摘要:暖通空调设计节能主要是通过合理的结构、功能设计以及新型技术的应用,在满足目标负荷的前提下实现资源合理利用,将消耗的能源降低到最低。基于此,本文阐述了暖通空调设计的节能必要性及其主要原则,对建筑暖通空调设计节能策略进行了探讨分析,旨在保障暖通空调运行的有效性。
关键词:暖通空调设计;节能;必要性;建筑;原则;策略
一、暖通空调设计的节能必要性
社会经济的快速发展以及人们生活水平的不断提高,使得暖通空调系统使用日趋增多,同时其能耗也不断增长。而且建筑暖通空调设计节能不仅关系到人们冷暖、健康、安全、工作效果,还关系到能源安全、资源消耗和环境污染等。暖通空调装置主要由冷源、热源系统、经水系统以及给风系统等组成,在实际工作中冷源、热源系统消耗电能实现温度的下降,然后经过经水系统传递给给风系统,给风系统以吹风的形式将温度较低的冷空气传递给需要调节温度的房间,已达到所要求的室内温度和湿度。在这一过程中,通过合理的创新性设计将每一部分消耗的能量降低到最低,进而减小空调单位时间内消耗的总能量是暖通空调系统中节能设计的根本目标。
二、建筑暖通空调节能设计的主要原则
1、节能原则。节能原则也正是暖通空调系统在实施绿色设计过程中最为关键的原则,由于不可再生能源的大量消耗,能源也已经成为世界未来发展关注的主要方向,所以在空调的设计过程之中实施节能方面的设计也正是促进国家实现绿色发展的强大助力。而在空调的实际使用过程中为了能制造出令人舒适的生活环环境,空调系统往往要消耗巨大的能源,所在设计人员在落实节能方面的设计工作的时候,要处理好空调在空调通风系统设计、采暖系统设计、制冷系统设计方面的工作,经过较长一段时间的发展,暖通空调系统当面的设计除了能运用更先进的节能科技进行节能之外,也能有效的通过各种建筑结构的使用促进暖通空调系统在其节能方面效果的提升。
2、绿色无污染原则。暖通空调设计的时候,其中一个比较重要的方面就是暖通空调系统材料的选择,为了能从根本上达到绿色环保的效果,那么就需要设计人员在进行材料的时候选择那些对环境没有污染的材料,同时在尽可能的保证材料具有较为良好的质量,现代科技的发展使得材料领域也有了较为突出的发展,也为设计人员在进行材料选择的时候制造了更多可以选择的余地。其次,在设计人员在进行材料选择的时候,设计人员还要充分是考虑到材料回收当面的问题,只有将众多的问题全都考虑妥当才能保证暖通空调工程全面的环保绿色。
3、循环使用原则。通常在使用过程中空调系统会把剩余能源直接排掉,这在一定程度上浪费了大量能源。因此为了充分有效的利用各种能源,在暖通空调的设计过程中,设计人员应当充分遵循循环使用原则,及时回收和二次利用空调系统内使用不充分和并未使用的剩余能源,这不但有效的提高能源利用效率,而且还极大的降低了能源利用成本,这对于生态环境保护和可持续发展具有重要的作用和影响。
三、建筑暖通空调设计的节能策略分析
1、合理选择暖通空调参数。建筑暖通空调系统设计的节能策略在对建筑室内设计计算温度取值时,应当考虑到实际的具体情况,依据不同的地域、环境、室内要求等合理地对室内温度进行取值。室内温度取值的高低与建造建筑暖通空调系统的能耗密切相关,经调查研究表明夏季制冷条件下,室内温度每升高1℃,能耗将会降低10%左右; 冬季制热的情况下,温度每降低1℃,能耗可减少8%左右。
因此,科学合理地进行室内温度计算取值能够有效地降低建筑暖通空调系统的能耗。我国《公共建筑节能设计标准》对一般建筑室内供暖和制冷设计计算温度的取值标准进行了科学合理严格的规定,公共建筑夏季空调制冷不应低于25℃,居民建筑和办公室室内冬季采暖温度不得高于20℃。
2、严格冷热源选择。暖通空调主机热源侧按冷却形式分为空冷、水冷、蒸发冷。水冷与其他两种冷却方式对比,制冷性能系数COP较高,同时几乎不受大气环境温度的影响,但受水源的限制。使用循环水时,必须配有冷却塔或冷水池,保证水不断得到冷却;水源热泵机组受水源的限制;地源热泵打井面积的限制;因此水地源热泵机组亦有一定的局限性。而蒸发式冷凝器是很受欢迎的一种冷却方式,它利用水蒸发时吸收热量使管内制冷剂蒸气凝结。近年来有些地区的蒸发式冷风机也很受欢迎,耗电量是传统中央空调耗电1/8。
3、风系统设计的节能策略。建筑暖通空调系统的设计中不同的区域可能对温度、湿度以及工作时间的需求都有差异,那么就应该根据系统的实际运行条件将各个区域进行划分。即使是在同一个建筑暖通空调系统中,不同区域、不同要求的冷热负荷也会有较大的差别,不同区域、不同的工作间对于满负荷的运行时间各有不同,对于建筑的满负荷运行、部分负荷运行必须综合考虑。分别对不同的区域进行温度、湿度的控制。因此建议选择变风量的空气调节机组,选用多速送风机、变频送风机。 变风量的建筑暖通空调系统能够准确的调节室内的风量的变化情况,也能够准确的确定系统的总风量,从而起到了降低风机的容量和能耗的作用。新风量的大小对空调系统来说不仅与能耗、初投资和运行费用密切相关,而且关系到人体的健康,建筑暖通空调设计者要充分考虑新风量的设计,不仅要满足工作区对温度、湿度、洁净度、噪声的需要,更要满足空气新鲜度的要求。因此《公共建筑节能设计标准》对其取值进行了规定,设计人员进行设计时,不应随意增加或减少。另外,在人员密度相对较大并且变动较大的房间,更应该采用新风需求控制,设计变风量的新风空气处理机组,根据室内CO2浓度检测值增加或减少新风量,使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的限值内。建筑空间相对高大,人员通常都在底层活动,因此舒适性范围大约为地面以上2—3m。
4、冷却水与冷热水系统设计的节能策略。(1)冷却水系统设计的节能策略分析。很多建筑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节约水源。设置冷却塔的过程中必须具备良好的通风条件,工作环境要求干净整洁,控制采用三通调节阀从而提高其冷却的效率。另外,利用变频调速的方式控制风机的启停,也可以利用出水温度控制,但都要注意节约电能。(2)冷热水系统设计的节能策略。建筑暖通空调系统的设计中蒸气压缩循环冷水(热泵)机组单位制冷量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。选用满液式蒸发器;提高冷冻水的供水温度,这样提高了蒸发温度,提高了机组COP。或者选用温湿度独立控制空调系统,即空调主机产生高温冷水用于承担室内显热负荷,潜热负荷用物理吸附的办法处理;大大提高机组的COP,减少建筑的耗能。但同时带来的设备复杂化及技术成熟度还有欠缺,同时温湿度独立控制前期投资较大,需综合考虑。
结束语
综上所述,暖通空调工程对于建筑的舒适度非常重要,其在建设过程中需要满足日常生活环境要求、符合节能环保要求。并且建筑暖通空调工程能够给人们带去非常舒适的室内环境,其己广泛运用到人们日常生产生活当中,但是其能耗非常大,因此对建筑暖通空调设计节能策略进行分析具有重要意义。
参考文献
[1]杨金福.暖通空调系统节能设计思考[J].中国新技术新产品,2017
[2]王晶等.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用[J].装饰装修天地,2018
[3]吴晓青.浅谈建筑暖通空调系统的节能设计[J].科学与财富,2019