论暖通空调节能供暖系统设计

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摘 要：本文通过探讨民用和公共建筑物内暖通空调节能设计，进一步论述了暖通空调节能设计的方法和应注意的事项。

关键词：暖通空调供暖系统节能设计原则要求

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

暖通空调设计方案的选择是一个直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优劣的重要问题。暖通空调设计方案的比较和优选是一个涉及面广、影响因素多的复杂技术工作。一个优秀的暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，使其综合效益最高。综合考虑的因素越多，通常其方案设计的水平越高，同时其设计工作量和难度就越大。

1 建设暖通空调系统设计原则

在设计方案比较选择时必须对工程设计项目的各项实际需求、环境条件的特点、需求和环境条件的变化趋势等情况进行深入调查研究，对各种技术方案的特点、适用条件和范围进行客观深入的分析，对暖通空调各种技术发展的方向和趋势有深入的了解，尤其必须对各种设计方案的可行性、可靠性、安全性、投资、能耗、运行费用、调节性、操作管理的方便性、环境影响、舒适性和美观性等技术经济评价因素进行客观准确的计算和综合对比分析。无论是住宅还是公共建筑,合理设计节能供暖系统的主要原则:一是供暖系统应保证各个房间(楼梯间除外) 的室内温度能独立调控;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。

2 居住建筑供暖系统设计

居住建筑对于新建住宅,如果只允许各户的供暖管道在本层套内安装而不允许穿越户内楼板连接时,供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:

2.1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,局部过门处暗敷在过门沟槽内。

2.2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。

2.3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。

2.4 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。

2.5低温热水地面辐射供暖系统。该系统以工作压力不大于0. 8 MPa 、温度不高于60 ℃的热水为热媒,在加热管内循环流动加热地板,通过地面以辐射和对流的传热方式向室内供热。通常用的供、回水加热管为化学管材,均暗敷在本层地面下的垫层内。由于该系统供水温度低,垂直方向温度梯度小,室内设计温度取值标准可适当降低,因此,舒适度高、节能效果明显,一般建筑面积大于80 m2的住宅宜优先采用。

3 公共建筑供暖系统设计

公共建筑集中供暖系统形式与传统的系统形式基本一致,不同之处是为了满足建筑节能的要求,系统必须具备分室(区) 温度可调控和能分栋进行热计量的功能,且供暖管路宜按南、北向分环布置。常用的供暖系统形式如下:

3.1上供下回垂直双管系统。一般用于4 层及4 层以下、顶层有条件布置水平干管且有集中排气要求的建筑。当散热器设自力式恒温阀,经过水力平衡计算符合要求时,可应用于层数超过4 层的建筑。

3.2下供下回垂直双管系统。一般用于4 层及4 层以下的建筑,其水力状况优于上供下回式,但要注意解决好系统的排气问题,通常宜在每副立管供水管上端或最上层散热器设自动排气阀,有条件时也可以在顶层设集中排气管。当每组散热器的供水支管上设有两通恒温阀且经过水力平衡计算符合要求时,该系统也可应用于层数超过4 层的建筑。

3.3上供下回全带跨越管(或装置分配阀)的垂直单管系统。一般用于5 层及5 层以上建筑。立管所带层数不宜大于12 层。

3.4上供下回垂直单双管系统。一般用于12层以上的建筑,也可应用于4 层以上的建筑。组成单双管系统的每一级双管系统不应超过4 层。

3.5水平双管系统。该系统一般用于低层大空间供暖建筑(如汽车库、大餐厅等) 。供回水管道可设于本层地面下、本层地面上或本层顶板下,构成下供下回或上供上回式系统制式,同一建筑物内宜采用同一种布置方式。各环路负荷应尽可能均衡,各环路管径应不大于DN25 。

3.6水平单管系统。一般用于低层大空间供暖建筑,当需要单独调节散热器散热量时,应采用全带跨越管(或装置H 分配阀) 的水平单管系统,否则可采用水平串联式系统。

3.7 低温热水地面辐射供暖系统。公共建筑中的高大空间如大堂、候车(机) 厅、展厅等处,宜采用辐射供暖方式,或采用辐射供暖作为补充。当与散热器系统合用时,应注意其对水温和水压的不同要求,必要时应分开设置。

3.8高层建筑竖向分区供暖系统。适用于系统静水高度超过50 m、或外网供水压力低于系统静水压力、或超过散热器的承压能力的供暖系统。低区系统的高度取决于室外热网的压力和散热器的承压能力,可能情况下应尽可能利用外网压力,降低高区负荷。当热媒为低温热水时,宜采用板式换热器进行换热。

3.9高层建筑直连供暖系统。当热网供水压力不能满足系统运行要求、或者热网静水压力低于系统静水高度,并且热网供水温度较低时,宜采用直连供暖技术使建筑供暖系统与外网直接连接。典型的应用场合为在一个以多层建筑为主的建筑群中,有少量的高层建筑出现,为了避免多层建筑超压,热网以多层建筑为定压基准,此时高层建筑可采用直连技术与多层共用一套供热循环系统。虽然建筑小区以小高层、高层为主,但规模较小或者外网水温过低,设置独立的换热站不经济,也可单栋建筑独立应用或者几栋建筑联合应用直连供暖技术。高层直连供暖技术由加压泵组和压力隔断的专利技术构成,第一代的压力隔断产品为断流器和阻旋器,系统为开式运行;第二代的压力隔断产品为阻断器,系统为闭式运行,安装高度不受限制。

3设计方案比较中的一些误区

由于设计方案比较是一项影响因素多、专业技术性很强的复杂技术工作，即使是暖通空调专业的设计人员，要在众多设计方案中选出最佳方案也非易事，对于局外人更是雾里看花。目前在该项工作中仍然存在一些认识上的误区。例如，认为采用最新技术的设计方案就是最佳的设计方案，出现不管使用条件而盲目追求新技术的倾向，甚至以此作为卖点进行炒作。实际上每种方案都有其适用条件和范围，在其适用范围之外，先进的技术方案就可能变成不合理甚至是不可行的方案。一种设计方案对某个工程项目可能是最佳方案，但对于另一个工程项目就可能是不可行的方案，因此在方案选择时不能赶时髦、搞攀比。另外往往认为投资最低的方案就是最佳方案，但是一次投资低的方案有可能因为其运行费用很高或设备寿命很短，需要经常更换，从长期运行来说并不合算。在评价设计方案时，往往认为复杂的方案就是高水平的方案。但实际上因为系统越复杂，通常其设备越多、投资就越高，系统的可靠性、可操作性、可控性和可维护性就越差，因此复杂的方案并不一定就是高水平的设计方案，在满足使用要求的前提下，系统越简单越好。此外，在选择设计方案时切忌不加分析地采用建设方的意见，因为建设方通常不是暖通空调专业设计人员，不可能对设计方案进行全面技术经济性分析比较。因此应对建设方的意见进行认真的分析，通过全面技术经济性分析比较来确定最佳的设计方案。

参考文献：

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