淺析暖通空調的設計節能

酒長國

（身份證號：13302219721008011X）

淺析暖通空調的設計節能

酒長國

（身份證號：13302219721008011X）

暖通空調系統在建筑節能中占據重要的位置，起著重要的作用。我們可以利用多種方法實現暖通空調系統的節能。通暖空調工程的設計便是其最重要的一環。

暖通空調；節能；設計

隨著人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大。在發達國家中，建筑能耗占社會總能耗的40%左右，而我國盡管社會經濟發展水平不高，但是建筑能耗已占總能耗的近30%，且還有上升的趨勢。暖通空調系統往往以高品質的電能為能源，而我國的電力在某些地區又相對緊張、匱乏，這勢必會引起能源供求矛盾進一步激化。因此，對暖通專業提出更高的節能要求是必然的，也是大勢所趨。

1　中央空調系統節能原理

1.1設計余量問題

設計機構在進行圖紙設計時，是按室外最不利的氣象參數、最大室內人員負荷和最大設備負荷計算，并且在實際計算負荷的基礎上選取一定的安全系數。而實際上空調系統絕大部分時間都在部分負荷下運行。

1.2季節、天氣變化

全年最熱及最冷的天氣只有幾天，絕大部分天氣溫度達不到空調和水泵滿負荷運行的要求；每天氣溫也不一樣，早上氣溫較適宜，中午和下午較熱，夜里較涼快，空調負荷也在變化。

1.3建筑物使用率不足

除了天氣原因以外，建筑物的用途也是產生節能空間的一大因素。

隨著技術發展空調主機都具有了能量調節的功能，但是作為能量輸送設備的水泵、風機卻沒有相應的改進，而且能量調節是以犧牲主機效率為代價的。所以單純依靠主機本身的能量調節無法完全有效的實現節能降耗。由于空調水泵、風機能耗占中央空調整體耗電40%以上，所以必須要對輔機做節能控制。

2　工程中存在的節能空間

2.1客觀存在的節能空間

隨著天氣、使用率等的變化，中央空調負荷在60～90%之間變化。這部分節能空間是隨著時間的變化而變化的。

2.2冷負荷余量

設計人員在進行設計時都要選取5～15%之間的設計余量，以滿足極端天氣下空調的正常運行。

3　能耗分析

辦公樓夏季主機一般開啟9h以上，循環水泵要運行10h；冬季主機一般運行9h以上，循環水泵要運行20h。

節能計算：

3.1主機節電計算

中央空調主機長期運行在非標準工況，工作狀態偏離高效區，導致主機運行在高能耗狀態；通過水流量以及供回水溫度進行調控，使主機機組性能與運行工況相匹配從而提高主機部分符合下的COP值，使主機維持高效的運行狀態達到節能的目的。COP值（制冷效率）就是主機機組所能實現的制冷量（制熱量）和輸入功率的比值，在相同的工況下，其比值越大說明這個冷水機組的效率越高越節能。影響機組的COP的因素有以下幾點：

（1）壓縮機的性能系數。

（2）主機機組的系統匹配性：所謂系統匹配是指：壓縮機、冷凝器、蒸發器和自控系統的匹配性能。

主機的運行工況不同，性能提高也就不同其節電效果也有很大差別，通過合理的控制主機部分負荷下的COP值能提高0.25～ 0.75%，在相同負荷的情況下就能節省5～15%的能耗。

通過對主機運行工況的優化和合理控制開啟臺數，提高部分負荷下的能效比，使主機能夠節省大約8～12%左右的能耗。

3.2水泵節電原理

空調水泵供水系統具有管網特性曲線，即通道管網的流量與所消耗的能量之間的關系曲線，它同時表明水泵的能量用來克服系統的沿程阻力和局部阻力。

根據水泵的相似定律，在管網特性曲線基本不變時，可采用改變水泵轉速來改變泵的Q-H特性曲線。從而改變它的工作點，達到即改變流量又能保證水泵恒定和輸入功率減少的目的。

（1）夏季空調側冷水泵節電計算

空調年運行負荷按設計負荷70%計算（水泵流量為設計流量的70%），根據：P1/P2=（n1/n2）3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.50則節電率=（1-0.50）×100%=50%，則理論計算節電率50%；在控制主機個數的同時也減少了冷水泵的使用數量。

綜合這兩部分，我們保守估計水泵節電率30%。

（2）夏季冷卻水泵節電計算

蒸發器和冷凝器存在著嚴格的配比關系，當平均冷負荷為70%時，流過蒸發器的冷水流量為額定流量的70%，此時流過冷凝器的冷卻水流量也應在額定流量的70%。

根據：P1/P2=（n1/n2）3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.50則節電率=（1-0.50）×100%=50%，則理論計算節電率50%；另外，在控制主機個數的同時也減少了冷卻泵的使用數量。

綜合這兩部分，我們保守估計水泵節電率30%。

（3）冬季水泵節電計算

熱水泵的節電原理與冷水泵相同，另外由于有值班模式，所以熱水泵節能效果要遠大于夏季。

空調年運行負荷按設計負荷80%計算（水泵流量為設計流量的80%），根據：P1/P2=（n1/n2）3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.5則節電率=（1-0.5）×100%=50%。

理論計算節電率50%，熱水泵夜間值班運行時，所以我們保守估計水泵節電率30%。

4　結語

暖通空調系統節能在整個建筑節能中占有很重要的位置，應該引起設計人員足夠的重視。設計人員應當從設計的高角度出發全面考慮，嚴格遵守節能規范，將節能的思想貫穿于建筑領域的各個方面。節能技術的開發及可再生能源的循環利用，應當得到政府等有關部門的支持，并大力推廣。并且設計、施工、監理、質監、市政管理等部門應密切配合，抓緊實施按冷、熱計量裝置收費，使老百姓真正從節能建筑中得到實惠，節能建筑和非節能建筑不能實行同樣的采暖收費標準。同時要提高公眾的節能意識，大力開發推廣新的節能技術，從而實現社會的可持續發展。

[1]《居住建筑節能設計標準》（DBJ14-037-2006）.

[2]《采暖通風與空氣調節設計規范》（GB50019-2003）.

TU831.3

A

1673-0038（2015）31-0010-02

2015-7-7