淺談暖通空調(diào)設計探析

王博勇

摘要：本文對暖通空調(diào)設計方案技術經(jīng)濟中存在的一些問題進行了探討，從可行性、經(jīng)濟性、調(diào)節(jié)性等方面進行分析，總結(jié)了暖通空調(diào)實際設計工作中出現(xiàn)的幾個常見問題，針對各問題進行了分析，并提出了相關的建議，然后指出了高層建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設計中應注意的問題，在此基礎上，提出了節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)設計的新思路。

關鍵詞：暖通空調(diào);因素;問題;節(jié)能;設計

一 影響暖通空調(diào)設計質(zhì)量和效率的因素比較

1.可行性和可靠性問題

能夠滿足使用要求，這是方案可行性應考慮的主要問題。設計方案應符合國家和當?shù)卣嘘P法規(guī)和規(guī)范的要求，包括有關環(huán)境保護的要求;設計方案應能滿足有關方面的要求（如供電、供氣、供水、供熱等），并應特別顧及這些條件的長期、變化情況。例如采用水源熱泵設計方案時應考慮當?shù)氐刭|(zhì)情況、地下水資源的現(xiàn)狀和變化趨勢、冬季熱負荷和夏季冷負荷不平衡所產(chǎn)生的熱（冷）蓄積效應等問題。對于溫濕度等參數(shù)要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調(diào)設計項目，應對設計方案進行全年工況分析，以確保其在全年各種室外氣象條件下的適應性。對于一些無法采用標準設備的特殊情況，對非標準設備應提出詳細的參數(shù)要求，并且所提出的參數(shù)要求應合理可行。能否有足夠的機房面積也是評判設計方案可行性必須考慮的問題，尤其是對于一些改造工程和建筑面積比較緊張的情況。對于一些要求全年保證室內(nèi)空氣參數(shù)的重要工程以及空調(diào)系統(tǒng)故障停機將產(chǎn)生嚴重損失的場所，如航天發(fā)射場，應考慮系統(tǒng)中設備的工作可靠性和備份問題，進行系統(tǒng)工作可靠性分析。在這種情況下，室外氣象參數(shù)和安全系數(shù)的確定也應特殊考慮。

2.經(jīng)濟性比較問題

經(jīng)濟性比較是目前暖通空調(diào)方案比較中考慮最多的一個問題。在經(jīng)濟性比較時首先應注意比較基準必須一致。應采用相同的設計要求、使用情況、設備檔次、能源價格、舒適狀況、美觀情況等基準條件進行比較，這樣才能保證方案比較結(jié)果的科學性和合理性。如果對采用名牌設備和采用低檔設備的方案進行經(jīng)濟性比較，顯然是不合理的;如果不考慮舒適性的區(qū)別，對有新風供應和沒有新風供應的方案進行經(jīng)濟性比較，顯然不可能做出正確的選擇;如果不考慮美觀性和舒適性進行經(jīng)濟性比較，對集中式空調(diào)方案顯然是不公平的。在經(jīng)濟性比較時，切忌圖省事可直接采用有關廠家給出的比較數(shù)據(jù)和結(jié)果。筆者曾發(fā)現(xiàn)，對電供暖的運行費用，3 個不同設備（電鍋爐、水源熱泵和戶式燃氣供暖爐）廠家提供的計算結(jié)果大相徑庭。通過對其計算過程的詳細核對，發(fā)現(xiàn)不同設備生產(chǎn)廠家由于考慮問題的角度不同，計算中存在一些有利于自己產(chǎn)品、不利于他人產(chǎn)品的失誤或假設。對此我們應給予足夠重視，對廠家提供的數(shù)據(jù)應認真分析和核對。在設計方案經(jīng)濟性比較時應綜合考慮投資、運行費用以及設備的使用壽命，以相同的使用周期為基準，進行綜合經(jīng)濟性的計算比較，而不能簡單地根據(jù)設備報價進行比較。對于同時有供暖和空調(diào)要求的項目，應考慮冬季和夏季設備綜合利用問題，進行冬夏季綜合經(jīng)濟性比較。對于可以兼供生活熱水的工程，應綜合考慮生活熱水供應的投資和能耗。

3.調(diào)節(jié)性和可操作性問題

暖通空調(diào)系統(tǒng)的容量通常是按接近全年最不利的氣象條件確定的，因此系統(tǒng)應有較好的調(diào)節(jié)性能，以適應全年負荷的變化。調(diào)節(jié)性能好的系統(tǒng)方案，如采用VAV 空調(diào)系統(tǒng)和VRV 變頻空調(diào)系統(tǒng)的方案，其一次投資通常較高，但運行能耗較小，在經(jīng)濟性計算和比較時應綜合考慮這些因素。對于部分時間使用的辦公建筑、寫字樓和教學樓，設計方案應能適應其夜間不工作時的調(diào)節(jié)要求。設計方案的管理操作方便性是用戶十分關心的問題。空調(diào)系統(tǒng)自動化水平的提高，可以減少管理人員的數(shù)量和勞動強度，從而使人工費減少，但使一次投資增加，對操作人員素質(zhì)的要求提高。

二 暖通空調(diào)工程設計中存在的問題

1.大型風機未采用變頻控制

一些送排風機未配置變頻器，在調(diào)試過程中，各風口風量調(diào)節(jié)難以平衡，尤其是總風量附加系數(shù)較大時，即使各風口風量及總風量可以調(diào)節(jié)，但是造成風機喘震出現(xiàn)，運行一段時間，風機或電機損壞。

2.噪音問題

有的設備選擇未按照室內(nèi)外噪音標準來進行，空調(diào)機組里或總的送風、回風及排風管道上未考慮消聲措施，如果管道內(nèi)風速超過8m/s，必須加消聲器?；炝黠L機由于噪音太大，盡量不要放在室內(nèi)，如果設備放在室外，實際噪音將達到80dB以上，難以滿足業(yè)主要求，在風機選擇上盡量不要選擇此類型風機，如果選擇此類型風機，盡量放在室外，并且出風口必須安裝消聲器。風機盤管風機壓頭選擇偏大，使室內(nèi)房間的噪音超過室內(nèi)噪聲標準。

3.空調(diào)系統(tǒng)電動風閥的選擇

有的空調(diào)系統(tǒng)電動開關風閥未配置反饋信號，運行過程中，如果閥門未配置反饋信號，閥門本體或執(zhí)行機構(gòu)若出現(xiàn)問題，閥門關閉狀態(tài)未輸入到集中控制室，無人知道，造成嚴重后果，風機將被損壞。

4.風機壓頭選擇問題

風機壓頭選擇過高或過低是工程中常見的現(xiàn)象，選擇風機時，盡量通過水力計算來確定風機壓頭，如果風機壓頭過大，使得各風口風速太大，系統(tǒng)平衡比較困難。如果風機壓頭選擇過小，將出現(xiàn)嚴重問題，如果管道系統(tǒng)難以減小阻力時，只能更換皮帶或更換風機。因此選擇風機時一定要慎重。

三 節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)設計新思路

1.方案設計

現(xiàn)在非常流行的空調(diào)設計方案是：在低能耗，高室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的前提下，風量可調(diào)的置換送風系統(tǒng)、冷輻射吊頂系統(tǒng)、結(jié)合冰蓄冷的低溫送風系統(tǒng)以及去濕空調(diào)系統(tǒng)。為了平衡高層辦公樓中設備、照明等主要熱源形成的輻射熱量采用輻射形式供冷。冷輻射吊頂應結(jié)合置換式送風，將新風采用下送風方式送入室內(nèi)，既保證室內(nèi)空氣品質(zhì)，又保證良好的室內(nèi)熱環(huán)境。而采用空調(diào)去濕方案，首先可以保證室內(nèi)空氣品質(zhì);其次采用去濕保證了綠色建筑對室內(nèi)濕度控制在60%以下的要求。

2.具備良好的通風系統(tǒng)

新風的作用某些建筑由于裝修材料含有揮發(fā)性有害物質(zhì)造成室內(nèi)空氣污染。因此，綠色建筑中的暖通空調(diào)應該具備良好的通風系統(tǒng)，實現(xiàn)合理的自然通風，因為新風在室內(nèi)的流動對健康是必不可少的。

3.蒸發(fā)冷卻技術

蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術是一種綠色仿生空調(diào)技術， 包括間接蒸發(fā)冷卻（IEC）和直接蒸發(fā)冷卻（DEC）。該系統(tǒng)采用水作為制冷劑， 實現(xiàn)空調(diào)運行對環(huán)境無污染， 另外， 蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的COP 值比機械制冷大得多，且它的制冷不消耗壓縮功，它是一種節(jié)能環(huán)保型綠色空調(diào)技術。

4.地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用土壤、地下水或江河湖水作為冷熱源的一種高效空調(diào)方式。土壤是一種很適宜的熱源，其溫度適宜、穩(wěn)定，蓄熱性能好且到處都有。地源熱泵全年運行工況穩(wěn)定，不需要其他輔助熱源及冷卻設備即可實現(xiàn)冬季供熱夏季供冷。地源熱泵的COP 值可達4.0 以上。對于采用深井回灌方式的水源熱泵，由于地下水抽出后經(jīng)過換熱器回灌至地下，屬全封閉方式。因此不使用任何水資源，也不會污染地下水源。

參考文獻：

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