建筑暖通空调节能设计要点应用探讨论文_窦国巾

建筑暖通空调节能设计要点应用探讨论文_窦国巾

窦国巾

天津天启七星建筑技术服务有限公司 300270

摘要:近年来,随着社会进步和人民生活水平的提高,节能减排技术推广力度加大,暖通空调的设计越来越注重其节能设计。暖通空调的节能设计研究不仅降低了能源消耗、提高了人们的生活环境,而且提高了能源的利用率,对社会经济的可持续发展起到推动作用。设计中要以节能环保为主要出发点,对设计进行优化,以提高能源利用率为主要目的,针对不同建筑的采暖、通风、空调要求发展着相关的节能技术,从多方面采取有效节能措施,提高暖通空调系统的安全性和节能性。

关键词:暖通空调;节能技术;变频技术

前言

暖通空调系统是建筑系统节能的基础点,暖通空调设计中采取必要的节能措施,是降低建筑能耗、建设节约型社会的重要举措和迫切需要。做设计时各工种必须相互配合好,立足于实践基础,通过各种先进的科技手段完成节能优化处理,提高运行效率,增加经济效益,最终促进我国建筑业的可持续发展。

一、暖通空调节能设计概述

建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通风、空调、照明、电器和热水供应等需求方面的能耗,用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%~50%,并且逐年上升。为了维持建筑物内部空气环境适宜的温湿度,现代建筑中通常采用设置暖通空调系统来保证这一需求,而所消耗的能量包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送设备(风机和水泵)的能耗,因此要做好暖通空调节能设计。

实际设计时,热舒适指标为应用指导,而影响其发生变化的主要因素有风速、湿度、温度等,要想保障建筑内部的舒适性,还需要对各影响因素进行合适调整,使其能够与节能相协调,除此之外,还需要对建筑物的围护结构加以利用,维护其导热性,以应对室外的温度变化;管路在进行设计时,也要可能的简约化,这样既可以为施工带来方便,又能节省不少管材,对于减少投资来讲非常关键。

二、建筑暖通空调节能设计过程中的几个要点

1、选择空调系统设计参数

在建筑暖通空调设计过程中,需要对建筑室内设计计算温度进行取值,室内温度取值的高低与建造暖通空调系统的能耗具有非常密切的联系,这就需要根据实际的情况,根据不同地域、环境及室内要求等来对室内温度进行合理取值,从而确保暖通空调系统能耗的降低。在相关的建筑节能设计标准中对于民用建筑室内供暖和制冷设计的计算温度取值标准进行严格的规定,夏季空调制冷要保持在25℃以上,居民建筑和办公室室内冬季采暖温度不得高于20℃。

2、冷热能源选择

在暖通空调的系统中,对冷热能源进行选择时,可以选择具备供热与换热这两种要求的设备,而对于机组设备的选择时,则需要考虑到各种因素,其中,可以按照一些方法进行选择,这些方法包括在安装暖通空调时,如果安装的地点附近存在着区域供热的条件时,可以利用这种热源,作为空调系统的热源,另外,在安装的地点附近有发电厂的话,也可以把发电厂的热源和冷源作为空调的热源和冷源进行使用,如果安装空调的地方周围具有很多种能源可以利用的话,就可以采用多种能源进行冷热能源的供应,如果安装空调周围有天然气供应的话,可以采用燃气空调的系统,这些方法都可以促进能源的利用率。同时,也可以采用空调主机回收的方法,由于空调回收的主机含有冷凝热,这种主机回收的方法,很大程度上避免冷凝热这种气体在自然中造成空气污染,避免人体吸收到含有危害人体健康的气体,也对供热与供冷的附属设备进行了节约,进而达到节能的效果。

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3、设计计算

应根据工程具体情况,对暖通空调系统进行全工况、全过程的分析计算,寻找出一个比较合理的设计方案,使暖通空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理地运行,为在运行中节能奠定基础;并且要认真、合理地确定系统冷、热负荷及风、水管道阻力,选择合适的冷、热源设备和水泵、风机等动力设备,确保所选择的各项设备能在最佳工况状态下运行。不经计算,只按照水泵或风机的特性曲线选择设备,或按照水泵和风机样本的铭牌参数选择流量、扬程等,都会在运行中造成不必要的能量损耗。另外,在系统允许,且综合能耗比较的结果支持的情况下,应合理加大系统的介质温差,以减少系统的水流量和送风量,降低输送过程中的能耗。

4、采暖系统设计

建筑工程暖通空调节能系统的运行状况与采暖系统设计的合理性具有重要的联系。管道系统总体而言结构简单,便于操作,设备耗材较少。同时,建设的成本低,后期维护也较为简单,可以在建筑中实现不同空间温度的独立调节,实现分室调温、分户计量。这几方面是建筑工程建设中,暖通空调系统设计的基本原则。在实际应用的过程中,采暖系统的形式我们普遍采用上供下回垂直双管系统;平单管系统;高层建筑竖向分区供暖系统;下供下回垂直双管系统等等。建筑工程的建设应根据实际的情况进行合理的选择,以便建筑工程的暖通空调节能效果达到最佳状态。

5、空调风系统设计

不同地区建筑项目的暖通空调系统设计时,对于运行条件、湿度、温度等需求不同,所以应结合暖通空调系统的具体运行条件,合理划分各个区域。实际设计过程中,若客户对于暖通空调系统的应用功能没有特殊要求,则应尽量选择单风管关风。对于面积较大、需要集中控制温度或者内部人员数量较多的建筑物,应尽量选择全空气空调系统运行模式,从而简化风机盘管系统设计。同时,对于同一暖通空调系统,不同区域冷热负荷也不同,考虑到暖通空调系统高负荷运行时间比较短,所以应分别控制不同区域的温度,并且确保暖通空调系统可以全年送冷风,所以暖通空调系统节能设计应选择变风量,通过合理改变风量,一方面准确确定暖通空调系统总风量,另一方面准确调节建筑室内冷量负荷,有效降低暖通空调风机运行能耗和容量。

6、冷热回收利用

提高暖通空调系统的能源利用率也是实现空调节能的途径之一。热回收主要是通过系统中安装的能量回收装置,用排风中的能量来处理新风,就可以减少处理新风所需的能量,降低机组负荷,达到节能的目的。在选择热回收装置时,应当结合当地气候条件、经济状况、工程的实际情况、排风中有害气体的情况等多种因素综合考虑,以确定选用合适的热回收装置,从而达到花较少的投资,回收较多的热(冷)量的目的。

7、变频技术

变频技术应用于暖通空调的设计中,能够减少空调的能耗,弥补暖通空调的先天不足。暖通空调实际运行负荷通常受室外环境影响,室外环境特别是气候条件发生改变时,通常暖通空调的运行负荷也会随之发生改变,增加其能源消耗。暖通空调的设计过程中应用变频技术,在其中加入变频器,对暖通空调的运行模式和工作频率进行调节,使空调根据实际情况选择运行模式以及工作频率,充分满足暖通空调的实际需求。

8、可再生能源等新技术

传统空调的耗电大,温室效应效果严重,能耗浪费恶化。水源热泵、空气源热泵、地源热泵等可再生能源空调系统以其节能、污染少、寿命长的特点正在越来越受重视,相应的规范和技术也得到了大力的发展。比较典型的是水环热泵空调系统,水环热泵空调系统是指小型的水/空气源热泵机组的一种应用方式,即用水环路将小型的水/热泵机组并联在一起,形成一个封闭环路,构成一套回收建筑物内部余热作为其低位热源的热泵供暖、供冷的空调系统。新技术的变频空调也是空调发展的一种趋势,变频空调由于具有节能和提供舒适内环境的显著特点,使空调尽可能达到节能。在低冷负荷的情况下使用变频空调器消耗的功率仅为定频空调器的66%,在中央空调系统中,我们应采用变频技术,尤其是大型公共建筑节能的主要途径。

三、结语

综上,暖通空调的节能设计有利于提高建筑工程的节能效率,减少建筑工程的能源损耗。实际设计中应结合实际工程的具体情况,合理确定好室内设计参数和冷热源系统,采用切实可行的设计方法,积极地采用现有节能技术,提高暖通空调系统的能效。

参考文献:

[1]刘仁品. 暖通空调节能设计研究[J]. 四川水泥,2014,09:139+137.

[2]王海燕,张君飞.探讨建筑暖通空调系统节能设计[J].中华民居(下旬刊),2014,01:100.

论文作者:窦国巾

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第28期

论文发表时间:2019/8/26

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