暖通空调节能设计方案初探

摘要：当今社会，国家提出的可持续发展战略深入人心，各个行业都注重节约能耗的设计。暖通空调被人们广泛的应用，这就加大了暖通空调在能源上的消耗，如何对暖通空调进行节能设计成为了空调工程师首要解决的问题。本文先是分析了暖通空调节能设计的意义，然后从几个方面讲解了暖通空调节能设计的方案。
关键词：暖通空调；节能设计；方案
中图分类号：s611文献标识码：a 文章编号：


目前我国能源消耗形势很严峻，能源消耗过程中也会产生环境污染。这就需要我们实施节能的方案。而暖通空调由于需要大电源带动，所以产生了大量的能源消耗，这在建筑能源总消耗中占据了重要部分，暖通空调的节能设计情况对降低能耗起到了重大作用。下面先讲一讲暖通空调节能设计的意义。
一、暖通空调节能设计的意义分析
我国是一个能源比较稀缺的国家，降低能源消耗是我国的一项基本政策，在暖通空调方面也需要做好节能措施。目前世界也面临着生态环境遭到破坏、地球资源日益稀缺、人口膨胀的问题。我国在暖通空调方面产生的能源消耗比重占总能源消耗比重的六分之一，按照这个速度，预计2014年将达到35%的比例。如果对暖通空调进行节能设计，等到2020年我国的暖通空调能源消耗将减少3亿吨标准煤的水准，在暖通空调的高峰负荷时段可以降低8000万kw左右的电量。
二、暖通空调节能设计的方案分析
1、冷热水系统方面的节能设计方案
暖通空调的冷热水系统，可以选择闭式循环系统来降低能耗，这种系统不需要克服静水压力、水泵压力，输送能功率低，对暖通空调的设备和管道不具有很强的腐蚀作用，使暖通空调冷热水系统使用寿命延长。对于有些空调区需要全年冷水供应的，有些空调区需要冷热水全年交替供应的，可以采用两管式的分区制水系统，分区制水系统的热水循环泵和冷冻水要分开设置；当暖通空调区需要冷热水频繁交替供应的，可以使用四管式的分区制水系统。当暖通空调可以满足调节时，使冷冻水温度有一个较高的供水温度，提高制冷机器的蒸发温度，这样一来，暖通空调单位制冷所消耗的能源就会降低。通过加大冷冻水、供回水之间的温度差，可以有效降低水泵流量，降低输送时产生的能力消耗。当暖通空调的冷冻水静压低于1mpa时，用一泵到顶的方法代替竖向分区的方法，这样不仅使暖通空调的运行维护变得方便，也降低了分区增加了工程成本。当暖通空调的冷热水系统有超过两台的水循环泵和冷水机组时，可以利用变流量系统。当工程没有很大的规模，各个环路压力损失、负荷特性差距很小时，可以利用一次泵系统，供回水管要有旁通调节阀和旁通管，旁通调节阀要控制好压差。当冷热水系统具有很强的阻力、很大的规模、压力差超过50mpa时，可以采用二次泵系统，要想更好的节约能量消耗，还要采用变频的调速泵。节能效果明显。
2、风系统方面的节能设计方案
暖通空调有不同的湿度、温度、运行时间方面的需求，这需要根据实际情况来进行区域分离。如果出现建筑物里的人员较多、有集中温度管理控制、有集中湿度管理控制时，暖通空调的风系统就要采用全空气模式，取消风机盘管系统的使用。暖通空调在风系统方面的节能设计，在没有特殊要求时可以采用单风管来送风。暖通空调风系统的各个暖通空调区域要对温度进行分别控制，负荷运行时间较长、全年冷风传送需要采用变风量的空调系统。变风量的空调系统通过调节控制流入房间风量的大小来调节风机的负荷，降低风机运行的能量消耗，降低暖通空调装机容量。
3、冷却水方面的节能设计方案
当暖通空调所在区域没有丰富水资源时，暖通空调不能采取直流式冷却水系统，需要通过冷却塔来降低循环水泵的能源消耗，当冬天到来时还可以将冷却塔当成暖通空调的冷源设备。在进行冷却塔的设置时，需要保证冷却塔有一个整洁的运行环境，使冷却塔可以进行良好通风。同时还要冷却塔同高温区隔离，来保证冷却塔更好的冷却效果。在并联多台冷却塔时，可以使冷却塔共用一个水横槽或一个连通管，这样一来，冷却塔可以合理地、均衡地、进行溢水和补水，防止了能源的浪费。要保证连通管的管径比总回水管的管径略大，保持连通管和冷却塔的出水管管顶相互连接。同时还要对暖通空调的冷水机组进行冷却水低温保护，要想满足这个条件，需要在冷却塔回水管间、总供水管间安置一根联通管，安装两通的调节阀或者三通的调节阀来调节。用出水温度不同对风机的启停状态加以控制，通过变频调速控制方法，这样都可以有效的节约电能。
4．暖通空调冷热源的节能设计方案
暖通空调在选择冷热源时集中对冷水机组进行设置。对于冷水机组的选择，需要考虑到当地的能源价格政策、建筑的功能特征、建筑的规模大小、当地的环保规定等等多方因素，在确定机组的过程中做到以下几点：一是考虑附近的情况，查看是否存在工厂余热、区域供热、市场供热，如果有就把它们当成暖通空调的热源。二是所在区域内如果有热力发电厂时，可以把热电厂的余热当成暖通空调的热源，对热电厂的供冷技术加以利用。三是当所在区域内有充足的天然气时，可以利用分布式联供和燃气系统，对天然气和电力的峰值峰谷进行消除，大大提高提高能源利用率。四是当所在区域内有较多的能源形式时，可以复合起来进行使用。五是当所在的暖通空调区域有地热源、水资源时，可以用水源泵进行暖通空调系统的供热和供冷。
5．制冷压缩机系统设计
制冷压缩机作为暖通空调制冷系统的心脏，没有节能式制冷压缩机的使用，暖通空调的制冷系统就没有高效节能的效果。制冷压缩机的电机可以在很大程度上影响着暖通空调能源的消耗程度。暖通空调器中压缩机电机能耗高，它的额定功率可以占到空调总功率90%，电机功率大小和电机效率之间有着密切的关系，而电流热量损失并不随电机功率成正比例，因此，大功率供电机要比小功率供电机的效率高，而同等功率的单相交流要比三相交流的电机效率低些。对于制冷式空调的压缩机形式可以有多种，例如，离心式压缩机的使用，它有不同的叶轮，可以在稳定度的提高方面以及诱导流场控制气动方面进行研究。对于漩涡式压缩机的制冷设备，可以在中间补气方面先做出一些研究。
总结：
随着社会科技的不断发展，以及人们生活质量的提高，暖通空调的节能设计方案选择得到人们的广泛关注。通过冷却水系统、风系统、冷热水系统、冷热源、制冷压缩机系统这几个方面进行暖通空调的节能设计，可以有效降低暖通空调对能源的消耗，为实现可持续发展战略做出应有贡献。
作者简介；（作者姓名： 刘红 性别 ：女籍贯：四川 出生年月 ：1967年4月，单位：新疆凯盛建材设计研究院
职称 ：工程师


参考文献：
[1]刘金平,吴啸,郭灵兵.节流阀开度对自复叠制冷循环冷凝蒸发器换热性能影响的试验研究[j].机械工程学报,2011(08)
[2]汤永标.制冷空调节能技术的应用及发展方向[j].科技风,2010(09)
[3]侯士彬,康艳兵,赵盟,高海然.制冷空调领域cdm项目开发现状及潜力分析[j].制冷与空调,2011(02)
[4]马一太,成建宏,王洪利,田华,龚文谨.我国制冷空调能效标准的现状与发展[j].制冷与空调,2008(03)
[5]李弢,戴红.浅析gb12021.2—2008《家用电冰箱耗电量限定值及能源效率等级》[j].制冷与空调,2010(01)
[6]张宏亮,刘金平.家用变频空调冷负荷分析与节能探讨[j].暖通空调,2007(03)
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