数。空调系统能耗的大小不仅受当地气象参数、建筑外围护结构等因素的直接影响,室内设计温度、湿度标准也会对其负荷大小产生直接的影响。在设计空调时要以保证生产工艺以及人身健康为前提,如果夏天室内空气的设计温度升高 1,则可以降低约十分之一的冷负荷,这种能耗节约的量是非常可观的;同样在满足设计要求的前提下适当提高夏季室内的空气湿度有利于降低空调能耗。由此看来,合理的空调设计参数是暖通空调系统节能设计的重要内容之一。 二、空调冷热水系统的节能设计 在

3、设计空调的冷热水系统时，可以通过以下几种措施降低能耗：第一，闭式循环的模式是优选考虑的方法，这种方法不仅可以降低静水力所需要的输送能耗，而且管道及设备的腐蚀也有所减少，延长了空调系统的使用寿命；第二，整个建筑物中可能有些空调区全年都要供应冷水，而有些区域则是冷热水交替供应，这种情况下可以采用两管分区制水系统，如果空调运行区域全年冷热工况的交替比较频繁,或者需要同时使用，最好采用四管制水系统模式,且两管制空调水系统的冷冻水与热水循环泵宜分开设置；第三，在能够满足空气调节的前提下，宜提高冷冻水的供水温度,制冷机的蒸发温度越高，其单位制冷能耗量就越低；第四，适当的加大冷冻水供回水的温度差，可以降低循

4、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；第五，合理的系统分区是系统节能、平稳运行的关键，如果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；第六，如果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。如果工程的规模不大,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。如果系统的规模较大、阻力强、环路负荷特性、压力损失差达

5、到 50KPa 以上,最好采用二次泵变流量系统，并采用变频调速泵，这样可以降低能量的消耗；第七，一次泵变流量系统中,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末端设备最好设置电动两通调节阀。 三、空调冷却水系统的节能设计 如果当地没有丰富可供使用的自然水源，最好不要采用直流式的冷却水系统，而是采用冷却塔循环使用,进一步降低循环水泵的扬程及能耗，而在冬天还可以将冷却塔用作冷源设备，一机两用。注意设置冷却塔时，要保证其运行环境的清洁,具备良好的通风条件，并且要与高温区域隔离开来，使其冷却效率得到保证。在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者连通管,

6、这样可以防止冷却塔补水与溢水的不均衡，避免浪费。设计连通管的管径要稍大于总回水管的管径，并且要与冷却塔出水管的管顶平接连接。冷水机组需要冷却水的低温对其加以保护，为了满足这一要求,冷却塔的总供水管、回水管间要设置通管，还要设置两通调节阀或者三通调节阀进行调节控制。此外,风机的启停最好通过出水的温度加以控制，或者采用变频调速控制的模式,以节约电能。其次，冷却塔水流量较大，合理的计算冷却水泵的扬程可有效降低冷却水泵的功率。 四、空调风系统的节能设计 如果空调区在运行时间、温度及湿度等方面的需求不同，则进行区域划分时要根据实际情况将这些区域划分开来。建筑物的面积空间较大,或者建筑物内人员较多，或者有

7、集中温、湿度控制管理的需要时，空调的风系统宜采用全空气空调的模式，尽量避免使用风机盘管系统。在设计空气空调系统的过程中，在没有特殊的功能要求的前提下，可采用空调末端加新风的系统形式。在同一个空调系统中，各个空调区域冷热负荷有较大的差异及变化，并且低负荷运行的时间比较长，各空调区域的温度需要分别控制，并且建筑物全年都要送冷风，这种情况下可采用变风量的空调系统。因为这种系统模式可以通过送入房间风量的调节来调节负荷变化，并且确定总风量的过程中还可以将同时使用系统考虑进去,因此风机的运行能耗以及装机容量均有所降低。空调风系统宜设置热回收机组，利于节能。 五、冷热源的节能选择 暖通空调系统中，选择冷热源

8、时最好采用集中设置冷水机组或者供热、换热设备的方法。在选择机组设备时，要将建筑的实际规模、功能特征、当地的能源结构价格政策以及相关的环保规定等各种因素综合考虑进来，因此在确定的过程中要遵循以下几点要求：第一，如果附近有城市场、区域供热、工厂余热等条件,可以将其作为空调的热源；第二，如果区域内有热力发电厂,则可以将热电厂余热供热、供冷技术合理的加以利用；第三，如果区域内天然气供应充足,则可以采用分布式热电冷联供与燃气空调系统,这样可以进行天然气与电力的消峰填谷,使得能源的利用率得到大幅度提升；第四，如果区域内的能源形式比较多,可以采用复合式的能源进行供冷或者供热；第五，如果区域内有天然的水资源、

9、地热源等,可以采用水地源热泵实现空调系统的供冷与供热等。 如果区域内没有集中热源，而且电力充足、供电政策及电价比较优惠、主要是供冷需求、建筑的采暖负荷较小、热源无法通过热泵提供、没有燃气源、煤油等燃料的使用受到环境及消防要求的限制、夜间可以使用低谷电蓄热并且蓄热设备不在用电高峰及平段时间启用、区域内发电是利用可再生能源来实现的等,如果满足上述所有条件，则直接采暖及空调的热源最好避免采用电热锅炉或者电热水器等设备。 六、绿色生态建筑的标准及评估体系 绿色生态建筑是一种象征着节能、环保、健康、高效的人居环境, 是满足人类生存与发展要求的理想建筑。为了真正把绿色生态建筑的理念深入到我们的生活中,建立合理的评价体系至关重要。在绿色生态建筑暖通空调节能技术中可以引入美国 LEED 管理评价体系并结合我国国情深入推广节能设计新思路。 参考文献： 1娄威.暖通空调系统的节能工程设计J.山西建筑,2011(1) 2潘云钢.高层民用建筑空调设计M.北京:中国建筑工业出版社,2006 3杨春梅.暖通空调与节能设计的相关问题探讨J.内江科技.2009（1） 4张莉,李尧,朱玉明.暖通空调节能设计分析J.山西建筑.2010（9） 5林忠.暖通空调设计与节能J.环境科学,2009(4)