采暖通风与空气调节系统在节能设计方面的探讨

采暖通风与空气调节系统在节能设计方面的探讨

张震宇

江苏省建工设计研究院有限公司江苏南京210000

摘要:近年来气候极端化,主要表现为冷时极冷、热时极热、没有平稳的温度过渡,空气调节系统即在这种大背景下应运而生;一方面对人们的生活带来了舒适,但另一方面又进一步的通过消耗资源而给环境带来更大的伤害。随着空气调节系统的广泛使用,其节能问题日益重要,这里即通过全面分析空气调节系统中存在的能源浪费问题,提出了一系列的节能方法和措施。

关键词:采暖通风;空气调节系统;节能

1.我国能耗现状

我国是世界能源消费大国,能源消费量约占到目前世界消费量的20%,但是我国的人均能源消耗水平仍然很低,大约只有世界平均水平的一半。我国能源的利用效率比较低,虽然自20世纪80年代以来我国在改革能源效率方面取得了显著的成效,但按目前的单位CDP产出计算的能源消费强度远高于世界的平均水平。

当前,我国的能耗由三大部分组成:第一部分是工业用能,主要是冶金、建材、化工、石化、煤炭、有色金属等六大领域,约占工业用能80%以上;第二部分交通用能,主要出决于飞机、轮船、汽车等公共交通用能;第三大用能就是建筑用能,包括采暖、空调、生活热水、炊事、照明等建筑直接用能。虽然建筑直接用能只占社会总用能的巧%一02%,但是与建筑施工、建筑材料生产等相关产业用能相加起来,却占社会总用能的05%左右。可见建筑用能很大,且与建筑有关的很多环节都是高能耗。

随着经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高,建筑直接用能在急剧上升,占社会总用能的比例正从原来的20%水平向30%左右的水平发展。其中,以采暖和通风与空调系统为主的用能比例已达到了全部建筑用能的56%以上。暖通空调系统能耗的急剧增长,势必要求建设更多的燃煤火力发电厂,而过度地使用煤炭也必然会带来效率低、环境污染的后果,这也是我国很多城市中空气污染、品质差和大面积危害的主要原因。可见,采暖与空调能耗问题已逐步成为影响我国建筑发展和环境质量的突出重要问题。

2.采暖通风与空气调节系统的工作原理

在天气炎热的夏季,人们居住房屋内的照明系统、各类电器以及居民本身都会向房屋内散发出热能以及湿量,再加上太阳会发出的热量造成室外温度比室内温度高的情况,温差情况的出现会导致室内获得很多外部的热量,这个时候如果不及时将室内的温度降低,就会造成室内温度以及湿度过高,人们居住在里面会非常炎热。在天气寒冷的冬季,由于室外温度过低,建筑本身会不断向外部散发热量,使室内与室外的冷空气不断循环,这个时候如果没有及时的向室内提供充足的热量,就会造成室内的温度降低,人们居住在内会感到非常寒冷。采暖通风以及空气调节系统的主要作用就是向室内提供暖气以及冷气,让人们能够在良好的气温环境下生活,同时它也有排除室内有害气体的作用,有效的保障室内的空气质量。暖通以及空调系统具有各种各样的形式,要想控制室内的空气质量可以在系统将处理过的室外空气送入室内的时候,可以适量的将门窗打开一些,能够有效的排除室内的有害物质,使人们的居住环境得到明显的改善。

3.采暖系统的设计

采暖系统设计得合理,采暖系统才能具备节能运行的功能。无论是住宅还是公建,合理设计节能采暖系统的主要原则有:一是采暖系统应能保证对各个房间(楼梯间除外)的室内温度能进行独立调控;二是便于实现分户或分室(区)热量(费)分摊的功能;三是管路系统简单、管材消耗量少、节省初投资。因此,对所有民用建筑室内热水集中采暖系统的设计都要满足上述三个原则的要求。

根据国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019一2003中6.2.1的规定,新建住宅热水集中采暖系统首先应采用共用立管、分户独立循环的系统,然后,在满足室温可调控、热量(费)可分摊、管路系统简单三原则的要求下,可设计成下列任一系统形式:

(1)下供下回(下分式)水平双管系统。管道暗敷在本层地面下沟槽内或镶嵌在踢脚板内布置,局部过门处暗敷在过门沟槽内。

(2)上供上回(上分式)水平双管系统。供、回水干管沿本层天花板下水平布置。

(3)下供下回(下分式)全带跨越管或装设分配阀(H阀)的水平单管系统。供、回水干管暗敷在本层地面下垫层中的沟槽内或沿地面明装,或镶嵌在踢脚板内。地面上局部过门管道,暗敷在沟槽内。

(4)放射双管式(章鱼式)系统。每组散热器通过各自的供、回水支管直接与户内的集、分水器连接。供、回水支管均暗敷在本层地面下的垫层内,并采取外加软性塑料套管等保温措施,以防地面开裂。

4.风系统设计

(1)空调系统新风量的大小不仅与能耗、初投资和运行费用密切相关,而且关系到人体的健康,因此《公共建筑节能设计标准》GB50189一2005对其取值进行了规定,设计人员进行工程设计时,不应随意增加或减少另外,在人员密度相对较大且变化较大的房间,宜采用新风需求控制,即根据室内C02浓度检测值增加或减少新风量,使C02浓度始终维持在卫生标准规定的限值内。

(2)“风机盘管机组加新风”空调系统的新风口,应单独设置,或布置在风机盘管机组出风口的旁边,不应将新风接至风机盘管机组的回风吸人口处,以免减少新风量或削弱风机盘管处理室内回风的能力。

(3)房间面积或空间较大、人员较多或有必要集中进行温、湿度控制和管理的空调场所(如商场、影剧院、营业式餐厅、展览厅、候机/车楼、多功能厅、体育馆、大型会议室等),其空调风系统宜采用全空气空调系统,不宜采用风机盘管系统。全空气空调系统具有易于改变新、回风比例,必要时可实现全新风运行,从而获得较大的节能效益和环境效益,且易于集中处理噪声、过滤净化和控制空调区的温、湿度,设备集中,方便维修和管理等优点。

5.通风系统的设计

(1)集中空调系统的排风热回收,应符

合以下规定:

①风机盘管加新风系统,全楼设计最

小新风量大于或等于20000m/h时,应设集中排风系统,并至少有总新风量的40%设置热回收装置;

②送风量大于或等于3000m/h的直流式空气调节系统,且新风与排风的温度差大于或等于8℃,应至少总风量的70%设置热回收装置I

③设计新风量大于或等于4000m/h的空气调节系统,且新风与排风的温度差大于或等于8℃,宜设置热回收装置,

④宜设置跨越热回收装置的旁通风管,以便于当空调系统在制冷模式下运行,

且室外气温低于室内温度时(如夏夜),新风换气机检测到这种情况,就会自动切换到旁通热回收设备的运行模式,吸入室外的冷空气来减少空调器的制冷负荷,达到最大节能的目的。

(2)有人员长期停留且不设置集中新风、排风系统的空调房间或空调建筑(如一些设置分体式或多联机空调系统的房间或建筑),宜在各空调区(房间)分别安装带热回收功能的双向换气装置(新风换气机)。

6结束语

随着我们国家建设重点的转移,节能重点也随之从工业节能逐渐转向了建筑节能。由于采暖通风与空气调节系统在建筑节能中占了主要的部分,因此其节能也就成为了关系到国计民生的大问题,成为了关系到国家可持续发展的重要环节,对于其节能问题就不得不给予较高的重视,以使最终实现空气调节系统经济、节能、安全和舒适的共赢。

参考文献

[1]罗英,任兆成《.工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》解读[J].暖通空调,2016,46(7):41-46.

[2]燕东红.建筑通风空调工程的节能减排措施[J].山西建筑,2013,66(12):1177-1179.

[3]建筑工程中的采暖通风技术分析[J].乔磊.四川水泥.2016(10)

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