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建筑暖通空调节能设计方法研究王建良

发表时间：2020/11/30 来源：《基层建设》2020年第22期作者：王建良

[导读] 摘要：暖通空调系统是建筑设计的重要组成部分。在高品质的空调设备条件下，可以改善室内温湿度环境和通风条件。

        上海市安装工程集团有限公司天津市 300000
        摘要：暖通空调系统是建筑设计的重要组成部分。在高品质的空调设备条件下，可以改善室内温湿度环境和通风条件。节能设计是建筑暖通空调设计的内在要求和主要方向。本文在阐述建筑暖通空调节能设计的必要性的基础上，分析了建筑暖通空调节能设计的基本原理，指出了建筑暖通空调节能设计方法的具体应用内容，以进一步提高建筑空调的设计水平。
        关键词：暖通空调；建筑；节能设计
        如今，现代建筑如雨后春笋般涌现，极大地改善了人们的生产和居住环境，并且广泛使用暖通空调系统使人们的居住环境更加舒适。基于绿色理念的建筑暖通空调系统设计不仅符合绿色发展理念，而且符合保护环境和生态的要求，对社会发展具有重要意义。
        1 暖通空调节能设计的必要性
        暖通空调由于其出色的环境调节能力而被广泛用于建筑工程。在绿色可持续发展的理念下，人们要求实现暖通空调的节能设计。其必要性体现在以下几个层面：首先，在传统的空调利用形式中，暖通空调能耗更为严重，有研究表明，建筑业能耗占社会总能耗的2/3，能耗暖通空调能耗占建筑能耗的2/3，这使得建筑物投入使用后的能耗严重，不利于实现建筑物的经济效益。其次，营造舒适优雅的室内环境是暖通空调系统设计的核心，在实际设计中，暖通空调设计需要考虑力学，热力学的概念，整个设计过程较为复杂，以往的设计，设计人员过分关注空调的美观性，这使得难以达到某些空调应用的预期效果。节能是暖通空调设计的内部要求。合理的空调节能设计可以优化其应用功能。
        2 建筑暖通空调设计的现状
        2.1 计算粗糙
        负荷计算和水力计算是暖通空调设备选择和系统设计的最基本数据基础，进行负荷计算时，经常出现一系列问题，例如房间参数值不合理，围护结构形式与实际不符，室内负荷计算的遗漏，方向校正系数的值错误，对漏气的考虑不足或过多，供热系统水平衡的粗略计算，风系统和水系统的粗心计算等。继设备选型后，系统设计出现根本性错误，造成局部环境无法满足要求，系统运行出现问题，能耗也相应增加。
        2.2 暖通设备选型过度
        过度选择的问题是整个暖通空调设计行业中的常见问题。原因如下：（1）选择过冷（热）机组。设计人员经常不使用全面的负荷参考选择，同时也没有考虑同时使用的系数，从而导致冷（热）水机组的选择远大于实际使用的负荷。（2）风机压头的选型过多。尚未详细计算风系统的阻力，并且剩余系数太大。在实际使用中，阀门需要人为地增加阻力，以平衡系统阻力，从而造成大量的能源浪费。（3）泵头选择过多。泵的选择扬程远高于计算出的阻力，因此有必要在管道中增加一个调节阀，以人为地增加阻力。
        2.3 系统管路设计不合理
        加热和空调系统的管道类型，管道材料，行程距离和管道流速是影响冷（热）介质运输能耗的主要因素。冷（热）媒运输的能耗占供暖和空调总能耗的30％以上，管道系统的不合理设计在暖通空调系统的实际使用中浪费了大量能源。
        3 建筑暖通空调节能设计的具体方法
        3.1 规范空调运行模式设计
        在空调的设计和应用中，应注意其运行模式的有效设计，因为科学合理的运行模式不仅可以保证空调设备运行的稳定性，而且可以有效地减少空调设备的运行。非变频运行方式是过去建筑暖通空调的主要运行方式，虽然可以起到调节室内温湿度环境的作用，但总体能耗严重，可以采用变频技术进行设计。新时期的空调运行方式，以达到空调节能的目的。需要说明的是，在变频技术的应用中，应增加空调运行参数的设计和调整。在设计具体参数时，不仅要考虑气象和环境参数，同时还要考虑室内环境控制参数和空调机组的最佳运行参数，然后动态调整参数。确保空调系统科学合理地运行。
        3.2 加强空调供水设计
        冷热水系统是暖通空调供水系统设计的重要组成部分。

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实用的设计要点包括：首先，在空调机组的供水设计中，应增加进水，回水和冷冻水之间的温差，以确保将两者之间的温差减小到最小。其次，对于供水系统，应增加闭环模式的有效设计，以减少供水的能耗，延长空调系统的使用寿命。第三，在设计的初期，必须考虑空调后期维护的很多事项，目前，使用泵到设计的顶部可以为空调供水系统的后期维护创造有利条件。第四，在给水系统的设计中，应考虑给水方案的节能效果，特别是在水资源相对短缺的地区，可以采用冷却塔循环方式进行给水设计，减少循环水泵扬程，起到良好的节能效果。
        3.3 注重通风系统设计
        根据不同建筑物类型的差异及其实际通风需求，在空调通风设计中应系统地考虑用户的实际设计需求。例如，当用户对暖通空调系统的设计要求较低时，可以在满足室内温度和湿度条件的基础上，采用单通道通风方式设计通风系统，而当居民要求较高时对于室内暖通空调系统，应按照所有空调模式完成设计。目前，在空调通风设计中，应增加可变风量表的有效设计和应用，才能实现空调系统总风量的精确调控。需要注意的是，在空调通风设计中，还应注意自然通风的有效设计，以实现自然通风与空调通风的协调。在不消耗任何资源的基础上，合理的自然通风设计可以在一定程度上减少电气设备的使用，从而实现室内环境调节。从实际应用效果来看，自然通风不需要消耗能量，能源效率出色，同时自然通风更健康，可以保证居民的身心健康。为了保证空调系统的设计质量，提高室内通风效果，应增加混合通风系统的有效设计和应用。
        3.4 加大热回收装置设计与应用
        在空调机组的运行中，长期使用设备会产生大量的废热，这些多余的热量的损失实质上就是能量的浪费。为了实现空调余热的有效回收，可以采用余热回收装置进行余热处理。从热回收装置的应用来看，它可以借助不同的载热和状态流体，实现湿热或总热的有效传递。改造后，大大减少了空调机冷热源的消耗，在空调机节能控制的基础上，满足了室内温湿度控制的需要。目前，可以通过使用热泵系统，蓄热和蓄热系统，热交换器等来设计热回收装置。在采用冷凝式热回收方式设计热回收系统时，应注意将热水系统和制冷机组结合使用，以便在收集一定的废热后，可以将废热用于加热生活用水，最后，可以有效利用多余的热量，并节省热水和电的消耗。
        3.5 合理利用可再生资源能
        在绿色可持续发展理念下，要进一步提高建筑空调节能设计的质量，还要善于寻找和利用新的资源和能源。目前，在暖通空调设计中使用可再生能源已成为发展的新趋势。暖通空调设计中广泛使用太阳能和地热能。就太阳能而言，设计人员可以在太阳能收集板，光电板等设备的设计下实现对太阳能的有效收集，最后在光电转换设备的支持下将太阳能转换为电能，然后提供某些电源支持空调设备的使用功能等。另外，集热墙是一种新的布置形式，设计人员将在考虑建筑形式和考虑当地环境差异的基础上，将集热墙布置在建设项目的合适位置。在建筑工程中，集热墙可以起到调节室内温度的作用，缩短了空调的时间，有效地起到了空调节能的作用。地热能是建筑新能源应用的重要形式，对建筑空调系统的设计和应用也有一定的影响。特别是地下热泵系统的建设可以实现地热资源的有效转化。在设备运行中，可以将低温水平的地热资源转化为高温水平的地热资源，有效地提高了暖通空调系统的制冷和制热效果，不仅可以调节室内环境，而且可以调节室内环境。也有效降低了空调系统的能耗，实现了空调系统功能效益和经济效益的统一。
        结束语
        综上所述，建筑的暖通空调系统已成为实施绿色概念的关键点之一，这要求设计人员集中精力和控制。在建筑暖通空调系统节能设计中要贯彻绿色理念，更新设计理念，完善落后的设计手段，采取有效措施，提高建筑暖通空调系统的设计水平。
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