试谈工程设计暖通空调系统节能工程设计

摘要：随着国内建筑和交通的高速发展，节能的重点已从工业逐渐转向建筑和交通。由于暖通空调系统的节能占建筑节能的主要部分，所以进行暖通空调的节能设计对于降低建筑物的能耗有着重要的作用。本文提出了暖通空调系统设计中存在的问题，探讨了暖通空调系统节能设计的途径与方法。
关键词：暖通空调系统；节能；工程设计

暖通空调系统的节能在整个建筑节能中占主要地位， 所以进行暖通空调的节能设计对于降低建筑物的能耗有着重要的作用。除了要根据工程的使用特点设计合理的采暖、通风及空调系统方案，并按系统的特性与使用规律及能源结构等因素选配节能型的冷热源设备和风机、水泵与变频器，以达到最大限度地减少采暖与空调系统全年运行能耗与费用外，还要严格执行有关规范对民用建筑采暖与空调室内设计计算温度取值标准的规定，以消除夏季“ 过冷”，冬季“ 过热”现象，并因地制宜地改善建筑围护结构的保温隔热遮阳性能。此外暖通空调系统的节能还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染是关系国计民生和国家可持续发展的重要行业，因此，暖通空调设计的从业人员应给予足够的重视。

一、暖通空调系统设计中存在的问题

1、暖通空调系统在设计管理方面存在问题

暖通空调系统的设计是空调节能的基础，对空调系统的节能效果有着重要的影响。然而，在实际工作中些设计部门和设计人员并未给予足够的重视，加之我国目前的建筑设计领域还普遍存在以业主为中心的观念，为追求经济效益，盲目赶工期，使得工程设计周期普遍较短，其中一些设计问题并内有得到有效细致的处理，一些设计单位只求数量，忽视质量，使得按设计施工完的系统不仅投资大，运行能耗也相当惊人，大大超过了国家标准。此外，在缺乏一套完整科学的节能系统评价标准，或者仅以一些单一指标进行节能效果的评价，而且随着节能技术的不断发展，新的技术方案不断涌现，如何科学评价选用这些方案就显得非常迫切，

2、在设计中有的设计人员工作不够仔细，对规范的贯彻方面有的地方做的不到位

《设计规范》规定，冬季室内空气的设计标准是：盥洗室、厕所不应低于12℃，浴室不应低于25℃。然而，有的公共建筑的厕所、盥洗间(设有外窗、外墙)、住宅建筑的卫生间未设散热器，室内的气温就很达到规范的要求，不符合《设计规范》的要求。在住宅建筑的厨房内存在同样的问题，所以在这些容易被忽视的地方同样要设置散热器，以保证室内的温度。
3、根据《设计规范》的要求，热水采暖系统应在热力入口的供回水总管上设置温度计、压力表及除污器，必要时应装热量计
在实际设计中，设计人员对主要的入户热力装置给予了足够的重视，同时往往会忽略了在入口处的装置。在出图的过程中会有所遗漏，会导致图纸审核不合格，所以审图部门经常提出意见。

4、设计时没有考虑到能源管理的需求

因为“调整优化”概念的缺乏，系统往往不能达到设计要求。很多大型的建筑缺乏基本的能耗监控和分析功能，在一定程度上对运营管理是不利的。同时很多大楼的节能改造，其实只要对系统进行认真的调试使之达到设计功能、将系统的调节控制功能发挥出来，就可以将能耗降下来。但这种“软”改造没有多大的经济收益，所以商业化运作的能源怎么写作公司往往不愿意进行这种改造。
造成暖通设计问题的原因很多，有的是设计人员本身的素质问题，如实际工作经验不足、对规范不熟悉、设计人员责任心不强与工作马虎。其中还有一部分就是有些问题在技术上并没有得到解决，在实际中的应用还不规范，这个问题的解决有赖于相关技术部门的一起努力，实现技术的进步。要杜绝设计工作的失误，首先，要加强设计人员自身的专业知识学习及对规范的学习，与安装人员多交流，掌握第一手的现场资料，根据使用情况，不断改进设计。
施工图的审查也是纠正设计中问题的一个重要环节，对提高设计工作质量起到了非常重要的作用。

二、暖通空调系统的节能工程设计的途径与方法

1、改善建筑围护结构的保温性能, 减少冷热损失

对于暖通空调系统而言, 通过围护结构的空调负荷占很大比例, 而围护结构的保温性能决定围护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过围护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中, 首先要求的就是提高围护结构的保温隔热性能。适当增加墙体、屋顶的保温性能, 可以减少通过这些围护结构产生的冷热负荷。例如: 采用新型节能墙体——小型混凝土空心砌块做墙体可有效减轻建筑物的负荷, 其墙体传热系数K = 0. 54 W/ m2 , 比传统黏土实心砖墙节能一倍以上。根据权威部门对住宅围护结构的热工测试结果证明, 住宅内热量有40%~50%是通过门窗损失, 所以应尽量采用密封性好、保温节能的新型塑钢门窗。

2、空调新风量影响空调系统能耗

空调新风问题是影响空调是否节能的一个方面, 新风量过多会增加其负荷, 进而增加电耗, 处理的新风量过少则会影响空调环境的质量, 因此针对具体的空调环境做好送风温度和新风比例的调整非常有利于节能。比如, 对于夏季需供冷、冬季需供热的空调房间, 室外新风量愈大, 系统能耗愈大, 在这种情况下, 室外新风应控制到卫生要求的最小值。而在过渡季节, 空调室内一般不需供冷或供热, 可全部采用新风, 这种方法是空调系统最有效的节能措施之一。

3、空调方式影响空调系统能耗

选择合适的空调方式是空调节能的一个重要方面。近几年来, 变频空调因其具有节能和提供舒适内环境的显著特点而得到飞速发展, 到目前为止, 变频空调器占日本房间空调器市场销售份额的80%以上。根据日本JRA404 标准, 变频空调器季节能效比远高于定频空调器, 在冷负荷相当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%, 即省电34%。因此, 变频空调应是空调发展的一个趋势, 使空调尽可能达到节能要求。在空调系统中, 我们应采用变频技术, 其主要有两种形式: 用变速泵和变速风机替代调节阀, 减少系统内部消耗, 提高整机效率, 或者采用变流量技术, 根据空调负荷改变水流量或风流量, 从而达到节能效果。

4、推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统

随着空调系统的广泛应用, 空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升, 同时对生态环境的破坏也在日趋加剧。如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的, 它利用地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP 值, 使得同等制热( 或制冷) 量下的系统能耗大幅度下降。另外, 利用太阳能供热或制冷技术也在开发研究着。

5、冷热回收利用的研究运用, 实现能源最大限度的利用

目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃开展, 如空调系统排风的全热回收器, 夏季利用冷凝热的卫生热水供应等, 都是对系统冷热的回收利用, 显著提高了空调系统能源利用率。从节能考虑, 将系统中需排掉的余热移向需要热的地

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方去是节能的一种趋势。全热交换器的热传递效率现可达到75% ~ 80%。还有一些常用热回收装置, 如热管换热器、板式换热器、热回收环路等。相对来说, 热泵系统回收方式更普遍, 热泵可以回收100 ℃ ~120 ℃以下的废热, 可利用自然环境( 如空气和水) 和低温热源( 如地下热水、低温太阳热和余热) 来节约大量采暖、供热燃料, 是一种新型的高效利用低温能源的节能技术。如果热泵与直接接触式热回收设备联合使用, 其热回收效率比单一设备要高得多。
总的来说, 节能对于我国的现代化建设具有十分重要的意义, 而暖通空调系统节能是建筑节能的重要组成部分。所以,暖通空调系统节能关系到千家万户的冷暖与广大群众的健康,还关系到国家能源安全策略与环境保护工作, 是影响到国计民生与国家可持续发展的产业。因此, 我们必须要积极采取措施应对暖通空调系统的节能问题, 共同构建和谐社会。
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