夏熱冬冷地區辦公樓暖通空調節能設計淺析

周宇

摘? ? 要：近年，隨著經濟發展、城鎮化進程加快，各類新建辦公樓像雨后春筍一般出現在各大中型城市的新開發區。新建辦公樓越來越多的情況下，隨之而來的就是能耗量大幅度增加，加重了電網的負擔。針對這種情況，暖通空調系統在實際運行過程中的節能問題也開始越來越多的受到了人們的關注。

關鍵詞：夏熱冬冷;辦公樓;暖通空調;節能;設計

1? 前言

從我國現階段的能耗情況來看，建筑能耗呈現出了逐年增加的趨勢，國家建設部的統計數字顯示，我國每年新建房屋面積約在20億平方米左右，其中高能耗建筑占比超過80%。而在使用過程中，空調能耗的占比也在逐年增加，因此，在辦公樓暖通空調設計工作的開展過程中加強對節能問題的關注具有十分重要的現實意義。

2? 冷熱源系統設計過程中的節能要點

2.1? 采用高COP值的水冷螺桿/離心制冷主機、高能效比的多聯機、高效率的燃氣鍋爐

空調冷熱源是整個建筑的最主要耗能設備，因此，選用高能效的冷熱源設備，對于辦公建筑節能效果至關重要。多聯機和水冷螺桿主機，盡量采用達到國家一級能效的產品;水冷離心式制冷主機，可采用磁懸浮型水冷離心式制冷主機以獲取比一級能效更高的COP值。

2.2? 采用合理的冷凍水進出水溫差，冷凍水泵加裝變頻器

冷凍水系統適當采用大溫差，一般為7℃，可減少冷凍水泵流量和功率。冷凍水泵加裝變頻器，可根據冷凍水管主管壓差大小調整水泵轉速，從而調整水泵功率，達到節能目的。

3? 空調通風系統、空調水系統設計過程中的節能要點

3.1? 空調風系統考慮熱回收

根據建筑物特點選用合理的熱回收系統，有利于降低新風負荷，減少主機裝機容量。

經相關文獻顯示，新風負荷占據總空調負荷的20%～40%[1]，利用空調排風所含帶的冷/熱量預冷/預熱新風從而降低新風冷/熱負荷，減少空調負荷有重要意義。常用的能耗較低的熱回收裝置有全熱交換器、液體循環式顯熱回收器、轉輪式全熱回收新風機等。設計過程中需根據建筑物特點選用合理的熱回收設備。

如辦公樓單層建筑面積不大，每層都可設置新風百葉的辦公建筑，可每層設置全熱交換器進行通風換氣。此種設備全熱交換效率約65%，具有結構簡單，尺寸小、造價低廉、安裝靈活的優點。但此種設備具有新排風會串通、輸送氣體風量小、輸送氣體距離短的缺點。

如辦公樓單層面積較大、層數不多、外立面要求較高的的辦公樓，可選擇天面設置數臺轉輪式全熱回收新風機。此種設備全熱交換效率約65%，具有輸送氣體距離長、輸送氣體風量大、集中布置在天面從而每層辦公室噪音源減少的優點。但此種設備具有體積龐大、造價高昂、新排風會串通的缺點。

如辦公樓單層面積較大，層數較多、外立面要求較高的超高層辦公樓，此類辦公樓避難層層高一般不高，無法安裝大型轉輪式全熱回收新風機，此時可選擇液體循環式顯熱回收器。此設備兩個水-空氣換熱器分別安裝在新風機進風段和排風機進風段，換熱器之間由水管聯通并安裝水泵形成一個循環，水管里充注乙二醇溶液作為載冷劑。此種設備顯熱交換率約60%，具有安裝靈活、輸送氣體風量大、輸送氣體距離長、新排風無串通等優點。但此種設備具有造價高昂，顯熱交換效率較低的缺點。

3.2? 合理劃分空調系統

（1）有內區的建筑物，內外區均設置獨立的空調風系統及空調水回路。根據建筑物特點，合理劃分空調區域對空調節能尤為重要。不少大型辦公樓，存在面積不小的內區，內區需要常年制冷，外區夏天需要制冷冬天需要制熱。如采用風機盤管加新風系統，此時則要求內區獨立設置一路空調水系統，獨立的新風系統，內區的空調水回路，通過板式換熱器與閉式冷卻塔冷卻水回路（冷卻水管內載冷劑為乙二醇）換熱，冬天靠閉式冷卻塔給內區制冷，此時閉式冷卻塔噴淋泵不啟動，僅靠風扇散熱。外區空調水回路切換到燃氣鍋爐空調水回路供暖。

（2）盡可能每層設置獨立的新風機組，每臺新風機進水管加電動蝶閥。如辦公建筑晚上只有某幾層（約20%～25%的空調負荷） 需要開啟空調，無需開空調的樓層新風機、末端均不開啟風機，減少了風機能耗。

辦公樓空調負荷僅20%～25%，此時制冷機房里的冷凍水泵流量理應也為滿負荷的20%～25%。但如果新風機進水管沒加裝電動蝶閥，無需開啟空調的樓層，其新風機的比例積分閥不像風機盤管電動二通閥那樣斷電能自動關閉。此時冷凍水就依然從新風機處流通，即使僅有20%～25%的空調負荷，空調水泵流量也有可能達到60%，出現小溫差，大流量的情況，冷凍水泵運行能耗依然較大。因此，應在每臺新風機進水管加裝電動蝶閥，不需要開啟空調的樓層，新風機的電動蝶閥，也需自動關閉，防止冷凍水從無需開啟的新風機處流通，避免空調冷凍水泵能耗無法下降。

3.3? 采用全空氣系統

如單層辦公樓面積適中，層高允許，可采用VAV全空氣系統，由于空調房間全年大部分時候是部分負荷運行，各房間通過改變送風支管的閥門開度，從而調整送風量來控制房間溫度。通過感知主管靜壓變化，自動調整空調機組總送風機轉速，從而實現送風機的節能。由于采用了全空氣系統，可全新風運行，過度季節或晚上室外溫度較低時，可利用新風來對室內進行降溫，無需開啟主機制冷。

3.4? 機組管理過程中采用無級調速無刷直流風機盤

機組管理工作開展過程中，無極調速無刷直流風機盤的應用十分普遍，其中，直流永磁電機是最重要的一個組成部分，也是最突出的一個特點，在此基礎上，為了保證機盤能夠高質量的運行，需要同時加裝自動控制裝置，改變以往普通溫控器需手動調速的運行方式，真正實現無極調速。電機在工作過程中，需輸入220伏電壓，輸入方式為單向，采取直流的方式運行[3]。所選擇的產品需通過國家檢測，檢測結果需要是在高速運行情況下的數據，檢測耗電量不得高于國家標準規定的耗電量，機組在低速運行的情況下，耗電量需控制在國家規定耗電量的75%左右，在此基礎上，切實保證節能效果。

現階段，辦公樓在安裝暖通空調系統的過程中，風機盤管機組是最常使用的設備，從現階段我國的產量來看，每年投入市場的風機盤管機組約為100萬臺，按每臺風機盤管機組120W的耗電量進行計算，在充分考慮辦公樓運行情況的前提下，以每天12小時，每年100天的運行標準，一年的時間內，我國總風機盤管機組耗電量將超過14億千瓦時。而在無極調速無刷直流風機盤中加入節能設備的前提下，大約可節約50%的耗電量，將耗電量控制在7億千瓦時左右，如此計算，我國每年可減少7萬噸的二氧化碳排放量，無論是從環保的角度來講，還是從節能的角度來講，都有著十分重要的現實意義，在實際設計辦公樓暖風空調節能系統的過程中，相關人員需加強關注，保證辦公樓暖風空調系統正常運行的前提下，最大限度的節約運行成本。

4? 結語

，隨著新建辦公建筑不斷增多，電網負荷不斷加大，因此，辦公樓的空調系統節能設計極其重要，設計過程中需要多方面考慮，避免只著重考慮冷熱源節能設計，忽略系統規劃設計。辦公樓運行過程中，暖通空調運行過程中的耗電量在辦公樓整體能耗量中的占比相對較大，因此，加強對暖通空調系統節能設計問題的關注能夠最大限度的降低整個建筑物的能耗。

參考文獻：

[1] GB 50736—2012.民用建筑供暖通風與空調調節設計規范[S].

[2] 魯迪.上海某節能辦公樓暖通空調節能設計[J].制冷空調與電力機械，2010（3）：45～47+35.