暖通空调设计探析

来源:用户上传      作者:

　　摘要：本文对暖通空调设计方案技术经济中存在的一些问题进行了探讨，从可行性、经济性、调节性等方面进行分析，总结了暖通空调实际设计工作中出现的几个常见问题，针对各问题进行了分析，并提出了相关的建议，然后指出了高层建筑暖通空调系统设计中应注意的问题，在此基础上，提出了节能空调系统设计的新思路。
　　关键字：暖通空调；因素；问题；节能；设计
　　一 影响暖通空调设计质量和效率的因素比较
　　1.1 可行性和可靠性问题
　　能够满足使用要求，这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范的要求，包括有关环境保护的要求；设计方案应能满足有关方面的要求（如供电、供气、供水、供热等），并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。例如采用水源热泵设计方案时应考虑当地地质情况、地下水资源的现状和变化趋势、冬季热负荷和夏季冷负荷不平衡所产生的热（冷）蓄积效应等问题。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目，应对设计方案进行全年工况分析，以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况，对非标准设备应提出详细的参数要求，并且所提出的参数要求应合理可行。能否有足够的机房面积也是评判设计方案可行性必须考虑的问题，尤其是对于一些改造工程和建筑面积比较紧张的情况。对于一些要求全年保证室内空气参数的重要工程以及空调系统故障停机将产生严重损失的场所，如航天发射场，应考虑系统中设备的工作可靠性和备份问题，进行系统工作可靠性分析。在这种情况下，室外气象参数和安全系数的确定也应特殊考虑。
　　1.2 经济性比较问题
　　经济性比较是目前暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较，这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较，显然是不合理的；如果不考虑舒适性的区别，对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较，显然不可能做出正确的选择；如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较，对集中式空调方案显然是不公平的。在经济性比较时，切忌图省事可直接采用有关厂家给出的比较数据和结果。笔者曾发现，对电供暖的运行费用，3 个不同设备（电锅炉、水源热泵和户式燃气供暖炉）厂家提供的计算结果大相径庭。通过对其计算过程的详细核对，发现不同设备生产厂家由于考虑问题的角度不同，计算中存在一些有利于自己产品、不利于他人产品的失误或假设。对此我们应给予足够重视，对厂家提供的数据应认真分析和核对。在设计方案经济性比较时应综合考虑投资、运行费用以及设备的使用寿命，以相同的使用周期为基准，进行综合经济性的计算比较，而不能简单地根据设备报价进行比较。对于同时有供暖和空调要求的项目，应考虑冬季和夏季设备综合利用问题，进行冬夏季综合经济性比较。对于可以兼供生活热水的工程，应综合考虑生活热水供应的投资和能耗。
　　1.3 调节性和可操作性问题
　　暖通空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的，因此系统应有较好的调节性能，以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案，如采用VAV 空调系统和VRV 变频空调系统的方案，其一次投资通常较高，但运行能耗较小，在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼，设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。设计方案的管理操作方便性是用户十分关心的问题。空调系统自动化水平的提高，可以减少管理人员的数量和劳动强度，从而使人工费减少，但使一次投资增加，对操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制，应根据实际情况和要求，经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程，宜采用自动控制，以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化，以提高系统的经济性和可靠性。对于只有季节转换时才操作的阀门不宜采用自动控制。对于一些各部分不同时使用的建筑物或各部分出租给不同使用单位的商业建筑，系统设置应考虑分别管理控制和运行费用分别统计交纳的要求。
　　二 暖通空调工程设计中存在的问题
　　2.1 大型风机未采用变频控制
　　一些送排风机未配置变频器，在调试过程中，各风口风量调节难以平衡，尤其是总风量附加系数较大时，即使各风口风量及总风量可以调节，但是造成风机喘震出现，运行一段时间，风机或电机损坏。
　　2.2 噪音问题
　　有的设备选择未按照室内外噪音标准来进行，空调机组里或总的送风、回风及排风管道上未考虑消声措施，如果管道内风速超过8m/s，必须加消声器。混流风机由于噪音太大，尽量不要放在室内，如果设备放在室外，实际噪音将达到80dB以上，难以满足业主要求，在风机选择上尽量不要选择此类型风机，如果选择此类型风机，尽量放在室外，并且出风口必须安装消声器。风机盘管风机压头选择偏大，使室内房间的噪音超过室内噪声标准。
　　2.3 空调系统电动风阀的选择
　　有的空调系统电动开关风阀未配置反馈信号，运行过程中，如果阀门未配置反馈信号，阀门本体或执行机构若出现问题，阀门关闭状态未输入到集中控制室，无人知道，造成严重后果，风机将被损坏。
　　2.4 风机压头选择问题
　　风机压头选择过高或过低是工程中常见的现象，选择风机时，尽量通过水力计算来确定风机压头，如果风机压头过大，使得各风口风速太大，系统平衡比较困难。如果风机压头选择过小，将出现严重问题，如果管道系统难以减小阻力时，只能更换皮带或更换风机。因此选择风机时一定要慎重。
　　2.5 通风管道及风口布置问题
　　有的工程管道布置太长，阻力太大；有的工程室内风口布置过多，影响美观及系统调试；有的送风口布置在配电柜的上方，凝水会滴到配电柜上；有的工程在总的送风管道上直接加风口，造成风口风速过大等问题；有的洁净室内回风口个数太少；因此布置管道及风口时必须考虑风口风速，各支路阻力好平衡，室内气流组织合理等。
　　2.6 供暖系统设计不合理
　　供暖系统设计存在不合理之处：a. 有的供暖系统由1 条主立(干)管引进，分几个环路，分环上不设阀门，给系统运行调节、维修管理造成不便；b.有的供暖管道布置不合理，与建筑专业不易协调，或供暖立管直接立在窗子上，既影响使用，又不雅观；或者供暖水平管道敷设在通道的地面上，既影响行走，又不便物品放置。
　　三 节能空调系统设计新思路
　　3.1 方案设计
　　现在非常流行的空调设计方案是：在低能耗，高室内环境品质的前提下，风量可调的置换送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统以及去湿空调系统。为了平衡高层办公楼中设备、照明等主要热源形成的辐射热量采用辐射形式供冷。冷辐射吊顶应结合置换式送风，将新风采用下送风方式送入室内，既保证室内空气品质，又保证良好的室内热环境。而采用空调去湿方案，首先可以保证室内空气品质；其次采用去湿保证了绿色建筑对室内湿度控制在60%以下的要求。
　　3.2 具备良好的通风系统
　　新风的作用某些建筑由于装修材料含有挥发性有害物质造成室内空气污染。因此，绿色建筑中的暖通空调应该具备良好的通风系统，实现合理的自然通风，因为新风在室内的流动对健康是必不可少的。
　　3.3 蒸发冷却技术
　　蒸发冷却空调技术是一种绿色仿生空调技术， 包括间接蒸发冷却（IEC）和直接蒸发冷却（DEC）。该系统采用水作为制冷剂， 实现空调运行对环境无污染， 另外， 蒸发冷却系统的COP 值比机械制冷大得多，且它的制冷不消耗压缩功，它是一种节能环保型绿色空调技术。
　　3.4 地源热泵空调系统
　　地源热泵空调系统是利用土壤、地下水或江河湖水作为冷热源的一种高效空调方式。土壤是一种很适宜的热源，其温度适宜、稳定，蓄热性能好且到处都有。地源热泵全年运行工况稳定，不需要其他辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热夏季供冷。地源热泵的COP 值可达4.0 以上。对于采用深井回灌方式的水源热泵，由于地下水抽出后经过换热器回灌至地下，属全封闭方式。因此不使用任何水资源，也不会污染地下水源。
　　3.5 免费供冷空调系统
　　免费供冷（FREE COOLING）技术通过水系统来利用自然冷源。它也称冷却塔供冷，是一种节能降耗的系统形式。免费供冷的实现方式是：当室外空气湿度温度下降到某值以下时关闭冷水机组， 以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷，提供建筑空调所需要的冷负荷。在空调系统中，冷水机组的能耗占有极高的比例， 如用冷却塔供冷技术可少开或不开冷水机组，其节能效率将会是显著的。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-585079.htm