暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)問題探析

1、    暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)問題探析    孫芳摘要：節(jié)能主要是指強(qiáng)化用能管理,運(yùn)用技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理和環(huán)境與社會(huì)能夠承擔(dān)的有效措施,從而減少能源的生產(chǎn)、消費(fèi)等各環(huán)節(jié)的損失與浪費(fèi), 以便于更為有效地運(yùn)用能源。本文對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；系統(tǒng)節(jié)能；設(shè)計(jì)方向abstract: the energy saving is mainly refers to strengthen management in the use of energy, the use of technology, reasonable economy and

2、 feasible environmental and social can afford effective measures, so as to reduce energy consumption, production on the aspect of loss and waste, so as to use energy more effectively. in this paper, the hvac system energy saving design are discussed.keywords: hvac; system energy saving; design direc

3、tion中圖分類號(hào)：s611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：節(jié)能主要是指強(qiáng)化用能管理,運(yùn)用技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理和環(huán)境與社會(huì)能夠承擔(dān)的有效措施,從而減少能源的生產(chǎn)、消費(fèi)等各環(huán)節(jié)的損失與浪費(fèi), 以便于更為有效地運(yùn)用能源。目前, 節(jié)能主要有再生能源和新能源的開發(fā)利用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 暖通空調(diào)已十分普遍地運(yùn)用到公共建筑及居民住宅之中, 在改進(jìn)人們的生活條件的基礎(chǔ)上,同時(shí)也浪費(fèi)了大量的電能, 使能源與環(huán)境問題變得更加尖銳。一、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)方面存在的問題1、設(shè)計(jì)的理念問題合理的設(shè)計(jì)是節(jié)能的前提。目前一些設(shè)計(jì)人員重視不夠，設(shè)計(jì)時(shí)盲目套用經(jīng)驗(yàn)值，從而造成初投資的增大，運(yùn)行能耗驚人，因此建議政府職能部門及

4、有關(guān)的節(jié)能審查機(jī)構(gòu)，加大對(duì)暖通空調(diào)節(jié)能的監(jiān)察力度，增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的節(jié)能意識(shí)，使節(jié)能工作真正落到實(shí)處。2、新技術(shù)的推廣問題新技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，為節(jié)能提供了一個(gè)新的方向。例如地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、太陽(yáng)能制冷供熱系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)可再生能源的有效利用，并且可以帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益，是值得大力推廣的。但是同任何新技術(shù)一樣，這些新技術(shù)在造價(jià)上往往偏高，而且使用的地域條件有一定的限制，并且從技術(shù)上講還存在著許多需要改進(jìn)提高的地方。因此，對(duì)于新的節(jié)能技術(shù)，我們應(yīng)當(dāng)因地制宜，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積極推廣。二、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)采取的措施1、從設(shè)計(jì)入手，合理選擇、設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)，使其在高效、經(jīng)濟(jì)的狀況下運(yùn)行設(shè)計(jì)是

5、工程的龍頭，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響其使用性能。而建筑負(fù)荷計(jì)算是設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，當(dāng)前普遍存在一個(gè)現(xiàn)象就是設(shè)計(jì)工期短，許多設(shè)計(jì)人員為了節(jié)省時(shí)間，錯(cuò)誤地利用設(shè)計(jì)手冊(cè)中供方案設(shè)計(jì)或初步設(shè)計(jì)時(shí)估算冷、熱負(fù)荷用的單位建筑面積冷、熱負(fù)荷指標(biāo)，直接作為施工圖設(shè)計(jì)階段確定冷熱負(fù)荷的依據(jù)，往往使得總負(fù)荷偏大，從而導(dǎo)致空調(diào)采暖設(shè)備偏大，初投資增高,運(yùn)行費(fèi)用增加，能量消耗增加。2、結(jié)合實(shí)際情況，合理選擇空調(diào)冷熱源，力求實(shí)現(xiàn)冷熱源的多元化隨著暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，對(duì)不可再生能源的消耗也大幅度上升，同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破環(huán)也日趨加劇。如何合理的選擇冷熱源，已經(jīng)引起了各方的廣泛關(guān)注。3、加強(qiáng)冷熱回收利用的研究運(yùn)用工作，實(shí)

6、現(xiàn)能源利用的最大化提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用率也是實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的途徑之一。熱回收主要是通過系統(tǒng)中安裝的能量回收裝置，用排風(fēng)中的能量來處理新風(fēng)，就可以減少處理新風(fēng)所需的能量，降低機(jī)組負(fù)荷，達(dá)到節(jié)能的目的。在選擇熱回收裝置時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件、經(jīng)濟(jì)狀況、工程的實(shí)際情況、排風(fēng)中有害氣體的情況等多種因素綜合考慮，以確定選用合適的熱回收裝置，從而達(dá)到花較少的投資，回收較多的熱(冷)量的目的。4、采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)及采暖方式影響人體熱舒適性的環(huán)境參數(shù)眾多，不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果，但對(duì)于不同熱濕參數(shù)組合的環(huán)境其空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。5、著力開發(fā)可再生能源,積極推廣新能源

7、由于空調(diào)系統(tǒng)中所使用的高品位、不可再生能源所引起的資源環(huán)境問題也日益突出，必須開發(fā)一些合理有效的可再生能源以緩解目前的緊張局面。地?zé)?冷)能和太陽(yáng)能等可再生資源應(yīng)用于空調(diào)制冷，具有一定的優(yōu)勢(shì)，而且清潔無污染。地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量，包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作為冬季熱源。三、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的設(shè)計(jì)方向1、根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的空調(diào)設(shè)計(jì)(1)空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量的大小不僅與能耗、 初投資和運(yùn)行費(fèi)用密切相關(guān),而且關(guān)系到人體的健康, 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(gb501892005)對(duì)其取值進(jìn)行了規(guī)定,設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí),不應(yīng)隨意增加或減少。 另外,在人員密度相對(duì)較大且變化較大

8、的房間,宜采用新風(fēng)需求控制,即根據(jù)室內(nèi)co2濃度檢測(cè)值增加或減少新風(fēng)量,使co2濃度始終維持在衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值內(nèi)。(2)風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)口應(yīng)單獨(dú)設(shè)置,或布置在風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組出風(fēng)口的旁邊,不應(yīng)將新風(fēng)接至風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的回風(fēng)吸入口處,以免減少新風(fēng)量或削弱風(fēng)機(jī)盤管處理室內(nèi)回風(fēng)的能力。(3)房間面積或空間較大、人員較多或有必要集中進(jìn)行溫、濕度控制和管理。全空氣空調(diào)系統(tǒng)具有易于改變新、 回風(fēng)比例,必要時(shí)可實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行,從而獲得較大的節(jié)能效益和環(huán)境效益,且易于集中處理噪聲、過濾凈化和控制空調(diào)區(qū)的溫、 濕度,設(shè)備集中,方便維修和管理等優(yōu)點(diǎn)。(4)建筑空間高度大于或等于10m且體積大10000

9、m3時(shí),宜采用分層空調(diào)系統(tǒng)。 與全室性空調(diào)方式相比,分層空調(diào)系統(tǒng)夏季可節(jié)省冷量30%左右,因此,能減少運(yùn)行能耗和初投資。 但在冬季供暖工況下運(yùn)行時(shí)并不節(jié)能,此點(diǎn)特別提請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)人員注意。2、合理的負(fù)荷計(jì)算冷熱負(fù)荷是空調(diào)與供暖工程設(shè)計(jì)中最重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),是確定供暖與空調(diào)冷、熱源容量,空氣處理設(shè)備能力,輸送管道尺寸等的依據(jù)。目前,有些設(shè)計(jì)人員在施工圖設(shè)計(jì)階段,往往不加區(qū)別地將設(shè)計(jì)手冊(cè)或技術(shù)措施中的單位建筑面積冷、 熱負(fù)荷指標(biāo)直接用作確定施工圖設(shè)計(jì)階段空調(diào)與供暖冷、 熱負(fù)荷的依據(jù),導(dǎo)致冷熱源設(shè)備裝機(jī)容量偏大、 水泵配置偏大、 末端設(shè)備偏大、管道直徑偏大的 “四大” 現(xiàn)象。 其結(jié)果是工程的初投資增高,運(yùn)行

10、費(fèi)用和能耗增大,給國(guó)家和投資方造成巨大損失。在方案設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)階段,由于建筑設(shè)計(jì)還達(dá)不到給出詳細(xì)構(gòu)造、門窗尺寸等深度,不能滿足供暖與空調(diào)負(fù)荷計(jì)算的需要,所以,只能憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算。為了使估算更加接近實(shí)際,遂推出了“設(shè)計(jì)指標(biāo)” 這個(gè)概念?！霸O(shè)計(jì)指標(biāo)” 一般都是根據(jù)大量同類工程的單位建筑面積冷、熱負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)值,通過統(tǒng)計(jì)回歸求得的,具有一定的代表性。但是,在統(tǒng)計(jì)過程中普遍發(fā)現(xiàn),由于各個(gè)工程的實(shí)際情況千差萬(wàn)別,所以計(jì)算得出的負(fù)荷指標(biāo)有較大差異,數(shù)值分布比較離散,回歸結(jié)果很難獲得理想的相關(guān)系數(shù)。 因此,不得不采取分上、下限用兩條曲線來進(jìn)行回歸。必須承認(rèn),“指標(biāo)”只是一種粗略的統(tǒng)計(jì)值,在方案設(shè)計(jì)和初步設(shè)

11、計(jì)階段,采用指標(biāo)進(jìn)行估算,也是不得已而為之。在施工圖設(shè)計(jì)階段,已具備了進(jìn)行詳細(xì)負(fù)荷計(jì)算的充分條件。 這時(shí),再按指標(biāo)去確定負(fù)荷,顯然是不恰當(dāng)?shù)?。為?采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb500192003)中第6.2.1條和 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(gb501892005)中第5.1.1條,已經(jīng)明確規(guī)定必須進(jìn)行熱負(fù)荷和逐項(xiàng)逐時(shí)的冷負(fù)荷計(jì)算,并列為強(qiáng)制性條文。3、水力平衡裝置的設(shè)置在供暖與空調(diào)水系統(tǒng)中合理地設(shè)置水力平衡裝置,是系統(tǒng)水力失調(diào)、降低系統(tǒng)能耗、創(chuàng)造舒適人工環(huán)境的全新解決方案和有效的技術(shù)措施,其設(shè)置原則如下:(1)對(duì)于定流量系統(tǒng),設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先通過管路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)各環(huán)路的水力平衡,即 “設(shè)計(jì)

12、平衡” ;當(dāng)由于管徑、 流速等原因的確無法做到 “設(shè)計(jì)平衡”時(shí),應(yīng)考慮采用靜態(tài)(手動(dòng))水力平衡閥通過初調(diào)試來實(shí)現(xiàn)水力平衡的方式;當(dāng)設(shè)計(jì)認(rèn)為系統(tǒng)可能出現(xiàn)由于運(yùn)行管理原因(例如水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)的變化等等)導(dǎo)致水量波動(dòng)較大時(shí),宜采用閥權(quán)度要求較高、 阻力較大的動(dòng)態(tài)流量平衡閥。(2)對(duì)于變流量系統(tǒng)來說,除了某些需要特定定流量的場(chǎng)所(例如為了保護(hù)特定設(shè)備的正常運(yùn)行)或特殊要求外,不應(yīng)在系統(tǒng)中設(shè)置動(dòng)態(tài)流量平衡閥,而應(yīng)設(shè)置動(dòng)態(tài)壓差控制閥(也稱自力式壓差控制閥和壓差調(diào)節(jié)器)。(3)除規(guī)模較小的供熱系統(tǒng)經(jīng)過計(jì)算可以滿足水力平衡外,一般供熱系統(tǒng)室外供熱管線較長(zhǎng),計(jì)算不易達(dá)到水力平衡。為了避免設(shè)計(jì)不當(dāng)造成水力不平衡,一

13、般供熱系統(tǒng)均應(yīng)在建筑物的熱力入口處設(shè)置靜態(tài)水力平衡閥,并應(yīng)根據(jù)水力計(jì)算和建筑物內(nèi)供暖系統(tǒng)所采用的調(diào)節(jié)方式,決定是否還要設(shè)置動(dòng)態(tài)流量平衡閥(對(duì)定流量水系統(tǒng)而言)或動(dòng)態(tài)壓差控制閥(對(duì)變流量水系統(tǒng)而言) ,否則,出現(xiàn)不平衡問題時(shí)將無法調(diào)節(jié)。經(jīng)過水力計(jì)算需要設(shè)置時(shí),對(duì)于室內(nèi)垂直單管跨越式供暖系統(tǒng),其熱力入口處應(yīng)設(shè)置動(dòng)態(tài)流量平衡閥;對(duì)于室內(nèi)雙管供暖系統(tǒng),其熱力入口應(yīng)設(shè)置動(dòng)態(tài)壓差控制閥。(4)在組合式空調(diào)器、新風(fēng)機(jī)組的供回水管路上宜設(shè)置動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,該閥比采用普通的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥具有更好的調(diào)節(jié)特性。隨著國(guó)內(nèi)建筑和交通的高速發(fā)展，節(jié)能的重點(diǎn)已從工業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向建筑和交通。由于暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能占建筑節(jié)能的主要部分，因此暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能不僅關(guān)系到人們的冷暖、健康、安全、工作效果和產(chǎn)品質(zhì)量，還關(guān)系到國(guó)家能源安全、資源消耗和環(huán)境污染是關(guān)系國(guó)計(jì)民生和國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的重要行業(yè)。因此，我們有必要對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能方面存在的