暖通工程中空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)用

任世超

摘要：我國是世界能源消費(fèi)大國，能源消費(fèi)量約占到目前世界消費(fèi)量的20%，但是我國的人均能源消耗水平仍然很低，大約只有世界平均水平的一半。特別是暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的急劇增長，勢必要求建設(shè)更多的燃煤火力發(fā)電廠，而過度地使用煤炭也必然會帶來效率低、環(huán)境污染的后果，這也是我國很多城市中空氣污染、品質(zhì)差和大面積危害的主要原因?？梢姡膳c空調(diào)能耗問題已逐步成為影響我國建筑發(fā)展和環(huán)境質(zhì)量的突出重要問題。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào);節(jié)能工程;設(shè)計(jì)措施

前 言

暖通空調(diào)系統(tǒng)是暖通工程的重要組成部分，在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，起著重要的作用，節(jié)能技術(shù)的研究開發(fā)和運(yùn)用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)。本文作者結(jié)合自己的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，首先分析了暖通空調(diào)節(jié)能的重要性和可行性，接著剖析了其設(shè)計(jì)中存在的問題，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)提出了一些改善的措施。

一、暖通空調(diào)領(lǐng)域節(jié)能的重要性和可行性分析

隨著社會的發(fā)展，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大。而在建筑能耗里，用于暖通空調(diào)的能耗又占建筑能耗的30%～ 50%，且在逐年上升。隨著人均建筑面積的不斷增大，暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進(jìn)一步增大。這勢必會使能源供求矛盾進(jìn)一步激化。另一方面，現(xiàn)有的暖通空調(diào)系統(tǒng)所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中電能占了絕對比例。對這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時(shí)也帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題，如在我國的一些地區(qū)酸雨、飄塵問題呈日益嚴(yán)重之勢，對生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展帶來了很大影響。如果對暖通空調(diào)系統(tǒng)采取節(jié)能措施，不僅可以大大緩解電力緊張狀況，同時(shí)對于降低不可再生能源的消耗、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、維持可持續(xù)發(fā)展、振興經(jīng)濟(jì)等都有著重要的意義。根據(jù)暖通空調(diào)行業(yè)的研究成果.現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的能耗是驚人的，如果采用節(jié)能技術(shù)，現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能20% -50%完全可能。顯然.如果對空調(diào)系統(tǒng)和建筑系統(tǒng)采用節(jié)能措施，那么即使到了炎熱天氣，也不會超過現(xiàn)有電力系統(tǒng)峰值而停電了。

二、目前暖通空調(diào)節(jié)系統(tǒng)能設(shè)計(jì)中存在的問題

1.暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要重視

空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性有著重要的影響，然而在實(shí)際中往往得不到一些設(shè)計(jì)部門和設(shè)計(jì)人員的足夠重視，使得設(shè)計(jì)建造的系統(tǒng)不僅初投資大，運(yùn)行能耗也相當(dāng)驚人，大大超過了國家標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)實(shí)測，有的公共建筑的空調(diào)能耗占建筑總能耗的60%。為此，我們有必要建議政府有關(guān)職能部門加強(qiáng)對暖通空調(diào)設(shè)項(xiàng)目的管理，可以委托相關(guān)技術(shù)部門如學(xué)會等對設(shè)計(jì)圖紙文件進(jìn)行嚴(yán)格審查，對未達(dá)到國家有關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)嚴(yán)禁施工建造。

2.暖通空調(diào)系統(tǒng)的管理人員素質(zhì)待提高

運(yùn)行管理在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中起著重要的作用。有些單位的空調(diào)系統(tǒng)，一年四季只有開機(jī)關(guān)機(jī)和冬夏季轉(zhuǎn)換操作，顯然系統(tǒng)達(dá)不到相應(yīng)的節(jié)能效果。為此要求運(yùn)行管理人員不僅要有強(qiáng)烈的責(zé)任心，上崗前還必須要進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)和考核，對沒有達(dá)到要求的，應(yīng)重新培訓(xùn)，考核合格后才能上崗。在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，同樣一套系統(tǒng)，管理人員不同，系統(tǒng)的能耗大不相同，有的甚至相差50%以上。

3.政府應(yīng)扶持新型空調(diào)的政策

采用新型空調(diào)方式、新的控制方法，不僅能顯著提高熱舒適性而且可以使系統(tǒng)大幅度節(jié)能。新型空調(diào)方式和控制方法的研究已經(jīng)取得了一些可喜的成果，只要政府部門加以扶持這些成果將很快能得到適用，并形成產(chǎn)業(yè)化，對這些項(xiàng)目的實(shí)施，將對我國的能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)都將起到巨大的推動作用。

三、改善暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)的措施

1.使用可再生能源或低品位能源的空調(diào)系統(tǒng)

隨著空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，空調(diào)對不可再生能源的消耗將大幅度上升，同時(shí)對生態(tài)環(huán)境的破壞也在日趨加劇。如何利用可再生能源及低品位能源已經(jīng)成了該領(lǐng)域重要的研究課題。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是在這種形勢下發(fā)展起來的，它利源地下恒溫層土壤熱顯著提高空調(diào)系統(tǒng)的COP值，使得同等制熱（或制冷）量下的系統(tǒng)能耗大幅度下降。另外，利用太陽能供熱或制冷技術(shù)也在開發(fā)研究著。

2.采暖與空調(diào)水系統(tǒng)的補(bǔ)水及定壓設(shè)計(jì)

2.1采暖和空調(diào)冷（熱）水系統(tǒng)小時(shí)泄漏量是確定系統(tǒng)補(bǔ)水量、補(bǔ)水管管徑、補(bǔ)水泵流量、水處理設(shè)備和補(bǔ)水箱容量的依據(jù)，應(yīng)根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的規(guī)模和不同系統(tǒng)形式按系統(tǒng)水容量進(jìn)行計(jì)算，而不應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)循環(huán)水量進(jìn)行計(jì)算，二者相差很大。如依后者為計(jì)算依據(jù)，必然會造成補(bǔ)水量計(jì)算偏大，進(jìn)而帶來了補(bǔ)水管、補(bǔ)水泵、軟水設(shè)備、補(bǔ)水箱的選型偏大，結(jié)果造成設(shè)備的一次投資高且運(yùn)行不節(jié)能。

2.2采暖與空調(diào)冷凍（熱）水系統(tǒng)的小時(shí)泄漏量，宜按系統(tǒng)水容量的10k計(jì)算;系統(tǒng)小時(shí)補(bǔ)水量取系統(tǒng)水容量的2%，即系統(tǒng)小時(shí)泄漏量的2倍;補(bǔ)水泵流量宜取系統(tǒng)小時(shí)補(bǔ)水量的2.5—5倍，即系統(tǒng)水容量的5%—10%。

2.3閉式采暖與空調(diào)冷凍（熱）水系統(tǒng)的補(bǔ)水定壓點(diǎn)宜設(shè)在循環(huán)水泵的吸人口處。采暖系統(tǒng)定壓點(diǎn)的最低壓力應(yīng)使系統(tǒng)最高點(diǎn)的壓力大于大氣壓力10KPa，空調(diào)冷凍（熱）定壓點(diǎn)的最低壓力應(yīng)使系統(tǒng)最高點(diǎn)的壓力大于大氣壓力5KPa。補(bǔ)水泵的揚(yáng)程應(yīng)保證補(bǔ)水壓力比系統(tǒng)補(bǔ)水定壓點(diǎn)的壓力高30 ～ 50KPa。空調(diào)水系統(tǒng)宜采用高位膨脹水箱定壓，該方式具有安全、可靠、消耗電力相對較少、初投資低等優(yōu)點(diǎn)。

3.采暖與空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)得合理，采暖系統(tǒng)才能具備節(jié)能運(yùn)行的功能。無論是住宅還是公建，合理設(shè)計(jì)節(jié)能采暖系統(tǒng)的主要原則有：一是采暖系統(tǒng)應(yīng)能保證對各個(gè)房問（樓梯間除外）的室內(nèi)溫度能進(jìn)行獨(dú)立調(diào)控;二是便于實(shí)現(xiàn)分戶或分室（區(qū)）熱量（費(fèi)）分?jǐn)偟墓δ?三是管路系統(tǒng)簡單、管材消耗量少、節(jié)省初投資。因此，對所有民用建筑室內(nèi)熱水集中采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都要滿足上述三個(gè)原則的要求。

3.2空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

根據(jù)規(guī)定，除設(shè)計(jì)1臺冷水機(jī)組和循環(huán)水泵的空調(diào)水系統(tǒng)外，空調(diào)冷凍水系統(tǒng)應(yīng)能隨著空調(diào)負(fù)荷的變化改變系統(tǒng)等流量，以降低空調(diào)水系統(tǒng)運(yùn)行的能耗。目前，常用的空調(diào)冷凍水系統(tǒng)有以下兩種形式：

一是一次泵定流量系統(tǒng)。系統(tǒng)較小或各環(huán)路負(fù)荷特性或壓力損失相差不大時(shí)，宜采用負(fù)荷側(cè)變流量、冷源側(cè)定流量的一次泵定流量系統(tǒng)。

二是一次泵變流量系統(tǒng)。具有較大空調(diào)水泵節(jié)能潛力的大型系統(tǒng)，在確保設(shè)備的適應(yīng)性、控制方案和運(yùn)行管理的可靠性的前提下，可采用冷源側(cè)和負(fù)荷側(cè)均變流量的一次泵變流量系統(tǒng)，且一次泵為變頻調(diào)速泵。

4.保溫與保冷的設(shè)計(jì)

4.1冷凍（熱）水管道、空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管及有關(guān)設(shè)備等，應(yīng)采用高效保溫材料如閉孔橡塑保溫材料或帶鋁箔的離心玻璃棉管殼等進(jìn)行保溫或保冷，并應(yīng)注意隔汽層的密封。冷凍水管道和空調(diào)風(fēng)管不應(yīng)采用開孔性材料（如巖棉材料）保冷。保溫與保冷材料的厚度應(yīng)按經(jīng)濟(jì)厚度方法計(jì)算，保冷材料的厚度還需再按防結(jié)露方法計(jì)算核算，對比后取其較大值。

4.2空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，不應(yīng)采用土建風(fēng)道作為空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)道和已經(jīng)進(jìn)行過冷、熱處理的新風(fēng)送風(fēng)道。不得已而使用土建風(fēng)道時(shí)，必須采取嚴(yán)格的防漏風(fēng)和保冷措施。

四、結(jié)束語

民用建筑的采暖、通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)工程量大面廣，其能耗在建筑總能耗中占有相當(dāng)大的比例，對其設(shè)計(jì)應(yīng)積極采用有關(guān)的節(jié)能措施，以達(dá)到合理有效地使用能源，促進(jìn)能源、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)、可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]曉明，李向東，馮曉梅.新建集中供暖住宅分戶熱計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)要點(diǎn)[J]，暖通空調(diào)，2002