淺論暖通空調節能設計及設備噪音處理

文/謝文彬 湖南百利工程科技股份有限公司 湖南岳陽 414000

1、引言

暖通空調系統的主要作用是調節室內空氣的溫濕度以提高室內舒適度。因此暖通空調的出現，很好的改善了現代工作生活環境。但是也存在部分單位因為暖通空調安裝不到位或者生產設計上有缺陷，空調設備過于耗電并且產生大量噪音，這對空調使用成本以及周邊環境造成較大的影響，因此相關單位應積極加強暖通空調設備的節能設計與設備噪音處理研究。

2、暖通空調節能設計

2.1 幾種節能優化環境的空調系統設計

（1）大中型公共建筑內外分區。根據公共建筑的復合特點，將公共建筑劃分為內區和周邊區，分別供冷供熱。周邊區的冷負荷是由于室內外溫差和太陽輻射作用，通過圍護結構傳入室內的熱量形成。因此周邊區夏季存在冷負荷，可以采用冰蓄冷技術，冬季存在熱負荷，可以采用獨立的熱泵單元，這樣可以大大提高空調系統的靈活性與能源利用有效性。而內區的冷負荷主要是由于人體及大型設備形成，變化幅度較小，所以基本全年均為冷負荷，一般選用區域供冷供熱(HDC)或者集中式吸收制冷等方式。

（2）不劃分內外區的中小型公共建筑。空調通常采用新型的機組方式，比如：○1穿墻式空調機組（TWU），有立式和臥式，有的可以供應新風并且還設置有排風熱回收器，建筑立面還有協調設計。○2冷卻可變系統（VRV），一個室外機能夠連接多達十余臺室內機，壓縮機可以實現變頻調速，這在節能方面具有十分明顯的優勢。

（3）個人空調與背景空調密切配合。在智能化辦公大樓中將個人空調與背景空調密切配合，采用雙層布線地板，進而可以實現類似于置換通風的自下而上送風。

2.2 夜間電力應用和移峰蓄熱措施

（1）冰蓄熱。冰蓄熱技術有利于平衡電力供應，當晝夜用電費用比達到一定標準時，用戶節約的電費就能夠快速補償前期的技術投資，在后期每年將節約大量固定成本。冰蓄冷裝置，可以采用低溫送風，通過減小送風系統和水系統的尺寸來降低電耗。該技術正在被逐步推廣應用，美國芝加哥地區就已經建設完成蓄冷量高達232MWh(66000USrth)的集中式供冷站。而在我國的江浙地區也已經開始逐步推廣冰蓄冷技術。

（2）利用相變材料(PCM)來蓄冷。此技術適用于舊系統改造，但材料性能易衰減，因而尚未大規模應用。

2.3 空調裝置輸送系統的節能。

（1）擴大空調冷凍系統與冷卻系統之間溫差，進而降低水量，減少輸送能耗，同時在一定程度上可以有效節約成本。

（2）擴大送風系統溫差。利用特制的誘導型風口或者末端裝置混合送風，進而有效滿足送風溫度。

（3）變水量、變風量方式，這是用于空調部分負荷時的輸送方式，可有效節約輸送能量，有試驗數據顯示采用該方式可以使全年輸送能耗有效降低40-60%。

（4）冷卻劑重力循環供冷供熱。對于特殊的高發熱量空間，通常在冬季也存在較大的制冷需求，這時就可以利用與制冷機組旁通的室內、外盤管之間的高差進行循環，持續供應少量但穩定的冷源。

2.4 改善氣流組織提高室內換氣次數

室內空氣流通的程度，不僅與換氣量直接相關，還與空氣流動的形態等因素密切相關，這些因素都會直接影響著室內空氣的清新程度。

（1）評價和控制室內空氣品質。

稀釋通風是控制污染最簡單的辦法，必須合理組織氣流，嚴格控制采風口到送風口之間的送風時間，進而有效保證送風質量。

（2）置換通風的應用。

通風空氣通常由室內下部流入，在熱源的作用下，新鮮空氣以較小的擾動緩緩流經工作區，逐步替換污濁的空氣，帶走人體產生的各種污染物，濁氣逐漸上升并從室內上部的排風口緩緩排出。

（3）噴射誘導型送風方式的應用。

將誘導型送風口安裝在指定位置，改善組織氣流，避免大型建筑在冬季供暖過程中出現溫度梯度過大的問題；汽車車庫等需及時排放污染物的空間，可形成平面方向的排污氣流，以替代大尺寸風道，進而節約成本與能耗。

3、暖通空調控制設備噪音處理

空調系統的噪音控制主要包含消聲和隔振兩個方面：

3.1 消聲與隔聲設計

3.1.1 對聲源的消聲和隔聲設計

暖通空調的通風設備、水泵、壓縮機等是主要噪聲源。在設計和安裝時應優先選用低噪音的通風設備，仔細了解風機的轉速、聲壓級等聲學指標。壓縮機和水泵等最好安裝在地下室內，水冷機組、水泵、空氣處理機組、風管盤管、通風機等與水管、風管連接時應設置軟接頭隔振。設備機房應盡量遠離有較高防振和消聲要求的房間，設備機房內所有會產生明顯振動的設備都應做隔聲處理。

3.1.2 合理的風速及風道設計

合理選擇空調風機風速，避免再生噪音，按相關技術要求，空調風管斷面的氣流流速要盡量均勻，風管內氣流方向的變化應流暢穩定。下表1為不同環境的風速選擇表。

3.2 隔振設計

減振是在振源與支承結構之間安裝彈性構件，采用柔性連接，也可稱為積極減振法。暖通空調設備常用的減振墊和減振器有橡膠減振墊、橡膠減振器、彈簧減振器等。

（1）橡膠減振墊

橡膠彈性好、阻尼較理想、制造工藝簡單，但橡膠易受溫度、陽光以及化學溶劑的侵蝕，易老化。因此該類減振器通常采用經硫化處理的耐油丁腈橡膠制成。

（2）橡膠減振器

由丁腈橡膠制成的圓錐形彈性體。固有頻率較低但是阻尼較高，減振效果非常好，安裝與更換都十分方便，價格較為理想。當設備轉速高于1200r/min時適合選用。

（3）彈簧減振器

由單個或多個同型號的彈簧與鑄鐵護罩構成，主要用于機組安裝。該型減振器固有頻率低，承載能力大，減振效果好，被廣泛應用，但是價格普遍較高。當設備轉速低于1200r/min時適合選用。

（4）金屬彈簧與橡膠組合減振器

當橡膠減振器難以滿足減振要求，而金屬彈簧減振又沒有足夠的阻尼時，就可以采用兩者組合的減振器。

結語：

暖通空調是建筑物中能耗較大的部分之一，而空調的噪音對人們的生活環境造成了一定的困擾，因此必須積極做好節能降噪工作。在暖通空調節能設計與噪音處理過程中，應根據所使用的具體環境采取有針對性的措施，進而有效地實現節能降噪的目的。