2009级暖通空调结课论文

暖通空调技术的发展

与建筑节能

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专 业：

中国 大庆

2012 年 6 月

暖通空调的发展与建筑节能

摘 要

随着现代人们的生活理念和方式的多样化细节化，对于建筑物内的环境要求也日益增加，舒适和高品质的居住环境成为人们追求的趋势，伴随着建筑能耗的总量呈逐年上升趋势，而暖通空调系统在建筑能耗中占有重要比重。本文通过分析暖通空调系统能耗的构成及主要特点，针对当前在节能方面面临的问题，对暖通空调控制系统设计进行了探讨，并提出解决途径与方法。

关键词：暖通空调，环保节能，解决方案

HVAC development and building energy saving

Abstract:

along with the modern concept of people's lives and the diversification of means of details, to the environment within a building requirements are also increasing, comfortable and high quality living environment become the trend, with the total building energy consumption is rising year by year, and HVAC system in building energy consumption occupies the important proportion, In this paper, through the analysis of HVAC system energy consumption composition and main characteristics, in view of the current in the energy saving problems, HVAC control system design is discussed, and puts forward the ways and methods.

Keywords: HVAC, Environmental protection and energy saving, Solution

1 引言

随着生活水平的提高，空调系统的应用越来越普及，中央空调系统的能最消耗一般占整个建筑耗能的50％以上。但目前实际情况是，空调系统是按满足用户最大需求而设计，所有的空调系统长时间处在低负荷下运行。由于能源十分紧张，同时暖通空调的能耗在国

民经济总能耗中所占比重越来越大，所以开发中央空调系统的优化控制技术，使中央空调系统在不同负荷下、不同工况条件下，都能以最佳效率运行，并且达到最好的控制效果，是非常迫切的并且具有非常广阔的应用前景。

2 暖通空调系统

2.1暖通空调工作原理

暖通空调工作原理就是制冷剂在制冷机组的蒸发器中与冷冻水进行热量的交换而汽化，从而使冷冻水的温度降低，然后，被汽化的制冷剂在压缩机作用下，变成高温高压气体，流经制冷机组的冷凝器时被来自冷却塔的冷却水冷却，又从气体变成了低温低压的液体，同时被降温的冷冻水经冷冻水水泵送到空气处理单元的热交换器中，与混风进行冷热交换形成冷风源，通过送风管道送入被调房间[1]。如此循环，在夏季，房间的热量就被冷却水所带走，在流经冷却塔时释放到空气中。本文主要研究控制暖通空调系统的空气处理部分，主要涉及供水系统和空气处理单元。

2.2暖通空调供水系统

常用的冷冻水(水为载冷剂)系统的冷冻水管道均为循环式系统，根据用户的需求情况的不同，按水压特性划分，可分为闭式系统和开式系统两种：按冷、热水管道的设置方式划分，可分为双管制系统、三管制系统、四管制系统：按各末端设备的水流程划分，可分为同程式和异程式系统：按水量划分，可分为定水量和变水量系统。变流量系统中的原则足的供、回水温度保持不变，建筑物负荷变化时，通过改变供、回水的流量来适应，该水系统输送的水流量要与建筑物需求相适宜[2]。

随着现代控制技术和电子技术的发展，自动控制设备的造价不断的下降，变流量系统可以使系统全年以定温差、变流量的方式运行，尽量节约冷冻水泵的能耗，使得其得以越来越广泛的应用。目前，通常所说的变流量系统是指在水路系统的空调末端使用二通阀的系统，是与水路系统的空调末端使用三通阀的定流量系统相对而言的，所谓变流量与定流量均是指送冷冻水的水路系统的流量，而不是通过末端的流量，通过末端的流量变流量与定流量均是变化的。变流量系统的目的是要冷源输出的流量所载的冷量与经常变化的末端所需的冷量相匹配，从而节约冷量的输送动力和冷源的运行费用。由于目前大多数冷水机组的水流量要求恒定，所以变流量系统实际上是供冷(水)量与需冷(水)量相对匹配的。即供冷(水)量只能随冷水机组的运行台数的不同产生变化。由于空调系统大部分时间都处于设计负荷的60％[3]以下运行，且负荷随着时问在不断地变化，为了使冷水所载的冷量与经常变化的负荷相匹配，从而节约冷量输送动力和冷源的运行费用，采用变冷水流量控制便

成了理所当然的做法。

3 暖通空调的作用及产生的效果

3.1暖通空调的作用

安装暖通空调是为室内提供舒适的工作和生活环境。其作用主要包括控制空气温度、湿度、气流速度和洁净度[4]等。在正常的舒适性空调中，以能够使人体保持热平衡而满足舒适感为目标，在恒温恒湿或有清洁要求的工艺性空调室内，主要以满足生产工艺为标准。

3.2暖通空调对人体的影响

由于建筑物的密闭性逐渐增加，装修档次也越来越高，从而导致室内污染物的滞留量增加及延长停留时间。如烟雾、病菌及从家具、墙面、地毯和油性漆中散发出的多种致病化学物质，加上通风换气量的明显不足，空气在室内循环造成室内空气品质严重不合格[5]。 如何才能有效地解决空调房间存在的空气品质问题，已引起人们的广泛关注。通过通风换气向室内提供大量新鲜空气，是改善空气质量的有效措施。但同时意味着增加新风负荷。利用增加新风量和排风进行热交换可以解决这一问题，从而减少空调的运行耗能。 4 影响暖通空调的不利因素

在房屋建筑热工设计时，为了能达到房间内有舒适的微气候，需要恰当地利用房屋围护结构的热工特性以抵御室外气候的变化。除此之外，还有规划设计、太阳辐射、空气温湿度等几个方面。

4.1围护结构的作用

围护结构包括外围护结构和内围护结构。外围护结构包括屋面、外墙和窗户等;内围护结构系指室内地面、天棚、内隔墙等。在北方采暖建筑中，围护结构的传热损失占总热损失的比例很大，如北京地区，通过围护结构的传热损失占全部热损失的77%，在沈阳地区，占65%左右[6]。由此可见，改善围护结构的热工性能对暖通空调节能有着很重要的作用。

4.2规划设计的作用

建筑物的规划设计是建筑节能设计的重要指导，规划节能设计需要从地址选择、功能分区、建筑和道路布局走向、建筑物朝向、体形、间距、季节性尤其冬季主导风向、太阳辐射、建筑外部空间环境等方面进行规划布局。主要为优化建筑物微气候环境，重点考虑利于节能，充分重视利用太阳能及冬季主导风向、地形地貌的自然优势。节能规划设计就要分析构成环境小气候的决定因素，即辐射因素、大气环境因素和地理因素的不同影响因

素，通过建筑师的规划布置，认真分析，充分论证，利用和改造不利为有利，形成良好的、利于节能的微气候环境。

5暖通空调的节能设计

空调节能系统的设计必须根据工程具体情况，对空调运行季节进行全方位、全过程的分析，找出一个合适的方案，使空调系统在不同的室外气候参数或室内状况下都可以经济、合理、正常地运行。

5.1采用合理的冷热源

对系统设计中的设备进行合理选型是影响空调节能的关键因素，合理配置中央空调系统的冷热源对节能和能源合理利用关系重要。中央空调系统常用的冷热源配置方式有水冷冷水机组加锅炉、热泵型机组和澳化铿吸收式机组[7]。比如:浪化铿机组的能效比(制冷量/消耗的热量)比较低，省电但并不节能适用于有废热和余热的地方，如热电厂等附近。

5.2采用蓄冷系统

各地区经济发展不平衡，但程度不同地存在着电负荷峰谷差较大的实际，在用电高峰时电力供应不足，而在低谷用电时供应过剩的浪费。在实施电力峰谷电价的地区，就可以采取低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量，高电价时段再将冷量释放出去，这会对整个电力负荷的移峰补谷工作起到很好的效果，并能产生较好的经济社会效益。

5.3采用变频应用系统

变频技术在现在空调系统的使用中成为一种必然性，不仅能有效地改造空调系统的某些不足，还能较大地降低能耗、节省运行费用。

6 解决暖通空调系统节能的有效途径与方法

6.1精心设计暖通空调系统

使其在高效经济的状况下运行。暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。

6.2改善建筑围护结构的保温性能，减少冷热损失

对于暖通空调系统而言，通过围护结构的空调负荷占有很大比例，而围护结构的保温性能决定围护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过围护结构的空调负荷大小。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围护结构的保温隔热性能。

6.3采用新型节能舒适健康的空调方式

影响人体热舒适性的环境参数众多，不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过围护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果，改变传统的空调方式，增加辐射热(如低温地板辐射采暖)，此时所需要的空气温度显著下降，一般可达到12～14℃[8]，而传统方式一般在18～20℃，显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。

结语

通过上述分析，环保节能技术在暖通空调领域的应用正在扩大和普及，而空调的耗能又是巨大的，应从设计、运行方面考虑节能，提高空调系统的节能总体水平。在节省能源、保护环境的大环境下，要采取各种节能措施，降低空调系统的运行能耗和费用。只要通过暖通空调专业人士的不懈努力，空调系统的节能降耗终会为社会做出有益的贡献。 参考文献：

[1]戴磊磊，浅谈中央空调系统安装工程中噪声的控制措施[J]，中国科技信息，2005.

[2]罗高山，高子惠，空调系统结露滴水原因分析及解决办法[J]，安装，2002.

[3]孟华强，中央空调安装施工中存在的问题及处理［J］，广东科技，2007（6）.

[4]刘西平，谈建筑物的管线综合设计［J］，山西建筑，2005（3）程，2009（5）.

[5]杨荣宗，暖通空调安装施工过程中的问题分析［J］，建筑与装饰，2009（9）.

[6]陆亚俊，暖通空调(第二版)，中国建筑工业出版社.

[7]朱颖心，建筑环境学(第二版)，中国建筑工业出版社.

[8]罗伯特 贡萨洛，建筑节能设计，中国建筑工业出版社.