针对暖通空调系统节能设计的思考


  摘要:目前,暖通空调已经凭借着自身的优势,在人们的生活以及各行各业的正常运行中得到了广泛的运用。然而,在这广泛运用的背后,实际上还伴随着巨大的能量消耗以及对环境的污染,这样问题的出现,实际上又是富哦我国低碳生活的号召是相违背的,为此,如何提高暖通空调系统的节能性能,显得尤为关键。为了更好地将暖通空调系统的节能设计以一种更为清晰、明了的方式为相关读者们呈现出来,本文将紧扣该系统设计这一中心主题,从目前暖通系统特点出发,分别从参数选择设计、冷热水以及冷热源等三个方面,对其系统设计的相关方面进行论述。
  关键词:暖通;空调系统;节能;问题;对策
  前言
  如今,暖通空调在使用日益广泛的同时,也不可避免地出现了包括能耗量大、不节能与不环保等在内的问题,并且日益受到相关行业的密切关注,各方面都在为如何提高暖通空调系统的节能性而纷纷提出对策。事实上,就该节能措施来说,其主要包括前期设计以及后期合理使用两个方面的内容,而前期设计实际上却更为重要。当然,就前期设计来说,其实际上是一个系统性的工程,因为暖通空调系统本身就是一个包括冷热源、冷热量输配以及房间冷热水末端三个系统在内的大系统,而且每个系统在具体的设计过程中也存在着参数设定困难以及形式选择困难在内的难题。因此,我们若要真正实现其节能性能的提升,就必须从这三方面入手。
  一、 暖通空调系统的特点及节能设计误区
  暖通空调系统,是目前运用较为广泛的一种空调系统,其为用户营造起十分舒适的环境。然而,就该系统而言,无论是民用私人建筑,还是公共建筑之中,该系统运行的能耗实际上占据着整个建筑体能耗的百分之六十以上,而这也就意味着对其进行降耗处理实际上是迫在眉睫。与建筑其他用能系统相比,暖通空调系统具有如下特点。
  1、构成复杂且相互耦合。由三大子系统,即冷热源、冷热量输配与房间冷热末端构成,同时三大子系统中的任何一个都可能包含若干子子系统。大系统涉及的所有子系统彼此关联,相互耦合,求解困难。
  2、形式多样且选择困难。所谓形式多样是指,为对同一对象实现相同的空气环境控制目标,往往会有多种可以选择的空调系统形式。
  3、设计影响因素多样多变。气象条件、围护结构热工特性、内部热扰、建筑外部与内部空间形状以及使用需求等都是影响设计的因素,其中多数具有动态特征,如气象参数、围护结构传热过程、使用规律等。
  此外,其还存在着重功能轻节能以及充分节能上的误区。以往的暖通空调设计多重功能、轻节能,对节能的考虑仅限于满足设计规范、标准提出的限定通常设计师认为满足节能设计标准能效限定性要求的设计就是充分节能的,所以除非业主明确要求项目的节能水平高于现行节能设计标准要求,否则设计师不会主动在满足限定性要求的基础上进一步发掘系统的节能潜力性要求,即被动适应规范、标准,而非主动追求合理发挥系统的节能潜力。
  二、 暖通空调系统节能设计的可行措施
  事实上,我们在上一节说到,就目前的暖通空调系统节能设计来说,其确实是存在着一些设计上的难题以及误区,这些问题以及误区实际上对节能设计进程的进程设定了很大的阻碍,但是这种阻碍实际上也在另一个层面为我们进行暖通空调节能性优化上指明了一个新的方向。总的来说,我们可以尝试着从以下几个方面入手:
  1、合理的选择暖通空调系统的设计参数
  由于地域环境的不同,在对暖通空调安装时必须考虑其具体的实际情况,设定参数要符合相应的规范要求,同时还要考虑到外部环境的影响因素,通常情况下,暖通空调的设计参数并不是固定不变的,严格意义上来讲,它是一个变量。在设计安装时,必须考虑两个重要的参考数值,即温度和湿度,这两个数值的变化在整个暖通空调设计中起到了关键性的重要作用。冬季安装暖空空调时必须要注意室内外的温度,不能将温度设置的很高,这样人体就会感觉不舒适,同样在夏季安装暖通空调时,也不能将温度设置的很低,这样人体也同样会感觉不舒适。
  2、空调冷热水系统的节能设计
  (1)应优先选择应用闭式循环的模式,采用了这种模式不但能避免管道和设备被腐蚀,同时还能大大的降低静水力所需要的输送能耗,也延长了空调系统的使用寿命;(2)在确保满足空气调节的条件下,单位制冷的能耗量是与制冷机的蒸发温度以及冷冻水的供水温度成反比的;(3)当冷冻水系统的静压力不大于1MPa时,应采用一泵到顶的方式,从而保证整个系统进行维修和保养工作就会更加的方便;(4)在建筑物中,如果是冷热水需要同时使用或是交替较为频繁时,则应采用四管分区制水系统;(5)在设计中,还应有目的的提高冷冻水供回水的温度差,水泵运行时流量得到了降低,也就降低了系统的能量消耗。
  3、空调冷却水系统的节能设计工作
  很多暖通空调系统安装的区域自然水源十分匮乏,所以设计时建议采用冷却塔循环使用的模式,其主要目的就是有效的减少循环水泵的能耗和扬程,而其在冬天时也可以作为冷源设备。设置冷却塔的过程中,环境中必须具备良好的通风条件,同时其工作环境也应干净整洁,与高温区域相互隔开,从而提高其冷却的效率。如果是并联使用多台冷却塔,为保证其出水和补水间的平衡型,就应在相邻的冷却塔之间加装连通水槽或连通管。另外,低温的冷却水对冷水机组还会起到保护作用,因此在冷却塔的回水管以及总供水管之间应设置通管,控制时采用三通调节阀。
  4、空调风系统的节能设计
  在设计暖通空调系统的过程中,可能其对温度、湿度以及工作时间的需求都是有所差异的,那么就应根据系统的实际运行条件将各个区域进行划分。设计时,如果客户对于系统没有特殊的功能要求,那么就应采用单风管关风的方法。而如果建筑物内部的人员较多、有集中性的温度控制需要或是建筑物的面积较大时,那么风系统的模式就应选择全空气空调的模式,这样就可以不使用风机盘管系统了。而即使是在同一个暖通空调系统中,各个区域的冷热负荷也是有较大的差异的,由于高负荷的运行时间相对较短,那么就要分别的对各区域的温度进行控制,同时又要保证具备对建筑全年送冷风的功能,因此建议选择变风量的暖通空调系统。
  5、空调冷热源的节能选择
  一般情况下,空调冷热源采用换热、供热设备或是集中设置冷水机组两种方法来选择冷热源。其中第二种方式在设定时一定要注意周边的建筑物情况以及环境特征。在设定过程中,要遵循以下几点要求:第一,设定方位时,如果周边有发电厂,要充分利用发电厂的供热技术。第二,为了节省资源,避免其浪费,空调所在区域要采用复合源的方式进行能源的集中供热或者是供冷。第三,如果所在区域附近有可提供的供热厂或是有余热存在的,同样可以加以利用来进行节能设计。第四,如果附近有足够的水资源和低热能源时,也可以利用水能源进行供热或是制冷。
  结语
  经过上文的分析和介绍,我们对暖通空调系统的特点、节能设计误区以及其节能设计的可行措施等几个方面的内容有了一定的了解,从中我们可以深刻地认识到,作为一种为人们生活以及各行各业发展营造良好工作环境的重要设备,暖通空调系统能否在充分满足用户需求的同时,消耗最小的能量以及排放最小的有害气体显得尤为重要。事实上,纵然目前暖通空调节能设计还存在着包括子系统构成复杂、相互耦合以及形式多样化在内的多个问题,并且还存在着重功能低节能和重节能低功能的误区,但是我们有理由相信,随着科学技术的进一步发展以及相关科研人员的不懈努力,暖通空调系统的节能设计水平必将上升至一个新的高度。
  参考文献
  [1]娄威.暖通空调系统的节能工程设计[J].山西建筑,2011(1)