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

【摘要】本文從空調(diào)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)和空調(diào)冷熱水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)等三個(gè)方面探討了我國暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)問題，并就暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)參數(shù)的合理選擇做了探討。建筑節(jié)能是一個(gè)關(guān)乎國計(jì)民生的大問題，是節(jié)約能源的一個(gè)重要組成部分，作者就暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)問題做了深入淺出的探討。

【關(guān)鍵詞】暖通空調(diào)；能耗；節(jié)能設(shè)計(jì)

前言

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，暖通空調(diào)的應(yīng)用范圍日趨廣泛，這直接導(dǎo)致了暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗逐漸增加，使得暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行與我國日趨嚴(yán)峻的電力供應(yīng)系統(tǒng)的矛盾日益凸顯。由此可見，暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)是廣大暖通空調(diào)系統(tǒng)工程師亟待解決的重要問題。眾所周知，建筑節(jié)能是我國能源可持續(xù)利用的基本方針之一，而暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)則是建筑節(jié)能的典范，它是節(jié)能技術(shù)的研發(fā)和運(yùn)用的典型成果，為我國建筑系統(tǒng)節(jié)能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在一定程度上推動(dòng)了我國環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。筆者結(jié)合工作實(shí)踐，擬從空調(diào)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)和空調(diào)冷熱水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)等三個(gè)方面探討我國暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)問題。

一、空調(diào)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

若當(dāng)?shù)夭痪邆淇晒┦褂玫呢S富自然水源，原則上不采用直流式冷卻水系統(tǒng)而選用冷卻塔循環(huán)合使用以進(jìn)一步降低循環(huán)水泵揚(yáng)程及其運(yùn)行能耗。冬天時(shí)還可將冷卻塔用作冷源設(shè)備。尤其需要注意的是，冷卻塔設(shè)置時(shí)須確保其運(yùn)行環(huán)境的清潔，通風(fēng)條件良好，且務(wù)必和高溫區(qū)域相隔離以確保其冷卻效率得到保證。并聯(lián)使用多臺(tái)冷卻塔時(shí)，各冷卻塔間要設(shè)置共用連通水橫槽或連通管以防止冷卻塔補(bǔ)水和溢水的不均衡以免造成不必要的浪費(fèi)。設(shè)計(jì)連通管管徑要稍大于總回水管管徑，且要和冷卻塔出水管管頂平接連接。冷水機(jī)組需冷卻水的低溫保護(hù)，為滿足此要求，冷卻塔總供水管和回水管之間須設(shè)置通管，還須設(shè)置兩通調(diào)節(jié)閥或三通調(diào)節(jié)閥以進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。

二、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

若空調(diào)區(qū)在運(yùn)行時(shí)間、濕度和溫度等方面需求不同，則進(jìn)行區(qū)域劃分時(shí)須參照實(shí)際情況將這些區(qū)域劃分開來。建筑物面積空間較大、建筑物內(nèi)人員較多或有集中溫度和濕度控制管理需要時(shí)，空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)原則上選用全空氣空調(diào)模式，且盡量避免采用風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。在空氣空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，在無特殊功能要求的前提下，盡量選用單風(fēng)管關(guān)風(fēng)的方法。在同一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)中，各空調(diào)區(qū)域冷熱負(fù)荷存在較大差異和變化，且低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間較長，各空調(diào)區(qū)域溫度需分別加以控制，并且建筑物全年都需送冷風(fēng)，此種情況即可選用變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。因?yàn)榇讼到y(tǒng)模式可通過調(diào)節(jié)送入房間風(fēng)量來調(diào)節(jié)負(fù)荷的變化，且確定總風(fēng)量的過程中還可考慮同時(shí)使用系統(tǒng)，因而風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗和裝機(jī)容量均呈現(xiàn)下降趨勢。

三、空調(diào)冷熱水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

在空調(diào)冷熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可通過以下措施降低能耗：

①閉式循環(huán)模式是優(yōu)先考慮的方法，該方法不但可以降低靜水力所需輸送能耗，且管道和設(shè)備腐蝕也呈現(xiàn)明顯下降趨勢，因而延長了暖通空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命；

②整個(gè)建筑物中可能有某些空調(diào)區(qū)需全年供應(yīng)冷水，而有些區(qū)域則需冷熱水交替供應(yīng)，此情況可選用兩管分區(qū)制水系統(tǒng)，若空調(diào)運(yùn)行區(qū)域全年冷熱工況交替較為頻繁，或需同時(shí)使用時(shí)則最好選用四管制水系統(tǒng)模式，且兩管制空調(diào)水系統(tǒng)的冷凍水和熱水循環(huán)泵須分開設(shè)置；

③在能夠滿足空氣調(diào)節(jié)的前提下，冷凍水的供水溫度越高好，制冷機(jī)的蒸發(fā)溫度越高，其單位制冷能耗量就越低；

④最好適當(dāng)?shù)募哟罄鋬鏊┗厮臏囟炔睿梢越档脱h(huán)水泵在運(yùn)行過程中的流量，進(jìn)一步降低輸送過程中的能量消耗；

⑤若冷凍水系統(tǒng)的靜壓力小于1MPa時(shí)，最好不要豎向分區(qū)，可以采用一泵到頂?shù)姆椒?，這樣不僅在設(shè)備運(yùn)行維護(hù)過程中更加方便，而且因?yàn)榉謪^(qū)而增加的土建設(shè)工程成本也有所降低，并且設(shè)備的電能消耗也會(huì)相應(yīng)的減?。?/p>

⑥若空調(diào)水系統(tǒng)中包括兩臺(tái)以上的冷水機(jī)組及循環(huán)泵，最好采用變流量系統(tǒng)，若工程的規(guī)模不大，或者各環(huán)路的負(fù)荷特性、壓力損失的差距相對(duì)較小，則采用一次泵變流量系統(tǒng)即可，而且總供回水管間要設(shè)置旁通管及旁通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥要注意有壓差控制，若系統(tǒng)規(guī)模較大、阻力較強(qiáng)、環(huán)路負(fù)荷特性和壓力損失的差距高于50MPa，最好選用二次泵變流量系統(tǒng)，且采用變頻調(diào)速泵以降低能耗；

⑦一次泵變流量系統(tǒng)中，其風(fēng)機(jī)盤管的回水管上、二次泵變流量系統(tǒng)中、新風(fēng)機(jī)組以及組合式空調(diào)的回水管等位置最好設(shè)置電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥。

四、設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選擇

暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能有著重要的影響，然而，在實(shí)際工作中往往得不到一些設(shè)計(jì)部門和設(shè)計(jì)人員的足夠重視，加之工程設(shè)計(jì)周期普遍較短，設(shè)計(jì)收費(fèi)與沒計(jì)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不掛鉤，以及一些技術(shù)性問題沒有完全得到解決等原因，一些設(shè)計(jì)單位只求數(shù)量，忽視質(zhì)量，使得設(shè)計(jì)施工完的系統(tǒng)不僅投資大，運(yùn)行能耗也相當(dāng)驚人，超過了國家標(biāo)準(zhǔn)。另外，目前建筑施工監(jiān)理行業(yè)中暖通空調(diào)專業(yè)人員水平參差不齊，一部分人員非本專業(yè)院校畢業(yè)或非對(duì)口專業(yè)，甚至一部分人員根本未經(jīng)過任何培訓(xùn)，對(duì)本專業(yè)理論知識(shí)似懂非懂，常憑經(jīng)驗(yàn)，采用慣用方案或甲方指定的方案，由此在設(shè)計(jì)或施工中遇到的一些涉及方案性調(diào)整問題不能進(jìn)行及時(shí)正確的處理和解決，最終導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)無法挽回的不良后果，給系統(tǒng)的運(yùn)行、管理留下隱患，在實(shí)際工作中，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失也是相當(dāng)嚴(yán)重的。

因此，在選擇暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，要對(duì)室內(nèi)實(shí)際的溫度和濕度進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，選取較合理的取值，且夏季不得過高而冬季不得過低。在計(jì)算和選擇新風(fēng)量時(shí)，要在滿足生產(chǎn)工藝和衛(wèi)生要求等前提下，最大限度上節(jié)約能耗。室內(nèi)溫度和濕度是確定空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的兩個(gè)重要參考參數(shù)。暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的大小不僅受當(dāng)?shù)貧庀髤?shù)和建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)等相關(guān)因素的直接影響，也受到室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度和濕度標(biāo)準(zhǔn)等的影響。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)要以確保人身健康和生產(chǎn)工藝為基本前提，若夏天室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)溫度升高1℃，則可使熱負(fù)荷降低10%左右，這種能耗節(jié)約量極為可觀；與此同時(shí)，若夏季室內(nèi)空氣濕度設(shè)計(jì)提高10%，則可降低20%左右的能耗。

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是“條條大道通羅馬”，近年來，隨著對(duì)節(jié)能和環(huán)保要求的不斷提高，新的技術(shù)方案不斷涌現(xiàn)，每種技術(shù)方案往往都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。面對(duì)眾多的設(shè)計(jì)方案，由于考慮問題的角度不同，各方面的評(píng)價(jià)結(jié)果也往往不相同，甚至大相徑庭；由于缺乏科學(xué)的、客觀的設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)方法，設(shè)計(jì)人員往往霧里看花，無所適從，如何在眾多的設(shè)計(jì)方案中找到最合適的節(jié)能方案，是困擾暖通空凋沒計(jì)人員的重要課題。所以，選取合理的空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)具有重要意義。

結(jié)語

綜上所述，要想把建筑節(jié)能長期有效地搞下去，就必須讓老百姓了解它，讓整個(gè)社會(huì)都重視起來，這樣我們的建筑節(jié)能事業(yè)才會(huì)有希望，才會(huì)有長足的進(jìn)步。我國建筑能耗的總量呈逐年上升趨勢，建筑節(jié)能迫在眉睫，而暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑能耗中占有重要比重。所以，暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問題業(yè)已成為一個(gè)社會(huì)性問題，而作為暖通空調(diào)工程師則須采取相應(yīng)措施，在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中遵循節(jié)能設(shè)計(jì)原則，這不僅是對(duì)業(yè)主負(fù)責(zé)，更是暖通空調(diào)工程師應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。

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