暖通空调系统的节能工程设计

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　　摘要：
　　 随着人们物质生活水平的不断提高，暖通空调的应用越来越广泛，空调系统的能源消耗也越来越多，并且暖通空调系统需要高质量的电源带动运行，使得空调运行与电力供应的矛盾越来越突出。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。本文就针对暖通空调系统的节能设计问题展开讨论，从空调建筑、冷热水系统、风系统以及冷热源的选择等四个方面谈谈暖通空调的节能设计。
　　关键词：暖通空调系统；节能；设计
　　一、空调建筑的节能
　　首先，使用空调的建筑在进行设计时要充分考虑到节能的问题。提高空调建筑节能效果主要可以由以下几个方面着手：第一，窗的构造设计要合理，在进行建筑窗户的设计时，不仅要体现出窗对日光照射的控制作用，而且对于窗与墙的体积比还要加以限制。如果建筑物的窗户面积比较大，则可以采用吸热玻璃或者热反射玻璃，也可以采取其它诸如挑阳台、窗帘、遮阳板等遮阳措施。如果室外温度较低，自然空气就可以作为直接利用的能源。因此在设计窗口的构造时，可以在其上设置能够开启的自然通风口。第二，提高门窗的气密性，如果房间内换气的频率从0.8小时降至0.5小时，则建筑物内的耗冷量可以降低8%，所以建筑设主中门窗的气密性是降低损耗的有效途径之一，可以通过加设密闭条的方法提高门窗的气密性。第三，如果建筑物的供冷负荷比较大，则最好采用浅色作为建筑表面的颜色。在设计建筑的外围护结构时，要将热容量大的材料尽量设在外围护层的室内侧，热容量小的保护材料则置于外侧，从而可以有效的减少围护结构的蓄热负荷。第四，照明装置尽量选择节能效果好的设备，以降低建筑内的热损耗。在我国，照明用电量占到总的用电量的十分之一以上，而照明用电会直接转化为空调的冷负荷。因此一些照明容量大、空调面积大的建筑空间，要尽量采用照及及空调的组合系统，应用节能灯以降低空调热负荷。
　　二、空调冷热水系统的节能设计
　　在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最好也分开设置；第三，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；第四，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；第五，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、压力损失的差距达到50MPa以上，最好采用二次泵变流量系统，并且是变频调速泵，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位置最好设置电动两通调节阀。
　　三、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，或者有集中温、湿度控制管理的需要时，空调的风系统最好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，尽量采用单风管关风的方法。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，这种情况下就可以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。
　　四、冷热源的节能选择
　　 暖通空调系统中，选择冷热源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、地热源等，可以采用水源热泵实现空调系统的供冷与供热等。
　　当然，暖通空调在设计方面的节能措施还有很多，比如动力节能等，限于篇幅此处不做赘述。总之空调系统的节能问题已经成为一个社会性问题，作为空调工程师要采取相应的措施将空调的能耗降至最低。这不仅是出于业主的实际需求，更是承担了相应的社会责任，因此在设计过程中要格外重视节能问题。
　　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)

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