小議暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)

俞琳1 柴韓立2

1上海東方建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司杭州分公司 310011；

2杭州聯(lián)縱規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院有限公司 310000

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對(duì)于舒適指標(biāo)的要求也越來(lái)越高，這使得采暖通風(fēng)空調(diào)的使用日益普及。但隨之而來(lái)的是暖通空調(diào)高能耗問(wèn)題也更加嚴(yán)重。我國(guó)建筑能耗的總量呈逐年上升趨勢(shì)，而暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑能耗中占有重要比重。本文分析了暖通空調(diào)系統(tǒng)存在的節(jié)能問(wèn)題，探討了暖通空調(diào)領(lǐng)域節(jié)能的措施。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；節(jié)能

1、引言

我國(guó)是世界能源消費(fèi)大國(guó)，能源消費(fèi)量約占到目前世界消費(fèi)量的20%，但是我國(guó)的人均能源消耗水平仍然很低，大約只有世界平均水平的一半。隨著暖通空調(diào)的廣泛應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進(jìn)一步增大。再加上暖通空調(diào)系統(tǒng)往往以高品質(zhì)的電能為能源，而我國(guó)的電力在某些地區(qū)又相對(duì)緊張、匱乏，這勢(shì)必會(huì)引起能源供求矛盾進(jìn)一步激化。可見，采暖與空調(diào)能耗問(wèn)題已逐步成為影響我國(guó)建筑發(fā)展和環(huán)境質(zhì)量的突出重要問(wèn)題。因此，對(duì)暖通專業(yè)提出更高的節(jié)能要求是必然的，也是大勢(shì)所趨。

2、暖通空調(diào)節(jié)能的重要性

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步。能源為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了動(dòng)力。但是由于各種原因，能源的發(fā)展往往滯后于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。現(xiàn)有的暖通空調(diào)系統(tǒng)所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中電能占了絕對(duì)比例。對(duì)這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時(shí)也帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。

3、暖通空調(diào)系統(tǒng)能源消耗的組成及主要特點(diǎn)

3.1暖通空調(diào)系統(tǒng)能源消耗的組成

當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化建設(shè)的加快，人民生活質(zhì)量得到了顯著的改善，與此同時(shí)建筑能耗的總量也逐年上升，能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題成為阻礙發(fā)展的重要因素。通常來(lái)說(shuō)，暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗是建筑能耗的重要組成部分，它指建筑物在采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、電器和熱水供應(yīng)等方面的能源消耗需求，其中暖通空調(diào)系統(tǒng)能源消耗大約占到三至五成，且呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢(shì)現(xiàn)代建筑通常采用設(shè)置暖通空調(diào)系統(tǒng)來(lái)保證建筑物內(nèi)適宜的溫濕度，暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗就是這種需求所消耗的能量。

暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗包括建筑物冷熱負(fù)荷引起的能耗、新風(fēng)負(fù)荷引起的能耗及輸送設(shè)備（風(fēng)機(jī)和水泵）的能耗、室外氣候條件、室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、以及其他設(shè)備照明等因素都對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗有重要的影響。

3.2暖通空調(diào)系統(tǒng)耗能的特點(diǎn)

暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗與其它建筑能耗相比有一些特點(diǎn)：首先，能量使用效率受到系統(tǒng)設(shè)計(jì)、選型、運(yùn)行管理等因素的影響，如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理將會(huì)降低能源消耗效率。其次，室內(nèi)空氣環(huán)境的冷熱質(zhì)量也會(huì)影響到暖通空調(diào)系統(tǒng)的質(zhì)量 這就要求盡可能多的利用現(xiàn)有天然能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿茸鳛檠a(bǔ)充。第三，暖通空調(diào)系統(tǒng)的冷熱是通過(guò)交換形式完成的。因此，針對(duì)這一特定熱點(diǎn)，可以采用冷熱量回收的方式來(lái)節(jié)能減排，從而提高能源的使用效益。

4、暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)原則

⑴節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用。影響熱舒適指標(biāo)的主要因素是：溫度，濕度，平均輻射溫度，風(fēng)速，勞動(dòng)強(qiáng)度。通過(guò)尋找這六者之間的合適比例，巧妙組合，達(dá)到舒適和節(jié)能的協(xié)調(diào)。同時(shí)恰當(dāng)?shù)乩梅课輫o(hù)結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)性，抵抗室外氣候的變化，使得房間內(nèi)產(chǎn)生舒適的微氣候。管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)單，這樣管材消耗量少，而且便于施工，可以達(dá)到節(jié)省初投資的目的。

⑵處理好整體和局部的關(guān)系。個(gè)人與全體兼顧在一定的條件下，實(shí)行集體供暖，無(wú)疑會(huì)很大的降低能耗，但是也需要注意滿足個(gè)人需求，不強(qiáng)求全面統(tǒng)一，這樣對(duì)節(jié)能和控制的靈活性均有利。一方面暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)保證各個(gè)房間的室內(nèi)溫度能獨(dú)立調(diào)控；二是便于實(shí)現(xiàn)分戶或分室熱量分?jǐn)偟墓δ堋?/p>

⑶利用室內(nèi)的通風(fēng)量，控制室內(nèi)空氣品質(zhì)節(jié)能設(shè)計(jì)中總的發(fā)展趨勢(shì)是通風(fēng)量應(yīng)增大，在這個(gè)過(guò)程中必然要解決的就是空氣的質(zhì)量問(wèn)題，消除空氣中的細(xì)菌、浮游塵埃，臭味等有害人體的物質(zhì)，通過(guò)室內(nèi)進(jìn)排風(fēng)合理的氣流組織，從而達(dá)到改善空氣的品質(zhì)，改善居住環(huán)境，節(jié)約能源的目的。

5、改善暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)的措施

5.1采暖與空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

⑴采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)得合理，采暖系統(tǒng)才能具備節(jié)能運(yùn)行的功能。無(wú)論是住宅還是公建，合理設(shè)計(jì)節(jié)能采暖系統(tǒng)的主要原則有：一是采暖系統(tǒng)應(yīng)能保證對(duì)各個(gè)房問(wèn)（樓梯間除外）的室內(nèi)溫度能進(jìn)行獨(dú)立調(diào)控；二是便于實(shí)現(xiàn)分戶或分室（區(qū)）熱量（費(fèi)）分?jǐn)偟墓δ埽蝗枪苈废到y(tǒng)簡(jiǎn)單.管材消耗量少.節(jié)省初投資。因此，對(duì)所有民用建筑室內(nèi)熱水集中采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都要滿足上述三個(gè)原則的要求。

⑵空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

根據(jù)規(guī)定，除設(shè)計(jì)1臺(tái)冷水機(jī)組和循環(huán)水泵的空調(diào)水系統(tǒng)外，空調(diào)冷凍水系統(tǒng)應(yīng)能隨著空調(diào)負(fù)荷的變化改變系統(tǒng)等流量，以降低空調(diào)水系統(tǒng)運(yùn)行的能耗。目前，常用的空調(diào)冷凍水系統(tǒng)有以下兩種形式：

①一次泵定流量系統(tǒng)。系統(tǒng)較小或各環(huán)路負(fù)荷特性或壓力損失相差不大時(shí)，宜采用負(fù)荷側(cè)變流量.冷源側(cè)定流量的一次泵定流量系統(tǒng)。

②是一次泵變流量系統(tǒng)。具有較大空調(diào)水泵節(jié)能潛力的大型系統(tǒng)，在確保設(shè)備的適應(yīng)性.控制方案和運(yùn)行管理的可靠性的前提下，可采用冷源側(cè)和負(fù)荷側(cè)均變流量的一次泵變流量系統(tǒng)，且一次泵為變頻調(diào)速泵。

5.2保溫與保冷的設(shè)計(jì)

⑴冷凍（熱）水管道.空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管及有關(guān)設(shè)備等，應(yīng)采用高效保溫材料如閉孔橡塑保溫材料或帶鋁箔的離心玻璃棉管殼等進(jìn)行保溫或保冷，并應(yīng)注意隔汽層的密封。冷凍水管道和空調(diào)風(fēng)管不應(yīng)采用開孔性材料（如巖棉材料）保冷。保溫與保冷材料的厚度應(yīng)按經(jīng)濟(jì)厚度方法計(jì)算，保冷材料的度還需再按防結(jié)露方法計(jì)算核算，對(duì)比后取其較大值。

⑵空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，不應(yīng)采用土建風(fēng)道作為空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)道和已經(jīng)進(jìn)行過(guò)冷.熱處理的新風(fēng)送風(fēng)道。不得已而使用土建風(fēng)道時(shí)，必須采取嚴(yán)格的防漏風(fēng)和保冷措施。

5.3空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

⑴冷卻塔應(yīng)布置在環(huán)境清潔，氣流通暢.通風(fēng)良好，遠(yuǎn)離高溫的地方，以確保其冷卻效率。

⑵多臺(tái)冷卻塔并聯(lián)使用時(shí)，冷卻塔之間應(yīng)設(shè)連通管或共用連通水槽，以避免各臺(tái)冷卻塔補(bǔ)水和溢水不均勻，造成浪費(fèi)。連通管的管徑宜比總回水管的管徑放大一號(hào)，且與各塔出水管的連接應(yīng)為管頂平接。

冷卻塔的總供，回水管之間，宜設(shè)旁通管并裝電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥或采三通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)控制，保證冷卻水混合溫度滿足冷水機(jī)組對(duì)冷卻水低溫保護(hù)要求；并宜采用出水溫度控制風(fēng)機(jī)啟停或變頻調(diào)速控制，達(dá)到節(jié)電目的。

5.4水力平衡裝置的設(shè)置

在采暖與空調(diào)水系統(tǒng)中合理地設(shè)置水力平衡裝置，是一個(gè)解決系統(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：

⑴對(duì)于定流量系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先通過(guò)管路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)各環(huán)路的水力平衡，即“設(shè)計(jì)平衡”；當(dāng)由于管徑.流速等原因的確無(wú)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(guò)初調(diào)試來(lái)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）有可能導(dǎo)致水量較大波動(dòng)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（也稱自力式流量控制閥）。

⑵對(duì)于變流量系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，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）。

6、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述分析，環(huán)保節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用正在擴(kuò)大和普及，而空調(diào)的耗能又是巨大的，應(yīng)從設(shè)計(jì)、運(yùn)行方面考慮節(jié)能，提高空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能總體水平。促使暖通空調(diào)系統(tǒng)具有發(fā)揮經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性、安全性、舒適性和美觀性的綜合性作用，使其對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的提高帶來(lái)正面效應(yīng)。

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