结合某工程谈暖通空调系统的节能设计|暖通空调的节能论文
时间：2019-05-27 03:28:25 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要：本文从设计参数的确定、空调风系统及自动控制系统的设计等方面入手，对建筑节能工程设计、空调系统节能方面进行分析。 关键词：建筑节能；自动控制系统；空调系统
中图分类号：S611
1工程概况
某展览中心总建筑面积约为40000 m2，地上部分功能主要为展厅、大中型会议室、阶梯报告厅、宴会厅、厨房、后勤管理用房等，地下部分主要为制冷机房、变配电房、水泵房及锅炉房等。展厅跨度达到70m，可提供1000个国际展位。会务中心布置在南边，可以容纳1200人的圆形大会议厅对应中心轴线，两边布置方形的餐饮及办公用房。展览中心与会议中心在建筑风格上各具特色，展览中心形体高大、空间宏伟；会议中心为2层建筑。展览中心总高度23．5m，会议中心总高度12．5m，建筑防火等级为一级。
2设计参数
室内主要设计参数
室内主要设计参数
3空调冷热源系统设计及冷热负荷
该工程建筑使用情况多样，负荷变化范围很大。根据技术、经济对比并考虑建设单位的意见，夏季的空调冷源由离心式水冷冷水机组提供，机房设置在地下1层。机房内设2台制冷量为2813 kW(800 rt)和1台制冷量为1044 kW(300 rt)机组，共3台。夏季满负荷时，3台机组全开;部分负荷时，开启部分机组;若没有展会，仅有后勤管理办公室、个别中型会议室、宴会厅使用时，开启小机组。此配备方式可以更好地适应仅有较小负荷时空调系统的运行。建设单位可以先安装一大一小2台制冷机，看具体的使用情况再考虑是否安装第2台大制冷机。本工程冬季热源由3台燃气热水锅炉提供。单台供热量2100 kW，单台耗气量312m3/h。冷、热源的技术参数要求为:空调供暖(冬季用热)热负荷为6000 kW，供/回水温度为60℃/50℃;空调供冷(夏季用冷)冷负荷为7513 kW，供/回水温度为7℃/12℃。
4空调水系统设计
空调水系统采用冬、夏合用的两管闭式机械循环系统，采用定压差的变流量运行方式，供、回水管路分别与分水器、集水器相连。空调水系统的定压膨胀、补水以及各系统的冷热计量均由设在地下室的制冷、供热站集中提供并完成，为避免系统管道及设备腐蚀和结垢现象的产生，在空调系统中设置电子水处理仪。空调水系统的循环泵均布置在动力机房内。
5空调风系统设计
1)在高大空间的展厅使用全空气分层空调系统；大宴会厅、中厅等场所采用全空气空调系统；对于集中且有多个房间、内外分区的会议中心，采用变风量全空气空调系统；对于有大量小隔间的办公室，采用风机盘管加新风空调系统；楼内的控制室采用独立设置的分体空调器。
2)在高大空间的展厅内，设置可手动或自动启、闭的通风窗和辅助通风装置，在夏季夜间或过渡季全天可实现有组织的自然通风；在无外窗的内区房间，设置变风量空调系统并在外区加设风机盘管，在夏季夜间及过渡季可加大新风量运行，冬季可降低送风温度，外区热负荷由风机盘管承担，解决冬季内区房间过热的问题;靠外墙的房间均有可开启的外窗，可实现无组织的自然通风；卫生间、地下设备用房、厨房等房间设置机械通风系统。
6空气热回收系统
在后勤管理办公楼的顶部设置热回收系统，在冬季，新风经过热回收系统被加热后送到办公室等场所，而经过换热后的排风被排出屋面。
7防排烟系统设计
所有楼梯间均有外窗，采用自然排烟方式。由于会议中心内走廊较长，在其中设计了机械排烟系统。其余场所均采用可开启的外窗进行自然排烟，其可开启外窗的面积均满足规范要求。
8控制系统设计
8．1冷、热源系统控制
制冷机和水泵的台数控制为非指定一一对应型，控制方法为负荷控制法，由回(供)水总管上设置的流量传感器和设置于供、回水总管上的温度传感器测得流量和温度，经计算后得到冷量，并与设定值比较来控制制冷机和水泵投入运行的台数。在供、回水总管之间设旁通阀，通过供、回水总管间的压差控制器来控制旁通阀的开度，实现水系统变流量控制。
8．2空调系统控制
8．2．1全空气空调系统控制
1)为了保证室内温度恒定，在空调机组回水管上设有电动两通调节阀，由测得的回风温度自动控制电动阀的开度。
2)为了保证能及时清洗空调机组内的过滤器，在过滤器的两侧均设有空气压差开关。当压差超过设定值时，自动报警。
3)为了在春秋季最大可能地利用室外新风的冷却能力，空调机组新、回风口均设有电动调节阀，由测出的室内外焓差自动调节各风阀的开度，并同时根据室内设置的CO2浓度传感器测得的CO2浓度，自动调节新、回风阀的开度，以减小新风的冷、热负荷，从而达到节能的目的。
4)为了提高会议中心的空气品质及降低空调系统的运行能耗，空调系统选用变风量空调系统，并采用定静压控制方法。
5)由于在全年各季节中，全空气空调系统的送风量有较大差别，为减少全年空调风机的运行能耗，在定风量系统中设置季节性变频调速风机，可根据实际需要调节风机转速。
6)冬季设加热盘管防冻保护，并设热水电动阀最小开度限制。
7)服务于内区无外窗(墙)房间的新风加风机盘管系统因需要四季供冷，故采用独立的新风系统进行单独控制，新风量可随季节自动调整并自动报警。
8．2．2新风处理机控制
1)为了控制新风送风温度，在新风机组回水管上设有电动两通调节阀，由测得的送风温度自动控制阀门的开度。
2)为了满足冬季室内湿度的要求，在新风机组内配置湿膜加湿器，由典型房间内的湿度自动控制加湿器的开闭。
3)为保证能及时清洗新风机组内的过滤器，在过滤器两侧均设有空气压差开关，当压差超过设定值时，自动报警。
4)为了保证新风机组冬季停机的可靠性，新风入口处设置与风机联动的电动风阀。
5)冬季设加热盘管防冻保护，并设热水电动
阀最小开度限制。
8．2．3风机盘管控制
每台风机盘管均配有三速恒温器，由室内温度自动控制电动两通阀的开、闭。
8．3通风系统控制
1)卫生间内的排风扇均与上部排风机联动，其开关就近设置。
2)锅炉房内设置的可燃气体报警器与排风系统联锁启动。排风机采用防爆型风机。
3)厨房油烟罩局部排风系统的风机设置双速电动机，可根据现场要求打开高速或低速挡位，以便达到风机节能运行的目的。
8．4防排烟系统控制
1)送风、排风(非排烟)以及空调系统进出机房的风管上均设有与机组联锁控制的防火阀，当气流温度超过70℃时，防火阀自动关闭，机组同时自动停止运行。
2)设有气体灭火器的房间，在风管进、出该房间处均设有防烟防火阀，火灾时可由消防中心手动或自动关闭所有阀门，火灾后由现场手动或自动开启进行排风。
3)平时排风与火灾时排烟合用的设备用房通风系统，当发生火灾时，自动或手动打开着火的防烟分区内的排烟阀(常闭)，同时关闭用于平时排风的防烟防火阀(常开)，风机自动转入排烟挡(对双速风机而言)运行，并且用于补风的系统自动开启。当烟气温度高于280℃时，设置于排烟风机前的防火阀自动关闭，同时风机停止运行。
4)用于火灾时排烟的排烟阀，均应按要求在就近的方便处安装自动或手动开启装置。
9空调通风系统节能措施
1)展厅内夏季采用部分自然上排风，排除室内顶部的热污空气;冬季采用部分上回风，降低室内顶部空气的温度。充分利用自然通风的作用，既满足了健康和舒适的要求，又降低了建筑物使用时的通风空调能耗。
2)对展厅空调进行了内外分区。距外墙4～6 m处的外区设有明装落地立式风机盘管，在冬季非展览期使用，可满足室内防冻的最低温度。内区采用可季节性调节风量的全空气定风量空调系统。
3)展览大厅采用同侧送回风的分层空调形式，比常规的顶送风全室空调系统可节能30%左右，采取调整送风角度等措施可以解决冬季热气流上浮的问题。
4)阶梯式报告大厅过渡季及夏季采用置换式下送风系统，在报告厅观众席下设置了静压箱，经空调机组处理过的一次风送入静压箱内，再由座椅送风柱送入室内。回风口采用单层百叶风口，风口暗藏于顶部吊顶下方，由回风管道接回空调机房。
10体会和总结
设计一个工程时，设计人员应本着打造节能建筑的理念，更多更细地考虑在这个工程中什么样的情况出现最多，要怎样做才能够对整个系统运行的经济问题起到更关键的作用，在方案的确定上多花些功夫。对于本文工程的设计，笔者的体会如下。
1)考虑到小展厅的使用可能会比较频繁，且有可能一次仅使用展厅的一部分，为了进一步降低冬夏季空调系统的运行能耗，该展厅采用了可变送风高度和送风区域的顶送风空调形式，空调送风采用了喷射渗透式布袋风管，实现了真正理想的均匀送风。该系统质量极轻，特别适合屋顶无承重的展厅使用;悬挂装置移动灵活，易于安装，有利于展厅使用区域的调整;管道清洗方便，健康环保。
2)阶梯式报告大厅空调系统采用置换式下送风，这种送风方式具有温度场均匀、气流湍流度低、噪声低、舒适性好的特点，既提高了室内的空气品质，又降低了整个系统的运行能耗。
3)由于本建筑的独特性以及对整个外立面整体感的重视。服务于展厅的末端空气处理机组选用室外型，均设置在就近适宜的屋面上。
4)综上所述，笔者认为，暖通系统设计应结合工程的实际情况提倡因地制宜，强调经济适用，运用先进的分析手段，采用适宜的节能技术，避免盲目追求新技术，才是打造绿色节能建筑的正确途径。
［参考文献］
［1］李永振，徐竑雷，柯加林，等.新中国国际展览中心空调水系统设计［J］.暖通空调，2008，38(9):94～97.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
