淺析暖通空調(diào)的設(shè)計節(jié)能

酒長國

（身份證號：13302219721008011X）

淺析暖通空調(diào)的設(shè)計節(jié)能

酒長國

（身份證號：13302219721008011X）

暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，起著重要的作用。我們可以利用多種方法實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。通暖空調(diào)工程的設(shè)計便是其最重要的一環(huán)。

暖通空調(diào)；節(jié)能；設(shè)計

隨著人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大。在發(fā)達(dá)國家中，建筑能耗占社會總能耗的40%左右，而我國盡管社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高，但是建筑能耗已占總能耗的近30%，且還有上升的趨勢。暖通空調(diào)系統(tǒng)往往以高品質(zhì)的電能為能源，而我國的電力在某些地區(qū)又相對緊張、匱乏，這勢必會引起能源供求矛盾進(jìn)一步激化。因此，對暖通專業(yè)提出更高的節(jié)能要求是必然的，也是大勢所趨。

1　中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能原理

1.1設(shè)計余量問題

設(shè)計機(jī)構(gòu)在進(jìn)行圖紙設(shè)計時，是按室外最不利的氣象參數(shù)、最大室內(nèi)人員負(fù)荷和最大設(shè)備負(fù)荷計算，并且在實際計算負(fù)荷的基礎(chǔ)上選取一定的安全系數(shù)。而實際上空調(diào)系統(tǒng)絕大部分時間都在部分負(fù)荷下運行。

1.2季節(jié)、天氣變化

全年最熱及最冷的天氣只有幾天，絕大部分天氣溫度達(dá)不到空調(diào)和水泵滿負(fù)荷運行的要求；每天氣溫也不一樣，早上氣溫較適宜，中午和下午較熱，夜里較涼快，空調(diào)負(fù)荷也在變化。

1.3建筑物使用率不足

除了天氣原因以外，建筑物的用途也是產(chǎn)生節(jié)能空間的一大因素。

隨著技術(shù)發(fā)展空調(diào)主機(jī)都具有了能量調(diào)節(jié)的功能，但是作為能量輸送設(shè)備的水泵、風(fēng)機(jī)卻沒有相應(yīng)的改進(jìn)，而且能量調(diào)節(jié)是以犧牲主機(jī)效率為代價的。所以單純依靠主機(jī)本身的能量調(diào)節(jié)無法完全有效的實現(xiàn)節(jié)能降耗。由于空調(diào)水泵、風(fēng)機(jī)能耗占中央空調(diào)整體耗電40%以上，所以必須要對輔機(jī)做節(jié)能控制。

2　工程中存在的節(jié)能空間

2.1客觀存在的節(jié)能空間

隨著天氣、使用率等的變化，中央空調(diào)負(fù)荷在60～90%之間變化。這部分節(jié)能空間是隨著時間的變化而變化的。

2.2冷負(fù)荷余量

設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計時都要選取5～15%之間的設(shè)計余量，以滿足極端天氣下空調(diào)的正常運行。

3　能耗分析

辦公樓夏季主機(jī)一般開啟9h以上，循環(huán)水泵要運行10h；冬季主機(jī)一般運行9h以上，循環(huán)水泵要運行20h。

節(jié)能計算：

3.1主機(jī)節(jié)電計算

中央空調(diào)主機(jī)長期運行在非標(biāo)準(zhǔn)工況，工作狀態(tài)偏離高效區(qū)，導(dǎo)致主機(jī)運行在高能耗狀態(tài)；通過水流量以及供回水溫度進(jìn)行調(diào)控，使主機(jī)機(jī)組性能與運行工況相匹配從而提高主機(jī)部分符合下的COP值，使主機(jī)維持高效的運行狀態(tài)達(dá)到節(jié)能的目的。COP值（制冷效率）就是主機(jī)機(jī)組所能實現(xiàn)的制冷量（制熱量）和輸入功率的比值，在相同的工況下，其比值越大說明這個冷水機(jī)組的效率越高越節(jié)能。影響機(jī)組的COP的因素有以下幾點：

（1）壓縮機(jī)的性能系數(shù)。

（2）主機(jī)機(jī)組的系統(tǒng)匹配性：所謂系統(tǒng)匹配是指：壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和自控系統(tǒng)的匹配性能。

主機(jī)的運行工況不同，性能提高也就不同其節(jié)電效果也有很大差別，通過合理的控制主機(jī)部分負(fù)荷下的COP值能提高0.25～ 0.75%，在相同負(fù)荷的情況下就能節(jié)省5～15%的能耗。

通過對主機(jī)運行工況的優(yōu)化和合理控制開啟臺數(shù)，提高部分負(fù)荷下的能效比，使主機(jī)能夠節(jié)省大約8～12%左右的能耗。

3.2水泵節(jié)電原理

空調(diào)水泵供水系統(tǒng)具有管網(wǎng)特性曲線，即通道管網(wǎng)的流量與所消耗的能量之間的關(guān)系曲線，它同時表明水泵的能量用來克服系統(tǒng)的沿程阻力和局部阻力。

根據(jù)水泵的相似定律，在管網(wǎng)特性曲線基本不變時，可采用改變水泵轉(zhuǎn)速來改變泵的Q-H特性曲線。從而改變它的工作點，達(dá)到即改變流量又能保證水泵恒定和輸入功率減少的目的。

（1）夏季空調(diào)側(cè)冷水泵節(jié)電計算

空調(diào)年運行負(fù)荷按設(shè)計負(fù)荷70%計算（水泵流量為設(shè)計流量的70%），根據(jù)：P1/P2=（n1/n2）3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.50則節(jié)電率=（1-0.50）×100%=50%，則理論計算節(jié)電率50%；在控制主機(jī)個數(shù)的同時也減少了冷水泵的使用數(shù)量。

綜合這兩部分，我們保守估計水泵節(jié)電率30%。

（2）夏季冷卻水泵節(jié)電計算

蒸發(fā)器和冷凝器存在著嚴(yán)格的配比關(guān)系，當(dāng)平均冷負(fù)荷為70%時，流過蒸發(fā)器的冷水流量為額定流量的70%，此時流過冷凝器的冷卻水流量也應(yīng)在額定流量的70%。

根據(jù)：P1/P2=（n1/n2）3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.50則節(jié)電率=（1-0.50）×100%=50%，則理論計算節(jié)電率50%；另外，在控制主機(jī)個數(shù)的同時也減少了冷卻泵的使用數(shù)量。

綜合這兩部分，我們保守估計水泵節(jié)電率30%。

（3）冬季水泵節(jié)電計算

熱水泵的節(jié)電原理與冷水泵相同，另外由于有值班模式，所以熱水泵節(jié)能效果要遠(yuǎn)大于夏季。

空調(diào)年運行負(fù)荷按設(shè)計負(fù)荷80%計算（水泵流量為設(shè)計流量的80%），根據(jù)：P1/P2=（n1/n2）3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.5則節(jié)電率=（1-0.5）×100%=50%。

理論計算節(jié)電率50%，熱水泵夜間值班運行時，所以我們保守估計水泵節(jié)電率30%。

4　結(jié)語

暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能在整個建筑節(jié)能中占有很重要的位置，應(yīng)該引起設(shè)計人員足夠的重視。設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)從設(shè)計的高角度出發(fā)全面考慮，嚴(yán)格遵守節(jié)能規(guī)范，將節(jié)能的思想貫穿于建筑領(lǐng)域的各個方面。節(jié)能技術(shù)的開發(fā)及可再生能源的循環(huán)利用，應(yīng)當(dāng)?shù)玫秸扔嘘P(guān)部門的支持，并大力推廣。并且設(shè)計、施工、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)、市政管理等部門應(yīng)密切配合，抓緊實施按冷、熱計量裝置收費，使老百姓真正從節(jié)能建筑中得到實惠，節(jié)能建筑和非節(jié)能建筑不能實行同樣的采暖收費標(biāo)準(zhǔn)。同時要提高公眾的節(jié)能意識，大力開發(fā)推廣新的節(jié)能技術(shù)，從而實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。

[1]《居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ14-037-2006）.

[2]《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB50019-2003）.

TU831.3

A

1673-0038（2015）31-0010-02

2015-7-7