暖通空调的优化设计

发表时间:2017/9/14   来源:《基层建设》2017年第13期   作者:张文龙
[导读] 摘要:随着世界能源的紧张情况不断的升级,节能环保已成为各行各业发展过程中普遍关注的问题

        宁波星馨房地产开发有限公司  浙江宁波  315010
        摘要:随着世界能源的紧张情况不断的升级,节能环保已成为各行各业发展过程中普遍关注的问题,特别在建筑行业中,暖通空调是能耗的大户,直接影响着整个建筑物的能耗。随着人们生活水平的提升,暖通空调的数量越来越多,暖通空调的节能问题开始受到关注,基于此,本文主要对暖通空调的优化设计进行分析探讨。
        关键词:暖通空调;优化设计
        1、前言
        建筑能源消耗中以空调工程和采暖工程为重点,其能耗约占整个建筑的能耗总量的一半以上。我国建筑的暖通空调工程在能源节约和减除消耗方面的水平远低于发达国家,在暖通空调产业不断发展的前提下,节能环保已成为暖通空调行业的发展趋势。
        2、建筑的暖通空调工程的节能优化设计的目标和原则
        2.1设计目标
        优化设计建筑的暖通空调工程节能方案,一定要采取最恰当的设计方案,以满足建筑正常的暖通空调使用要求作为基础,尽可能在暖通空调工程的投资、运行要求、经济性和节能性等方面达到统一。设计人员可以按照已有的暖通空调工程的节能设计和优化的经验,从建筑的风、水及冷热源等系统着手进行不同的暖通空调工程的节能设计和优化,进而产生不同的节能效果。
        2.2设计总则
        设计单位应要求设计人员设计的每项暖通空调工程项目,都有较详细的冷热负荷计算书和采取了那些节能措施。施工图设计阶段,必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算;系统在确定设计方案时,设计人员要深入现场,与业主进行有效沟通,结合工程的具体情况,根据负荷特性、建筑使用功能要求、当地的能源结构以及环境特点等多方面综合考虑;要考虑空气的处理和分布,还要考虑设备管道的布置在暖通空调工程施工的配合与协调问题,与土建、装饰、水电、消防、灯光等工种之间的配合和协调。
        3、节能优化设计策略
        3.1冷却水、冷热水、风系统的节能设计
        缩减空调系统供回水和冷冻水之间的温差,可以使暖通空调的能耗缩减,所以在进行节能设计的过程中可以选择封闭循环模式,使空调系统的输送能耗大幅缩减,改善其整体的耐久性,在设计的过程中要尽可能使用一泵到顶的方式,为后期的系统维护和保养奠定基础,这对缩减暖通空调耗电量、降低其整体施工成本等方面也具有积极的作用。如果建筑物所处位置水资源相对紧张,可在设计的过程中选用冷却塔循环运行模式,以此实现循环水泵扬程的缩减,这对暖通空调节能优化效果较明显,但在设计的过程中需要注意,冷却塔的设计位置通风性要得到保证,以此保证其冷却效果,降低冷却能量损耗;而且在节能优化设计的过程中不能忽视空调的实际运行情况,例如部分用户对暖通空调性能的要求只涵盖室内温度和湿度等常规方面,在设计的过程中可直接将暖通空调系统设计为单风管灌风,而将用户要求相对较高的暖通空调系统设计为全空气空调模式,两种模式均采用变风量形式,这既可以保证暖通空调系统总风量的精度,又可以实现空调系统风量负荷的准确调控,对建筑暖通空调节能意义重大,例如上海国金中心应用此节能设计,冷站运行能耗大幅降低。
        3.2暖回收装置的设计
        在实践中会发现,暖通空调系统在应用的过程中会产生一定的余热,如果将其直接扩散到空气中,不仅造成热量的浪费,而且空调系统在调节室内温度时能耗也会增加,所以在建筑暖通空调节能优化设计中可应用和设计热回收装置。利用热回收装置使室内载热、状态等方面存在差异的流体实现湿热、总热的传递,这不仅可以缩减冷热源的能源消耗,而且可实现对建筑室内空气湿度和温度的调节。另外,据统计空调负荷中30%至35%为新风负荷,而空调系统在运行的过程中为保证进度室内空气清洁度满足要求,会自动排出部分空气,室内空气循环简图,如图1所示,产生一定的能源消耗,而且在此过程中对流入室内的新风要进行能量传递,如果将热回收装置中的能量向新风传递,则可有效的缩减能源消耗,新风负荷的缩减必然推动暖通空调机组的运行负荷降低,使暖通空调整体的经济性和节能性都得到优化。


        现阶段此节能优化设计手段在我国已经得到有效的开发,热回收装置也向多样化的趋势发展,如热回收环、转轮式换热器、热泵系统等,通过对此节能优化设计的经一步优化,将热水系统和制冷机组有效结合,可直接利用回收热量对生活用水进行加热,不仅降低生活用水加热过程的能源损耗,而且也保证了热水加热的实时性,现阶段我国高层建筑中此节能设计策略应用较为常见,如深圳国宾公馆等。
        3.3可再生能源空调设计
        地源热泵利用地热能源,使地下浅层地热资源的低温位向高温位能转换,为制冷和制热提供能量,将其应用于建筑暖通空调,夏季将室内多余的热量向地表浅层转移,并将地表浅层的冷源向室内传递,这既有利于室内降温,保证舒适性,也缩减了空调制冷的能源消耗;冬季,将地表浅层热源向室内传递,既有利于提升室内空气温度,保证室内热水供应,而且,也缩减了建筑室内温度提升、热水供应的能量损耗。另外,要实现暖通空调的节能优化设计,需要对可再生且能量巨大的太阳能进行有效的应用设计,例如利用太阳能集热板、光电板等对太阳能进行有效的收集,然后通过布置集热墙,实现建筑室内温度的调节,可节约暖通空调室内供热的能源损耗。
        3.4现代化自控技术设计
        3.4.1控制策略的优化
        由于空气处理机的直接数字控制器(DDC)基本都是采用PTD进行控制的,所以选用一个较为合适的PTD参数能够起到促进空调系统稳定运行的作用。PTD的系数高,可以使室内温度较快的达到预定值,反之这一过程会较慢,但也并不是说PTD的系数越高就越好,一旦系数太高时很容易引起DDC控制器失稳。在实际工程设计中,可以根据不同情况的需要,选择不同的优化控制,从而达到最优的效果。
        3.4.2DDC的优化
        由于DDC控制系统的处理能力是不同的,所以应根据各个场合不同的需要,选择合适处理能力的DDC;对于通风机、新风机、空气处理机等通常采用中型或小型的DDC即可满足使用需要。
        3.4.3控制网络的优化设计
        在满足灵活性和可扩展性的基础上,空调系统控制网络的拓扑结构应尽量清晰、简化,无论是采用RS485总线或是LonTalk总线的控制网络都应如此。由于分级多、分支多的网络管理较为复杂,而且可靠性也比较低,虽然LonTalk总线在理论上能够组成任意的网络拓扑结构,但是这种设计具有很大的随意性,一旦运用不当,在工程实践中可能会有一定的技术风险,从而使空调系统的成本增加。因此,在没有特殊要求的工程中英尽可能使用RS485总线的控制网络,并采用手拉手环网的布线方式。3.4.4 BAS 监控中心
        BAS 监控中心主要负责的是监控整个空调、通风以及动力系统的工作状态,通常与安保监控和消防控制等系统共用一间机房,而该机房一般都离冷冻机房、锅炉房较远,在这里对空调系统中的关键设备进行远程操作显然是不合适的,因此,建议在冷冻机房和锅炉房现场控制室另设一台监控分站,并由该分站负责监冷冻机、锅炉监控功能,同时该分站授权局限为冷热源设备。
        4、结语
        综上所述,暖通空调的节能降耗是建筑工程中特别重要的一部分,需要我们对其有足够的重视,随着能源的紧缺和环境的污染加剧,更要采取节能政策,运用新理念和高科技手段,让暖通空调对环境的破坏降低到最小程度。在施工中合理的优化设计,就能够满足可持续发展的新要求,确保建筑工程里暖通空调的管理与优化设计不仅能够满足人们对生活舒适度的需求还能满足社会节能绿色环保的伟大意义。
        参考文献:
        [1]周威,霍鹏.浅谈暖通空调设计中存在的问题及优化策略[J].河北企业,2012(06):108-109.
        [2]汪世财.探讨大型公共建筑暖通空调系统的节能及优化策略[J].四川水泥,2016(04):112.
        [3]谢刚.浅谈建筑暖通设备安装施工技术及节能策略[J].山东工业技术,2016(11):89.

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