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摘要:
随着暖通空调日益普及,暖通空调领域中新的设计方案大量涌现,本文对暖通空调系统设计进行探讨,从经济性、调节性和可操作性、安全性及管道等问题方面进行分析。
关键词:暖通 空调 节能 设计
中图分类号:S611文献标识码: A
一、暖通空调系统
1.1暖通空调工作原理
暖通空调工作原理就是制冷剂在制冷机组的蒸发器中与冷冻水进行热量的交换而汽化,从而使冷冻水的温度降低,然后,被汽化的制冷剂在压缩机作用下,变成高温高压气体,流经制冷机组的冷凝器时被来自冷却塔的冷却水冷却,又从气体变成了低温低压的液体,同时被降温的冷冻水经冷冻水水泵送到空气处理单元的热交换器中,与混风进行冷热交换形成冷风源,通过送风管道送入被调房间。如此循环,在夏季,房间的热量就被冷却水所带走,在流经冷却塔时释放到空气中。本文主要研究控制暖通空调系统的空气处理部分,主要涉及供水系统和空气处理单元。
1.2暖通空调供水系统
常用的冷冻水(水为载冷剂)系统的冷冻水管道均为循环式系统,根据用户需求情况的不同,按水压特性划分,可分为闭式系统和开式系统两种;按冷、热水管道的设置方式划分,可分为双管制系统、三管制系统、四管制系统;按各末端设备的水流程划分,可分为同程式和异程式系统;按水量划分,可分为定水量和变水量系统。变流量系统的特征是供、回水温度保持不变,建筑物负荷变化时,通过改变供、回水的流量来适应,该水系统输送的水流量要与建筑物需求相适宜。
随着现代控制技术和电子技术的发展,自动控制设备的造价不断的下降,变流量系统可以使系统全年以定温差、变流量的方式运行,尽量节约冷冻水泵的能耗,使得其得以越来越广泛的应用。目前,通常所说的变流量系统是指在水路系统的空调末端使用二通阀的系统,是与水路系统的空调末端使用三通阀的定流量系统相对而言的,所谓变流量与定流量均是指输送冷冻水的水路系统的流量,而不是通过末端的流量,通过末端的流量变流量与定流量均是变化的。变流量系统的目的是要冷源输出的流量所载的冷量与经常变化的末端所需的冷量相匹配,从而节约冷量的输送动力和冷源的运行费用。由于目前大多数冷水机组的水流量要求恒定,所以变流量系统实际上是供冷(水)量与需冷(水)量相对匹配的。即供冷(水)量只能随冷水机组的运行台数的不同产生变化。由于空调系统大部分时间都处于设计负荷的60%以下运行,且负荷随着时间在不断地变化,为了使冷水所载的冷量与经常变化的负荷相匹配,从而节约冷量输送动力和冷源的运行费用,采用变冷水流量控制便成了理所当然的做法。
二 、目前暖通空调系统在节能存在的问题
1 暖通空调系统设计及施工管理
针对暖通空调节能来讲,空调系统设计起着十分关键性的作用。但在现实的当中却存在这样一种现象:相关设计单位及设计工作者对于空调系统设计不重视,再加上工程设计时间非常短暂,暖通空调系统的设计对空调系统的节能有着重要的影响,然而,在实际工作中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视,加之工程设计周期普遍较短,再加上工程有关负责人并没有真正的了解到设计对总经济效益的影响度,有关技术上存在的矛盾依然未得到有效的处理等诸多因素,致使暖通空调设计系统出现投入资金大、运行艰难、能源损耗高的现象。远远超出了国家的相关标准。
除此之外,当下建筑工程监理当中,暖通空调专业工作者素质相差很多,大多数的工作者并不是专业人员,更有甚者是一些从来没有经过专业培训的,对于相关专业知识根本不了解,经常凭借之前的一些经验来工作,常会借用其他方案来施工,为此,这就会造成在施工设计当中有许多矛盾的形成,因其他方案根本无法解决实际工作中出现的问题,最后的结果将会不可挽救。给相关单位带来非常巨大的经济损失。
2 暖通空调系统节能设计方案
进行暖通空调设计的过程中,其最为显著的特征就是“条条大路通罗马”。伴随着最近几年对于节能及环保方面准求的提升,全新的科学技术方案的形成,无论是哪种技术方案都存在其独特的优势和不足之处。所以在面对各种不同的设计方案的时候,一定要进行多方面的思索,找出每一方案的不同之处。由于很多的设计方案往往只是表现在形式上,具体落到实处的话会有很大的差距,所以怎样挑选出最佳的设计方案成为暖通空调设计者所需要面临的问题。
三、暖通空调节能设计
1、合理的选择暖通空调系统的设计参数
通过对室内外温度的合理分析,采取最恰当的温度值,从来确定暖通空调系统的设计参数。所采取的的数据要注意,冬天时温度不宜过低,夏天时温度不宜过高。在计算新风量的过程中,工艺要求和卫生条件都要满足要求,在此基础上尽量节约能耗。节能设计工作重要的两个参数就是室内的温度和湿度。暖通空调系统的能耗大小不仅会受到所设计的室内湿度标准和温度标准的影响,同时也会受到当地气候条件以及建筑围护结构等因素的影响。在设计的过程中,还要充分的参考产品的生产工艺以及人体的健康条件,在夏天,如果室内的设计湿度提高了百分之十,那么能耗就能够降低百分之二十,而如果设计温度升高了1 摄氏度,那么热负荷也能够降低百分之十,因此为暖通空调系统选择合理的设计参数是非常重要的。
2、空调冷热水系统的节能设计
空调冷热水系统节能是暖通空调系统设计的重要部分。在冷热水系统的设计过程中,为降低能耗有以下几种措施可以选择:(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,严禁采用竖向分区,而是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,同时还能够降低工程的建设成本,设备的电能消耗也会得到降低;(4)在建筑物中,可能有些区域的空调是要冷热水交替供应的,而有的区域是要全年供应冷水,因此就建议采用两管分区制水系统,而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減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。另外,控制风机的启停时,可以利用变频调速的方式控制,也可以利用出水温度控制,但都要注意节约电能。
结语:
暖通空调系统的节能设计工作是一项复杂的系统工作,随着科学技术的不断发展,建筑暖通空调的节能新技术和新工艺也会随之得到发展,这对解决建筑暖通空调的系统节能问题非常有利,我们在设计的过程中必须积极的制定和采用相应的节能措施,从而满足业主的实际需求,也为我国的环境保护和降低能耗工作做出应有的贡献。
参考文献:
[1]洪广欢;中央空调系统建筑节能方案研究;沈阳工程学院学报(自然科学版).2006(1)
[2]郑忠明;谈谈暖通空调系统如何节能;科技信息(科学教研).2007(21)
[3]沈少君;论暖通空调系统的节能问题;建材与装饰.2007年12月
随着暖通空调日益普及,暖通空调领域中新的设计方案大量涌现,本文对暖通空调系统设计进行探讨,从经济性、调节性和可操作性、安全性及管道等问题方面进行分析。
关键词:暖通 空调 节能 设计
中图分类号:S611文献标识码: A
一、暖通空调系统
1.1暖通空调工作原理
暖通空调工作原理就是制冷剂在制冷机组的蒸发器中与冷冻水进行热量的交换而汽化,从而使冷冻水的温度降低,然后,被汽化的制冷剂在压缩机作用下,变成高温高压气体,流经制冷机组的冷凝器时被来自冷却塔的冷却水冷却,又从气体变成了低温低压的液体,同时被降温的冷冻水经冷冻水水泵送到空气处理单元的热交换器中,与混风进行冷热交换形成冷风源,通过送风管道送入被调房间。如此循环,在夏季,房间的热量就被冷却水所带走,在流经冷却塔时释放到空气中。本文主要研究控制暖通空调系统的空气处理部分,主要涉及供水系统和空气处理单元。
1.2暖通空调供水系统
常用的冷冻水(水为载冷剂)系统的冷冻水管道均为循环式系统,根据用户需求情况的不同,按水压特性划分,可分为闭式系统和开式系统两种;按冷、热水管道的设置方式划分,可分为双管制系统、三管制系统、四管制系统;按各末端设备的水流程划分,可分为同程式和异程式系统;按水量划分,可分为定水量和变水量系统。变流量系统的特征是供、回水温度保持不变,建筑物负荷变化时,通过改变供、回水的流量来适应,该水系统输送的水流量要与建筑物需求相适宜。
随着现代控制技术和电子技术的发展,自动控制设备的造价不断的下降,变流量系统可以使系统全年以定温差、变流量的方式运行,尽量节约冷冻水泵的能耗,使得其得以越来越广泛的应用。目前,通常所说的变流量系统是指在水路系统的空调末端使用二通阀的系统,是与水路系统的空调末端使用三通阀的定流量系统相对而言的,所谓变流量与定流量均是指输送冷冻水的水路系统的流量,而不是通过末端的流量,通过末端的流量变流量与定流量均是变化的。变流量系统的目的是要冷源输出的流量所载的冷量与经常变化的末端所需的冷量相匹配,从而节约冷量的输送动力和冷源的运行费用。由于目前大多数冷水机组的水流量要求恒定,所以变流量系统实际上是供冷(水)量与需冷(水)量相对匹配的。即供冷(水)量只能随冷水机组的运行台数的不同产生变化。由于空调系统大部分时间都处于设计负荷的60%以下运行,且负荷随着时间在不断地变化,为了使冷水所载的冷量与经常变化的负荷相匹配,从而节约冷量输送动力和冷源的运行费用,采用变冷水流量控制便成了理所当然的做法。
二 、目前暖通空调系统在节能存在的问题
1 暖通空调系统设计及施工管理
针对暖通空调节能来讲,空调系统设计起着十分关键性的作用。但在现实的当中却存在这样一种现象:相关设计单位及设计工作者对于空调系统设计不重视,再加上工程设计时间非常短暂,暖通空调系统的设计对空调系统的节能有着重要的影响,然而,在实际工作中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视,加之工程设计周期普遍较短,再加上工程有关负责人并没有真正的了解到设计对总经济效益的影响度,有关技术上存在的矛盾依然未得到有效的处理等诸多因素,致使暖通空调设计系统出现投入资金大、运行艰难、能源损耗高的现象。远远超出了国家的相关标准。
除此之外,当下建筑工程监理当中,暖通空调专业工作者素质相差很多,大多数的工作者并不是专业人员,更有甚者是一些从来没有经过专业培训的,对于相关专业知识根本不了解,经常凭借之前的一些经验来工作,常会借用其他方案来施工,为此,这就会造成在施工设计当中有许多矛盾的形成,因其他方案根本无法解决实际工作中出现的问题,最后的结果将会不可挽救。给相关单位带来非常巨大的经济损失。
2 暖通空调系统节能设计方案
进行暖通空调设计的过程中,其最为显著的特征就是“条条大路通罗马”。伴随着最近几年对于节能及环保方面准求的提升,全新的科学技术方案的形成,无论是哪种技术方案都存在其独特的优势和不足之处。所以在面对各种不同的设计方案的时候,一定要进行多方面的思索,找出每一方案的不同之处。由于很多的设计方案往往只是表现在形式上,具体落到实处的话会有很大的差距,所以怎样挑选出最佳的设计方案成为暖通空调设计者所需要面临的问题。
三、暖通空调节能设计
1、合理的选择暖通空调系统的设计参数
通过对室内外温度的合理分析,采取最恰当的温度值,从来确定暖通空调系统的设计参数。所采取的的数据要注意,冬天时温度不宜过低,夏天时温度不宜过高。在计算新风量的过程中,工艺要求和卫生条件都要满足要求,在此基础上尽量节约能耗。节能设计工作重要的两个参数就是室内的温度和湿度。暖通空调系统的能耗大小不仅会受到所设计的室内湿度标准和温度标准的影响,同时也会受到当地气候条件以及建筑围护结构等因素的影响。在设计的过程中,还要充分的参考产品的生产工艺以及人体的健康条件,在夏天,如果室内的设计湿度提高了百分之十,那么能耗就能够降低百分之二十,而如果设计温度升高了1 摄氏度,那么热负荷也能够降低百分之十,因此为暖通空调系统选择合理的设计参数是非常重要的。
2、空调冷热水系统的节能设计
空调冷热水系统节能是暖通空调系统设计的重要部分。在冷热水系统的设计过程中,为降低能耗有以下几种措施可以选择:(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,严禁采用竖向分区,而是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,同时还能够降低工程的建设成本,设备的电能消耗也会得到降低;(4)在建筑物中,可能有些区域的空调是要冷热水交替供应的,而有的区域是要全年供应冷水,因此就建议采用两管分区制水系统,而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減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。另外,控制风机的启停时,可以利用变频调速的方式控制,也可以利用出水温度控制,但都要注意节约电能。
结语:
暖通空调系统的节能设计工作是一项复杂的系统工作,随着科学技术的不断发展,建筑暖通空调的节能新技术和新工艺也会随之得到发展,这对解决建筑暖通空调的系统节能问题非常有利,我们在设计的过程中必须积极的制定和采用相应的节能措施,从而满足业主的实际需求,也为我国的环境保护和降低能耗工作做出应有的贡献。
参考文献:
[1]洪广欢;中央空调系统建筑节能方案研究;沈阳工程学院学报(自然科学版).2006(1)
[2]郑忠明;谈谈暖通空调系统如何节能;科技信息(科学教研).2007(21)
[3]沈少君;论暖通空调系统的节能问题;建材与装饰.2007年12月