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试论节能理念下的暖通空调节能设计

作者:核心期刊目录查询 发布时间:2019-06-28

进行建筑暖通空调的节能设计十分必要,对节约能源的贡献很大。设计人员一定要把握好设计技术,自觉规避节能设计中存在的问题,提高节能意识,学习节能设计知识,力争设计出节能效果好、能源利用率高、可以带给人们舒适体验的设计方案,促使暖通空调的设计在

  进行建筑暖通空调的节能设计十分必要,对节约能源的贡献很大。设计人员一定要把握好设计技术,自觉规避节能设计中存在的问题,提高节能意识,学习节能设计知识,力争设计出节能效果好、能源利用率高、可以带给人们舒适体验的设计方案,促使暖通空调的设计在节能方面的水准不断提升。

暖通空调

  《暖通空调》创刊于1971年,是中国建筑科学类核心期刊,国家期刊奖最高奖项获奖期刊,中国暖通空调行业惟一的中央级科技期刊,由建设部主管,亚太建设科技信息研究院、中国建筑设计研究院、中国建筑学会(暖通空调分会)联合主办。本刊以实用技术为主,兼具学术性和信息性,在行业中最具影响力,被誉为权威刊物,深受广大读者喜爱,发行量在国内同行业刊物中遥遥领先。

  1 暖通空调节能的重要意义

  自从上世纪70年代发生能源危机之后,发达国家就已经开始关注节能问题。由于建筑能源耗费量约占总能源耗费的三分之一左右,建筑节能自然引起人们的关注;而暖通空调是能耗中的大户,在发达国家暖通空调能耗占建筑能耗的65%。由此可见,建筑节能工作的重点应该是暖通空调的节能。

  另一方面,如单从电能的消耗来讲,如电空调,据上海和重庆的调查,在夏季,空调用电量是总耗电量的23%和31.3%,其所占比例可见一斑。随着我国建筑业的迅猛发展,建筑能耗不断增加,建筑能耗已经占据社会总能耗的27%以上,有些地区已接近40%,且其总量呈逐年上升趋势。能源总消费量的比例已从20世纪70年末的l0%,上升到近年27.48%,其中2/3为暖通空调系统所消耗。

  随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,暖通空调系统得以广泛应用,用于暖通空调系统的能耗也将进一步增大,这势必造成能源供求矛盾的进一步激化。根据暖通空调行业的研究成果,现有空调系统的能耗是惊人的,但如果采取相应的节能技术,使现有空调系统节能20%~50%是完全可能的。因此在暖通空调系统中考虑节能,意义十分重大。

  2 暖通空调系统节能设计现状分析

  目前在我国建筑工程监理行业中,暖通空调专业的监理从业人员较少,大部分都是非暖通空调专业的人员,这部分人员由于缺乏专业知识,对暖通空调的理论缺乏,所以对于设计或是施工中出现的问题没有办法及时发现和调整,所以往往给系统留下较大的隐患,给工程造成不良的后果。

  在暖通空调的设计人员当中,有一部分人员专业知识欠缺,这样在设计时往往意识不到空调在使用过程中的节能效果,而多数时间则时照搬以前的空调设计经验来进行设计,同时,往往为了追赶潮流而大量的应用新技术和新产品,却没有达到节能的目标。

  3 暖通空调节能优化设计的实现

  3.1 合理选择暖通空调的设计参数

  选择暖通空调的设计参数时,首先要对室内外的环境温度进行准确测量及科学分析,然后确定结果。在满足工艺及卫生要求的前提下,合理计算新风量。

  节能设计工作较为重要的两个参数,一是温度;二是湿度。不同的室内湿度标准以及温度标准,不同的气候条件以及建筑围护结构,暖通空调系统的能源消耗量也是不同的。在进行暖通空调的节能设计过程中,要充分借鉴产品的生产工艺以及人体的健康指标。比如在夏季,若将室内的设计湿度提高10%,那么能耗量可以同时降低20%,同理,若将设计温度提升1摄氏度,那么热负荷可以相应减少10%,科学合理地选择暖通空调的设计参数是极其必要的。

  3.2 针对空调风系统的节能设计

  对于暖通空调的设计环节,不同的工作地点其温度、湿度、工作环境等是不同的,设计人员要因地制宜,参考系统的实际运行状态做出合理的调整。若客户没有对暖通空调系统提出特别的要求,我们通常采用单风管出风的模式。若建筑物工作的内部人员数量较大,提出统一集中的温度控制要求,在对风系统模式进行选择时,建议使用全空气空调模式。对于同一个暖通空调系统,不同区域的冷热负荷也具有较大的差异性,我们不能允许高负荷的运行状态维持较长时间,所以选择对不同区域的温度进行区别控制,这种状态下还要确保建筑物能够全年送冷风,就采用变风量的暖通空调系统。变风量的暖通空调系统能够准确调节室内风量负荷的变化情况,也能够准确把握系统的总送风量,最终实现了风机容量的降低以及能耗的减少。

  3.3 针对空调冷热源的节能设计

  在暖通空调系统的设计过程汇总,冷热源的选择往往是通过使用换热、供热设备或者是集中设置冷水机组这两种经典模式。如何选取机组设备,我们不仅要全面了解和掌握建筑物的功能特性、地区的能源结构、建筑物的具体规模以及政府的节能政策等方面,而且在安装机组设备时,还要按照如下要求来操作:(1)安装地区附近如果恰好有热力发电厂,我们要充分利用热力发电厂的供热技术以及余热供热技术;(2)暖通空调项目所在地区的能源储备及种类较多,我们可以对于供热和供冷工作采用复合式能源的方法;(3)如果当地有区域供热或者工厂余热等可用资源,暖通空调的热源可以有效利用这些优势;(4)暖通空调项目周边有充沛的水资源及低温热源,项目的供热和供冷可以采取水源热泵的方案。

  3.4 从系统运行上的管理节能

  一是加强中央空调的运行管理与控制设备的调节控制。在空调能耗中。有很大一部分是由于管理不善而引起的,应加强对空调操作人员的培训,提高管理人员素质,实行空调操作人员操作证制度。

  3.5 改进建筑热工性能

  建筑物热工性能涉及到建筑形体系数气密性、建筑保温、建筑遮阳等方面,建筑内部绝大多数的热量是通过建筑围护结构散发掉的,因此热量传递速度与建筑外表面散热面积,由于建筑采暖能耗随体形系数的增大而增高;同时采暖建筑内通过空气渗透消耗热量达到30%~40%左右,热量消耗形式主要是由于外窗的气密性较差与导线、管道等的出入口与烟囱风道以及部分结构连接缝隙等部位,因此为降低该部分能耗可以通过提高门窗制作及安装精度、选用新型材料、加强密封措施等来减少空气渗透。同时建筑保温新型材料可以在一定程度上增强其保温效果,对于节约能源具有重要意义。

  3.6 地源热泵

  地源热泵作为刚兴起的一种节能能源的空调系统,被广泛应用,地源热泵作为一种新兴的节能技术,通过地下浅层的地热资源即可以进行供热又可以在高温的夏季进行制冷,这种高效节能的空调系统通过有效的利用地下水、土壤及地表水等效低温位热能及高温位进行转移,冬季可以通过聚焦地能中的热量对室内进行供暖,夏季则能有效的将室内的热量释放出去,使室内达到制冷的目的。地源地泵具有高效节能的特点,并有效的利用了地下资源,在使用过程中也达到了绿色环保的要求,局限性是这种空调系统新技术适用于夏热冬冷地区,释冷和释热才能达到平衡。

  4 结语

  总而言之,暖通空调能耗虽然在建筑能耗中占有很大的比重,但其节能潜力是巨大的。对于现有的建筑应该重点加强对设备运行的控制能力,使能源更加合理、精确地消耗,应针对每个建筑制定符合该建筑的用能管理制度,提高运行管理人员的节能意识,培养责任心强的运行管理人员。对于新建建筑而言,则应该在设计阶段就合理确定好室内设计参数,准确动态地计算出建筑冷热负荷,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] 陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].中国建筑工业出版社,2013.

  [2] 采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19-87)[S].

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