暖通空调节能设计探讨.doc

暖通空调节能设计探讨
摘要：节能是世界各国的共同目标，而在建筑工程中实现暖通空调系统的节能是当前建筑界追求的目标。本文将对暖通空调系统的节能设计进行论述。
关键字：建筑工程；暖通空调；节能设计；再生能源
abstract: the energy conservation is the aim for all countries, but in building a project to achieve energy-saving hvac systems is the current construction industry goal. the hvac system energy conservation design was discussed.
keywords: construction project; hvac system; energy-saving design; renewable energy
中图分类号：tb494文献标识码：a 文章编号：
1 暖通空调领域能耗
1.1建筑环境与暖通空调能耗
能源为经济的发展提供了动力，但是能源的发展往往滞后于经济的发展。近几年，我国的国民生产总值增长率维持在10％，但能源增长率只有3％～4％。这样的形势要求我们必须节能。建筑能源消耗占社会总能耗的比例较大，建筑节能是建筑发展的基本趋势，也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。现代建筑的必要组成部分——暖通空调领域也已经受到这种趋势的影响，暖通空调系统中的节能正在引起暖通空调设计者的注意，并且针对不同国家、地区的能源特点和不同建筑的采暖、通风、空调要求发展着相关的节能技术。现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中电能占了绝对比例。研究建筑环境，了解暖通空调负荷产生的原因及影响因素，可以更加合理地提出解决问题的方法。
1.2暖通空调能耗的组成
为了创造舒适的室内空调环境，必须消耗大量的能源。暖通空调能耗是建筑能耗中的大户，据统计在发达国家中暖通空调能耗占建筑能耗的65％，以建筑能耗占总能耗的35％计算，暖通空调能耗占总能耗的比例竟高达22．75％，由此可见建筑节能工作的重点应该是暖通空调的节能。从暖通空调的能耗组成可以看出：暖通空调系统的能耗主要决定于空调冷、热负荷的确定和空调系统的合理配置，空调系统的布置和空调设备的选择是以空调负荷为依据的。所以暖通空调节能的关键是空调外界负荷和内部负荷的确定，而暖通空调节能工作也应该从这个方面着手，合理布置建筑物的位置，正确选择外墙、门、窗、屋顶的形状及材料等，尽量减少空调负荷。
1.3建筑规划设计对暖通空调节能的影响
规划设计是建筑节能设计的重要方面，规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。充分重视和利用太阳能、冬季主导风向、地形和地貌，利用自然因素，分析气候的决定因素、辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利、不利影响，通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造，形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。建筑旁边的绿化不但有防风、隔声、防尘和美化环境的作用，而且对于建筑节能也有重要作用。
2 暖通空调的节能设计
2.1供暖系统的设计
对于新建住宅，如果只允许各户的供暖管道在本层套内安装而不允许穿越户内楼板连接时，供暖系统首先应采用共用立管、分户独立循环的系统，然后在满足室温可调控、热量（费）可分摊、管路系统简单三原则的要求下，可设计成下列任一系统形式：
下供下回（下分式）水平双管系统。管道暗敷在本层地面下沟槽内或镶嵌在踢脚板内，局部过门处暗敷在过门沟槽内。
上供上回（上分式）水平双管系统。供、回水干管沿本层天花板下水平布置。
下供下回（下分式）全带跨越管或装设分配阀（h阀）的水平单管系统。供、回水干管暗敷在本层地面下垫层中的沟槽内或沿地面明装，或镶嵌在脚踢板内。地面上局部过门管道暗敷在沟槽内。
放射双管式（章鱼式）系统。每组散热器通过各自的供、回水支管直接与户内的集、分水器连接。供、回水支管均暗敷在本层地面下的垫层内，并采取外加软性塑料套管等保温措施，以防地面开裂。
低温热水地面辐射供暖系统。该系统以工作压力大于0.8mpa、温度不高于60℃的热水为热媒，在加热管内循环流动热地板，通过地面以辐射和对流的传热方式向室内供热。通常用的供、回水加热管为化学管材，均暗敷在本层地面下的垫层内。由于该系统供水温度低，垂直方向温度梯度小，室内设计温度取值标准可适当降低，因此，舒适度高、也能效果明显，一般建筑面积大于80m2的住宅宜优先采用。
2.2通风系统的设计
变配电室、电梯机房等场所的以排除房间余热为主的通风系统，宜设置通风设备的温控装置。这样可避免在气候凉爽或房间发热量不大的情况下通风设备满负荷运行状况的发生，既可节约电能，又能延长设备的使用年限。通常采用的控制方法有：
①控制通风设备运行台数；
②对于单台风机采用改变其转速的方法，可以通过改变电动机的级数进行多级变速运行，也可以通过变频实现连续可调变速；
③双位控制，根据设定温度的上、下限，控制风机的启、停运行。
2）集中空调系统的排风热回收，应符合以下规定：
①风机盘管加新风系统，全楼设计最小新风量大于或等于20000m3/h时，应设集中排风系统，并至少有总新风量的40%设置热回收装置；
②送风量大于或等于3000m3/h的直流式空气调节系统，且新风和排风的温差大于或等于8℃，应至少有总风量的70%设置热回收装置；
③设计新风量大于或等于4000m3/h的空调系统，且新风与排风的温差大于或等于8℃，宜设置热回收装置；
④宜设置跨越热回收装置的旁通风管，以便于当空调系统在制冷模式下运行，且室外气温低于室内温度时（如夏夜），新风换气机监测到这种情况，就会自动切换到旁通热回收设备的运行模式，吸入室外的冷空气来减少空调器的制冷负荷，达到最大节能的目的。
3）排风热回收装置的选用，应按以下原则确定：
①排风热回收装置（全热和显热）的额定热回收效率不应低于60%；
②冬季也需要除湿的空调系统应采用显热回收装置；
③根据卫生要求新风与排风不应直接接触的系统应采用显热回收装置；
④其余热回收系统宜采用全热回收装置。
3 暖通空调领域节能的途径与方法
3.1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傲墙体可有效减轻建筑物的负荷，其墙体传热系数k=0.54w/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。