暖通空调系统节能检测分析
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摘要：本文作者结合实际工作经验，分析介绍了暖通空调节能检测的方法，供同行参考。
关键词：暖通空调；节能；检测；分析
中图分类号：S210.4文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
随着我国城市化的飞速发展和人们生活水平的提高,建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大,在发达国家已达到40%,我国长期以来,由于过分强调建筑造价、个体利益,加之没有建筑节能方面的标准规范可供依据,导致重复建设、质量结症问题的存在,致使能源浪费情况严重。建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通风、空调、照明、电器和热水供应等需求方面的能耗,为了维持建筑物内部空气环境适宜的温湿度,现代建筑中通常采用设置暖通空调系统来保证这一需求,而所消耗的能量即为暖通空调系统的能耗。这部分能耗中包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送设备的能耗。影响暖通空调系统能耗的主要因素有室外气候条件、室内设计标准、围护结构特征、室内人员及设备照明的状况以及新风系统的设置等。
1.1 技术方面的准备
通风与空调系统节能检测以前，首先应熟悉系统全部设计资料，包括设计说明、设计图纸和变更，充分领会设计意图，了解各种设计参数、熟悉系统的全貌及设备的性能及使用方法等。还需要会同施工和建设单位，对已安装好的系统进行现场检查，查清施工与设计要求不符合及加工安装质量不合格的地方。然后根据工程的特点编制检测计划。
1.2 检测仪器的准备
根据工程的具体情况，确定所需检测的参数及检测用的仪器仪表，确保所用仪器仪表完好，且经过标定和校正，并还在标定证书有效期内。
由来自建设单位、施工单位和检测单位的人员组成临时的检测小组。建设单位人员负责总体协调，检测单位人员负责现场的检测，施工单位配合，配合人员应包括通风工、水暖工和电工等。
2 系统节能性能检测主要项目和要求
通风与空调工程系统节能性能的检测应在联合试运转及调试结束后进行。根据 GB50411-2007《建筑节能工程施工质量验收规范》第 10.2.4 条和第 11.2.11 条和 14.2.2 条的规定,通风与空调工程系统节能性能检测主要项目和要求如表 1 所示。
表1 系统节能性能检测主要项目和要求
从表1 可以看出，通风与空调工程系统节能性能检测包括室内温度、风系统、水系统三个方面的检测。
3 室内温度的检测
一般使用手持式温度计进行检测。对于舒适性空调，室内面积不足 16㎡，测中央 1 点；16㎡及以上不足 30㎡测 2 点（居室对角线三等分，其二个等分点作为测点）；30㎡及以上不足 60㎡测 3点（居室对角线四等分，其三个等分点作为测点）；60㎡及以上不足 100㎡测 5 点（二对角线上梅花设点）；100㎡及以上每增加20～50㎡酌情增加1～2 个测点(均匀布置)。测点一般应离开外墙表面和热源不小于 0.5m，离地面高度 0.8m～1.6m。
4 风系统的检测
风量检测可采用管内风量或风口风量的检测方法，风口风量采用风口风罩法或风口风速法进行检测。
4.1 管内风量的检测
风速可采用毕托管微压计或风速仪检测。
4.1.1 测定断面位置的确定
测定断面原则上选在气流均匀且稳定的直管段上，即按气流方向在局部阻力之后大于或等于 4倍管径，在局部阻力之前大于或等于 1.5 倍管径（矩形风管大边尺寸）的直管段上，以上要求无法满足时，上述距离可以适当缩小，但也必须使测定断面到前局部构件的距离大于测定断面到后局部构件的距离，同时适当增加测定断面上测点的数目。
4.1.2 测点的确定
将矩形断面等面积划分成若干个面积不大于 0.05㎡的矩形小区域，每个小区域的边长 200～250mm，测点布置在每个小区域中心；对于短边在250mm 及以下的矩形风管，中间增加布置两点。圆形截面测点按等面积分环，直径每200mm～300mm 增加一圆环，十字布点（中心点重复）。对于直径为 200mm 及以下的圆形风管，至少分二环，纵横各 3 点布置，中心点重复共计 5 点。
4.2 风口风量的检测
4.2.1 散流器式风口
宜采用风口风罩法测量，直接在送风口通过风罩测得风量，也可使用风口风速法测量。
4.2.2 条缝型风口或格栅式风口
宜采用风口风速法测量，即用风速仪在风口测得多点风速取平均风速，量取风口有效送风面积，再经计算得出实际风量。
4.2.3 数据的处理
a.风速的计算
断面上的平均风速用下式计算：
（1）
式中： V ——平均风速，m/s；
V1、V2、……Vn——各测点的风速；
n——测点数。
风速至少应重复进行三次测量，取其平均值。
b.风量的计算
风量使用公式进行计算：若检测的风量满足规范的要求，则表明风量的调试与调整合格。若不满足，必须对风量进行调整，直至满足规范的要求。调整可采用流量等比分配调整法或者基准风口调整法，具体的调整方法参见相关技术资料。
5 水系统的检测
水系统的检测包括空调机组的水流量、空调系统冷热水、冷却水总流量等项目的检测。水系统的检测应在建筑实际负荷大于系统设计负荷 80％，并且室内温度检测合格后进行。图 1 空调水系统简图
因超声波流量计在水系统的流量检测中应用的比较广泛，笔者就以超声波流量计为例说明水流量检测。
为了保证测量的准确，超声波流量计的测量点的选择十分重要。要选择充满流体的管段，一般选择管路的垂直向上部分或充满流体的水平管段，且距离上游 10 倍直径，下游 5 倍直径以内，没有任何阀门、弯头等局部阻力构件的干扰。超声波流量计的探头安装方式有 V、Z、N、W 四种方式。常用的是 V 法。在安装探头之前，须把探头安装区域清理干净，除去一切锈迹油漆，露出管材致密部分，在探头的中心部分和管壁上涂上足够的耦合剂(黄甘油或硅胶等)，然后把探头紧贴在管壁上捆绑好。安装探头过程中，注意在探头和管壁之间不能有空气泡及沙砾。探头安装完毕后，再设置管径、壁厚、管材等参数。设置正确后，即可测出所测管道的流量。在水流稳定的情况下连续测量 30min，计算出30min 内水流量的平均值。
流量的测量结果应该符合空调机组的水流量允许偏差≤20%，系统冷热水、冷却水总流量允许偏差≤10%的要求。
6 检测报告的编写
检测完成后，根据现场检测时的原始记录，按照相应的规范、公式进行计算，编写检测报告，对建筑通风与空调系统的节能性能做出评价和判定。检测报告的公式须符合相关规范的要求。
7 暖通空调系统节能的有效对策
7.1 合理的选择热源系统
在设计暖通空调节能系统时,要根据具体的工程建筑选择实用有效的热源系统。一般来说, 当前国内市场上的热源种类主要有热电站、热泵、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、小型锅炉、区域锅炉房等。而从能量利用效率上来看,其中以热电站的效率最高,其次是热泵技术。
7.2 改善建筑结构的保温性能
对于暖通空调系统而言,通过维护结构的空调负荷占有很大比例,而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中,首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。