试论建筑空调节能设计

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【摘 要】文章根据作者多年工作经验，对建筑空调系统的节能设计进行了简单的阐述。

【关键词】建筑空调；节能设计

1、空调设计常见问题

1.1 制冷量的确定。关于制冷量的确定，我国的有关文件《采暖通风与空气调节设计规范》中有着较为明确的规定，即在制定制冷量时，要对方案设计的空调区进行较为全面和详细的冷负荷计算。实践中，一些涉及单位和工程人员往往不能按时提交冷负荷计算书，有的甚至存在冷负荷计算书不完整的现象。这都是非常不利于空调系统的设计和安装的，因为没有详实的冷负荷计算，装机容量、水泵配置、冷却塔配置以及、风管和水管尺寸等指标就无从确定，任意估算导致的直接后果就是给工程造成不必要的经济损失。

1.2 设备选择。①在制冷设备的选择过程中，工程人员不应该仅从经济效益方面考虑，单纯的追求制冷机的成本节约，还应该从耗电量等性能方面对制冷设备中所潜在的长期能耗进行考量，选择性价比最高的设备。②制冷机的数量对于整个空调系统的运行质量也有着非常重要的影响，一般来说，以二至四台为宜。③为了满足一些特殊情况的制冷需要，应该采取大小主机相结合的形式来设计制冷机的搭配。一般来说，大主机即可以满足建筑内的日常制冷需求，小主机的主要功能和作用是为了避免特殊情况下，制冷量增大引起的大主机的超荷载。④在选择和安装冷冻水泵和冷却水泵时，要充分的考虑二者的扬程，避免因扬程过大导致的系统调试困难。所以，要对空调系统中的所需冷冻水量和冷却水量进行详细的计算，从而确定水泵的选择。⑤如果系统中的多个冷却塔需要并联，那么必须要在并联的过程中保证水盘高度的一致性。因为各个并联塔的水盘高度不等，将导致冷却塔的冷却能力不足，尤其是冷却机无法全部开启的情况下，所以要尽量选择较为宽敞的场地连接冷却塔，使其并联 。

⑥在其他设备的选型时，尤其是风机盘管、风柜、新风处理机等设备，一定要结合工程的实际情况，选择功能适宜的设备。

1.3 风系统设计。①机械进排风口的设置问题。如果制冷机械与排风口的距离过短，或者设备与排风口的体积高度相近，将会引起设备运行过程中的线路故障，主要表现为系统短路。因此，要在系统设计的过程中，协调好二者的位置和距离。②新风口、排风口风速问题。在系统设计的过程中，要将新风口和排风口的风速同实际设备运行情况结合起来，如果建筑物的具体方位和外观对风速有着较明显的影响，也应该将其计入到干扰因素内综合进行考虑。③排风出路问题。实践中我们发现，一些工程系统中的二级排风往往存在没有出路的情况，这不仅增加了一级排风通道的负担，也不利于发挥良好的排风效果。④回风面积问题。由于建筑物的结构特点，经常会导致回风系统的面积不足的现象，直接导致的后果就是回风过程中的噪音明显增强。⑤型号不同的风柜的搭配设备相同问题。通常表现为两台型号不同的风柜共同搭配一个静压箱和一条送风管，这样导致的直接后果就是风速无法控制。⑥暖通风口布置与装修风口布置间的矛盾。一般情况下，暖通的风口布置是以暖通的功能为主，而装修风口则是根据室内设计以美观为主，所以二者的位置常常发生冲突。这个时候，就需要设计师同业主进行沟通，共同协商。⑦风机的余压选择问题。如果系统中涉及到的管线较多且线路较复杂，那么就会引起实际阻力同计算阻力的误差增大，从而使风机的余压选择变小。

1.4 水系统设计。①冷凝水排水距离太远。主要表现为在设计方案中只有一条供冷凝水排放的管道，这样导致的结果就是需要兼顾到各个设备的冷凝水排水问题，从而导致管道线路过长，距离过远。由此较容易引发排水管道的漏水事故，所以我们要适当的调整冷凝水的排水距离。②空调处理机、风机盘管共用一个水系统。由于水阻力不同，阻力难于平衡，水系统用太多的调节水力平衡装置，各水系统间未进行水力平衡计算。③排气阀设置不够，管内空气难于排出。许多设计文件都没有指出排气阀在何处设置、设置多大的排气阀，导致空调效果不好的案例却很多，因此需对其予以重视。

2、节能设计的若干措施

2.1 优化建筑设计。①建筑方案阶段，暖通和建筑充分沟通，对建筑能耗进行模拟分析。②使用新型材料。如采用外墙保温和隔热、屋顶保温与隔热，使用传热系数小的外窗和玻璃幕墙，使用低辐射的镀膜玻璃、夹层充惰性气体的双层玻璃。

2.2 优化空调方案。①合理选择制冷量，对空气调节区进行逐项逐时的冷负荷计算，而不是靠经验选取。②制冷机组的选取。应使每台单机都运行在高效率区，并且能量调节范围要宽，即使是低负荷运行也使其有较高的效率。③使用变频泵。由于水泵按满负荷设计，而实际运行中负荷是变化的，实际运行耗电量就会增加，采用变频水泵便可以解决这一问题。④选择效率曲线较为平坦的水泵。这样水泵在设计工况和偏离设计工况时都有较高效率。⑤采用热回收装置。采用新风回收排风能量的热回收装置，降低新风负荷。⑥在过渡季节采用全新风运行工况。⑦采用二氧化碳检测器。利用二氧化碳检测器来控制新风量的大小，达到既降低新风负荷又能保证室内空气品质的目的。⑧降低输送系统能耗。尽量使得各水系统阻力一致，少用调节阀；尽量用水输送冷量，因为用水输送冷量所耗的能量为用空气输送冷量的 10%。

2.3 优化控制技术。①冷却塔设置水温控制系统。当冷却水温较低或制冷机部份开启时，关闭冷却塔风机，利用冷却塔自然降温，以利节能。②设置最佳冷冻水出水温度。冷冻水出水温度越高，制冷机组的制冷系数越大，就越节能。所以可根据每天的气候变化和一年的季节变化，设置不同的出水温度，以提高制冷机组的制冷系数。③控制制冷机开启的台数。通过控制制冷机开启的台数，使每台制冷机都运行在高效率区。

3、总结

总而言之，空调系统的设计环节，对于整个系统的运行质量的影响是非常严重的，合理的设计方案不仅可以有效的提高系统运行质量，还能够节约能源。在空调设计中，只要多总结和多留意，上述设计常见问题是可以在设计过程中避免的。节能设计的各项措施均可根据具体项目和投资费用情况加以运用。其中制冷量的确定不仅影响空调效果、工程造价还影响运行费用，对此必须予以足够的重视。

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