摘要:在建筑行业快速发展过程中,暖通空调设计也变的越发的重要。该系统可以有效改善室内湿度和温度,为居住者提供适宜的居住环境。然而需要注意的是,暖通空调设计的不合理也会带来能源消耗问题,该问题已经得到社会各界广泛关注,采取科学有效的节能设计措施,全面提升暖通空调节能性能,已经成为建筑工程设计的重要关键问题。
关键词:建筑工程;暖通空调;节能设计;价值;策略
1建筑工程暖通空调节能设计价值
建筑工程暖通空调主要采用制热制冷技术,对室内湿度温度进行调节,以此改善室内空气质量。暖通空调,在现代化建筑中属于重要设计内容,按照相关资料数据显示建筑能源消耗占据国家总能耗的22%,能源消耗量比较大。暖通空调属于建筑能耗的主要内容,因此在行业领域中备受关注。采用科学有效的节能措施,既能保证室内舒适度与空气质量,同时可大幅度降低能源消耗,实现能源利用的可持续发展战略。
2建筑工程暖通空调节能设计策略
2.1 合理选择设计参数
暖通空调设计会受到建筑物所在区域室外设计参数影响,同时还会受到室内湿度温度要求的影响。对于空气调节系统来说,室内设计参数应当在保证规范要求的湿度和温度的前提下,充分对系统节能性能进行衡量。统计计算室内湿度和温度,明确合理区间,确保其满足不同时间段的舒适度要求。
2.2 计算冷热负荷
在设计暖通空调时,冷/热负荷的计算值不同会对设计成果有较大影响,主要表现在冷热源能量、水泵配置、冷热输送配管以及末端设备设计选型当中。为了确保暖通空调设计效果,必须准确计算冷热负荷,为各个环节提供数据支持,以此降低空调系统能源不必要的浪费。很多工程在方案设计和初步设计过程中,由于缺乏详细的工程设计数据,所以在计算冷/热负荷时,必须选择正确的计算方法,还应当结合建筑物的外形、内外区的划分、不同房间的温湿度要求,进行科学的计算,将计算结果作为空调系统设计的参考数值。
2.3 合理选择冷热源
在选择冷热源设备机组容量时,还应当考虑以下因素:第一,功能特征,第二,建设规模,第三,建筑所在区域的能源结构及价格。第四,环保规定。第五,应当结合建筑物所在地周边能源实际情况,并遵循以下原则确定:其一,如果建筑周边存在热力发电厂,则应用热力厂余热作为供热措施。如果供冷条件良好,则适当利用供冷功能。其二,如果建筑周边区域存在供热情况,则将其作为暖通空调的热源。其三,如果建筑周边存在大量天然气,为了提升冷热源稳定性和能源有效利用率,可以采用分布式燃气冷热电三联供系统。其四,如果建筑周边地热资源和水资源丰富,可以通过地源热泵或水源热泵达到供热供冷效果。
2.4 优化设计空调水系统
第一、优化冷水机组降低系统能耗:冷水机组能耗占据整个中央空调系统总能耗的60%左右,是优化水系统控制的最重要部分。在研究中我们发现,当其它条件不变,冷冻水和冷却水流量增大时,蒸发器和冷凝器的换热性能会得到提高,从而降低单位制冷所消耗的能量,但流量的增大却会增加水泵的能耗。而在实际使用中,冷水机组都是处于部分负荷状态下工作的,因此更多的需要关注冷水机组部分负荷下的机组的性能。
第二、优先使用变流量系统降低能耗:原有大部分空调水系统采用定流量设计,使得系统在部分荷载时水泵工作状态不会发生改变,流量不会因负荷的增大或减小而变动,造成能源浪费现象。故应优先采用变流量系统。目前水泵变量系统的应用主要采用温差控制法和压差控制法两种方法。压差控制法则是利用温度传感器获取室内温度变化参数调节调节阀开度,使供回水管压差发生变化,再由压差传感器采集压差参数由控制器计算,发出指令控制水泵频率,压差控制法能保证最不利末端水流量条件,但节能效果不如温差控制法,但能保证整个系统的正常工作效果。
第三、优化冷却塔性能:在进行冷却塔性能优化时,主要考虑的就是通过对空气湿度和温度进行调节,以及对进入冷却塔的水流量、空气流量以及水温来有效地提高冷却塔的冷却效果。通过有关研究表明,冷却塔排除的水温度与空气温度的温差与冷却水流量及空气量存在密切的关系,水量对其影响几乎成正比例相关;送风量较小时风量发生变化对于冷却效果影响较大,而送风量较大时风量发生变化则对于冷却效果影响不大。所以需要合理考虑冷却塔送风机的型号,以提高冷却效果。
第四、优化水系统隐形能耗:水系统隐形能耗也不容忽视。如管路保温效果和冷冻水流失等对能量的消耗,尤其是排污阀、旁通阀泄露造成冷冻水流失,会造成大量能耗。在设计时需要充分考虑到管路保温和冷冻水流失问题。同时,还需要注意由于中央空调系统由于工作环境和工作条件的关系,水系统内的水在物理、化学以及微生物等各方面作用下,其水质极容易变化,影响整个系统的运行效果和使用寿命。因此,在设计时,要充分考虑系统排污机制和清洗机制,并设定定期检查水质。
2.5 合理利用热回收系统
暖通空调运行期间会释放大量热能,若热能散播到空气中,将会加大热能损失。因此通过热回收及热交换装置,可以收集系统散发的热量,将热量通过流体传导提供给系统,促进空调自身能量转化,减少能源消耗。在建筑工程中,通过空调系统可以有效调节室内温度,此种调节过程也被称为通风换气过程,会产生一定量的能耗损失。收集排风系统的能量,与室外空气进行能量交换。通过此种方式能够减少空调、采暖设备负荷,降低系统能耗,经济环保性能优势,满足低碳生活理念。
2.6 推广应用清洁能源空调
现阶段,能源消耗问题比较严重,在设计暖通空调时,应当合理利用可再生资源。第一,地源热泵。在建筑领域中开始广泛应用地源热泵,人们认识到地源热泵的价值。地源热泵主要是利用地下浅层地热资源,通过电能等高位能源转移低位能源。在转移过程中可以供热制冷,节能效果显著。一般情况下,地能在任何时间段的温度都比较稳定。在夏季高温季节,暖通空调可以通过地缘热泵,将地能作为冷源,使建筑室内热量向下方传递。在冬季寒冷季节,暖通空调可以利用地缘热泵,将地能作为热源,传递到低温地区。暖通空调还可以将地热源泵作为蓄热器,全面提升系统能源利用率。第二,太阳能。太阳能资源在暖通空调中也属于重要的可再生能源。从太阳能使用的基本形式来看,其主要分为主动式和被动式。对于主动式太阳能系统来说,设计复杂性比较高,需要借助电力辅助能源设施,相应导致工程造价增加。被动使太阳能系统的结构简单,不需要应用其他辅助能源,可以有效处理建筑方位和系统结构,以此实现自然热交换,提升太阳能资源的有效利用率。值得一提的是,在暖通空调中,通过太阳能光电板和集热板,也能够提升太阳能的有效利用率。
3 结束语
综上所述,现代建筑对于暖通空调的节能要求比较高。然而在实际设计过程中,相关人员不注重暖通空调节能设计,从而影响系统节能设计效果。为了有效改善暖通空调节能设计问题,在设计过程中,必须严格按照节能设计原则,推广应用先进的节能措施,以此达到良好的节能设计效果。为我国节能减排,实现可持续发展提供强有力的支持。
参考文献:
[1] 梁帅.对民用建筑暖通空调系统节能设计措施的研究[J].建筑·建材·装饰,2020,(2):220,223.
[2] 王丁超.建筑暖通空调节能设计与暖通工程造价成本控制[J].中国房地产业,2019,(36):261.
[3] 姜绍茂.绿色建筑中通风空调设计节能措施浅述[J].中国房地产业,2019,(33):197.
[4] 梁志强.建筑暖通空调设计节能措施分析[J].建材与装饰,2020,(1):118-119.
[5] 唐小卫.绿色建筑中暖通空调设计方法探析[J].中国机械,2019,(9):10,12.