建筑暖通設(shè)計中新型節(jié)能設(shè)計理念研究

時間:2022-04-20 02:58:59

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建筑暖通設(shè)計中新型節(jié)能設(shè)計理念研究

摘要:針對建筑工程暖通系統(tǒng)設(shè)計,對其節(jié)能設(shè)計理念具體應(yīng)用進行深入分析,結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗,并借鑒現(xiàn)階段成熟做法,提出合理可行的節(jié)能措施,包括建筑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計調(diào)整、設(shè)置合理的空調(diào)室內(nèi)參數(shù)、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計等,以此為實際的節(jié)能設(shè)計工作提供參考依據(jù),有效提高建筑暖通系統(tǒng)節(jié)能水平,適應(yīng)現(xiàn)階段節(jié)能減排需求。

關(guān)鍵詞:建筑暖通系統(tǒng);暖通設(shè)計;節(jié)能設(shè)計

建筑總能耗中,暖通系統(tǒng)能耗占據(jù)30%~50%,若能降低暖通系統(tǒng)能耗,對建筑節(jié)能和環(huán)保都具有重要現(xiàn)實意義。因此,從暖通設(shè)計中就必須秉承節(jié)能理念,針對不同的方面制定有效的節(jié)能措施,從而在保證系統(tǒng)功能的前提下,實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

1建筑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計調(diào)整

(1)設(shè)置必要的遮陽及隔熱設(shè)施。在建筑屋頂、外墻及外窗處容易產(chǎn)生熱量傳入,對此在設(shè)計中應(yīng)考慮遮陽措施,比如使用雙層玻璃或架設(shè)遮陽板。在建筑的屋頂也要采取有效的隔熱措施,比如采用屋頂花園等。(2)對建筑圍護結(jié)構(gòu)進行改善,提高其保溫性能,避免產(chǎn)生較大的冷熱損失。設(shè)計中應(yīng)在圍護結(jié)構(gòu)上使用保溫材料,加強門窗氣密性,通過設(shè)置密封條來保證。

2設(shè)置合理的空調(diào)室內(nèi)參數(shù)

2.1室內(nèi)溫度。在條件允許的情況下,應(yīng)降低室內(nèi)溫度參數(shù)設(shè)置標(biāo)準,符合室內(nèi)基本要求的基礎(chǔ)上,提高夏季時室內(nèi)的溫度并降低冬季時室內(nèi)的溫度。在室內(nèi)制冷過程中,其溫度不宜低于26℃,而在制熱過程中,溫度不宜超過20℃[1]。2.2室內(nèi)濕度。當(dāng)建筑對室內(nèi)的濕度未提出明確要求時,可降低其設(shè)置標(biāo)準,一般夏季時,建筑室內(nèi)的濕度以不超過70%為宜,而在冬季時室內(nèi)的濕度達到30%以上即可。2.3新風(fēng)量。新風(fēng)量在設(shè)計中應(yīng)予以嚴格控制。在需要制冷與供熱的建筑房間中,系統(tǒng)能耗將隨著新風(fēng)量的增加而變大,針對這種情況,需將新風(fēng)量嚴格限制在滿足衛(wèi)生要求最下限即可。而在春秋兩季,需要使自然通風(fēng)達到最大,縮短新風(fēng)機組實際運行時間,起到節(jié)能的作用。在滿足衛(wèi)生條件要求前提下,借助有效手段控制新風(fēng)量,如減少換氣頻次、于新風(fēng)入口處增加旁通,采用雙風(fēng)機;于回風(fēng)處設(shè)置二氧化碳檢測裝置,以回風(fēng)中二氧化碳濃度為依據(jù)對新風(fēng)風(fēng)門實際開度進行調(diào)整;最大限度利用自然新風(fēng);根據(jù)室內(nèi)人員流動情況,制定合理的風(fēng)閥控制計劃[2]。

3空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

(1)盡量提高送風(fēng)溫度差,以減少送風(fēng)量,起到節(jié)能的作用。(2)以溫度和濕度的控制標(biāo)準為依據(jù),結(jié)合控制精度、不同房間具體朝向與使用時間及對潔凈度提出的要求,進行空調(diào)區(qū)域劃分,以此減少或避免過冷過熱現(xiàn)象,并防止冷熱相互抵消而造成的能源浪費。(3)將定風(fēng)量系統(tǒng)改造為變風(fēng)量,實現(xiàn)對風(fēng)量的變頻控制,即隨著負荷發(fā)生的變化,對運行狀況做自動調(diào)節(jié),從而實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。(4)采用變頻風(fēng)機,確保其工作頻率可以結(jié)合實際需求確定,從根本上避免風(fēng)機始終處在全負荷狀態(tài),有效減少能耗。(5)對于空氣處理設(shè)備,在設(shè)計中應(yīng)考慮充分利用回風(fēng),尤其是新風(fēng)量,應(yīng)采用允許范圍中對應(yīng)的最小標(biāo)準,且不可隨意增大[3]。

4空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

(1)有效考慮閉式循環(huán),以此減少水泵實際消耗,并延長管道等附屬設(shè)備的壽命。(2)選用變流量的形式,確保換熱器實際供水量及系統(tǒng)實際循環(huán)水量都能根據(jù)空調(diào)負荷發(fā)生的變化調(diào)節(jié),從而減少輸送能量。(3)采用變頻水平,確保水泵實際工作效率可以將實際需求作為依據(jù)進行調(diào)節(jié),防止其始終處在全負荷狀態(tài),有效減少能耗。(4)在達到空氣處理條件時,提高冷水初始溫度,如果能提高制冷機組的蒸發(fā)溫度,則可以顯著減少制冷劑電耗,一般每提高1℃就能減少2%~3%的電耗。(5)條件允許時,增加冷水系統(tǒng)中供水和回水的溫差,但要注意不可超過8℃,以此減少循環(huán)水需要達到的流量,起到節(jié)能的作用。

5冷卻塔節(jié)能設(shè)計

(1)冷卻塔工作原理如圖1所示,冷卻塔需要布置在有良好通風(fēng)的位置,并遠離高溫和會產(chǎn)生有害氣體的物體,避免對其正常運行造成不利影響。(2)引入變頻技術(shù),根據(jù)進水和出水的溫差度,采用變頻器對風(fēng)機頻率進行調(diào)整,通過對風(fēng)機實際轉(zhuǎn)速的持續(xù)改變來減少能耗。

6管理與控制的節(jié)能設(shè)計

(1)在空調(diào)系統(tǒng)中引入監(jiān)測及自動控制,如參數(shù)實時監(jiān)測、設(shè)備與系統(tǒng)參數(shù)狀態(tài)顯示、系統(tǒng)自動控制及調(diào)節(jié)和不同工況條件下的自動轉(zhuǎn)換。(2)考慮如果空調(diào)機盤或過濾器上附著異物會使熱量產(chǎn)生損失導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低,造成能源浪費,故在設(shè)計中必須做好后續(xù)維護及保養(yǎng)分析,制定相應(yīng)的措施。(3)在春秋兩季應(yīng)嚴格規(guī)定空調(diào)系統(tǒng)開啟時間,不必要時建議采用自然通風(fēng);另外設(shè)計中還應(yīng)給出提出以下規(guī)定:當(dāng)空調(diào)開啟時,室內(nèi)的門窗必須關(guān)閉,人離開前將空調(diào)關(guān)閉等。(4)借助傳感技術(shù)并根據(jù)自動控制基本理論,對室內(nèi)的溫度和濕度做實時監(jiān)測,根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對空調(diào)參數(shù)進行設(shè)定,保證空調(diào)系統(tǒng)始終處于高效區(qū)段運行。(5)設(shè)計中規(guī)定好過濾器的檢查、清洗及更換的周期,對于新風(fēng)過濾器,一般15~30d進行一次清洗,對于風(fēng)機盤管處所設(shè)過濾,一般30~40d進行一次清晰,當(dāng)檢測發(fā)現(xiàn)過濾器實際阻力超過最大阻力要求時,應(yīng)對其進行更換。(6)嚴格執(zhí)行空調(diào)開啟條件,當(dāng)夏季室內(nèi)溫度超過30℃時即可開啟空調(diào),當(dāng)冬季室內(nèi)溫度不足6℃時即可開啟空調(diào)。但夏季空調(diào)制冷溫度不能低于26℃,冬季空調(diào)制熱溫度不能超過20℃??紤]到傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)需要使用遙控器進行控制,隨意性較強,不便于管理,故應(yīng)在有條件時采用智能控制器。當(dāng)采用智能控制器時,將夏季制冷時的上下限溫度分別確定為30℃和26℃,將冬季制熱時的上下限溫度分別確定為26℃和20℃。這種情況下,如果夏季室內(nèi)溫度在30℃以下或冬季室內(nèi)溫度超過20℃,則空調(diào)電源關(guān)閉,即便有人操作遙控器也不會啟動;另外,夏季室內(nèi)溫度符合開啟空調(diào)的條件,但開啟一段時間后室內(nèi)溫度降至26℃以下,則空調(diào)自動關(guān)閉;同理,冬季室內(nèi)溫度符合開啟空調(diào)的條件,但開啟一段時間后室內(nèi)溫度升至20℃以上,空調(diào)也將自動關(guān)閉。這種全新的控制模式和以往由人工采用遙控器根據(jù)自身感覺進行控制的方式相比,能節(jié)省很大一部分能源,節(jié)能效果十分顯著,值得參考借鑒。

7其他節(jié)能設(shè)計

(1)采用具有較高能效且自帶能量調(diào)節(jié)功能的制冷機,在運行設(shè)計中考慮大小結(jié)合,符合基本要求基礎(chǔ)上,保證蒸發(fā)溫度,減小冷凝溫度,以此保證機械運行效率,避免不必要的能耗產(chǎn)生。(2)設(shè)計中將調(diào)節(jié)閥替換為變速風(fēng)機與泵機,以此降低系統(tǒng)內(nèi)部實際消耗,保證整機運行效率。(3)引入VAV系統(tǒng),如圖2所示,以空調(diào)房間內(nèi)的實際負荷情況及其變化為依據(jù),采用末端裝置對進入到房間中的風(fēng)量進行自動調(diào)節(jié),以此避免過冷過熱,使能量得到最大限度利用,實現(xiàn)預(yù)期的節(jié)能目標(biāo)。(4)引入VRV系統(tǒng),如圖3所示,以系統(tǒng)負荷及其變化情況為依據(jù),對壓縮機實際轉(zhuǎn)速進行自動調(diào)節(jié),通過制冷劑實際流量的合理改變,達到機組始終處在最高運行效率狀態(tài)的目標(biāo)。(5)在通風(fēng)和排風(fēng)口處設(shè)置熱交換器,借助預(yù)熱回收技術(shù),對新風(fēng)進行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱或加濕,也可以利用余冷對新風(fēng)進行預(yù)冷,減少系統(tǒng)在這一部分的能耗。(6)水系統(tǒng)設(shè)計中考慮采用水蓄冷槽,在用電低谷期進行低溫冷水的制取,而在高峰期由低溫冷水進行供冷,以此實現(xiàn)移峰填谷,降低系統(tǒng)的能耗和運行費用。(7)充分利用變頻技術(shù),使包含主機、水流量與風(fēng)量在內(nèi)的都實現(xiàn)變頻控制,真正做到負荷實時配置,當(dāng)無須高負荷時,能自動降低自身功率,節(jié)省能耗。(8)借助熱回收技術(shù)對從機組中直接排出的熱量予以回收,如回收冷凝熱進行生活熱水的制取,以此降低能耗,充分利用所有能量。

8結(jié)語

綜上所述,從建筑的圍護結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)置、風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)、管理與控制等多個方面入手中綜合考慮建筑暖通節(jié)能設(shè)計,提出在節(jié)能設(shè)計中可以參考和運用的理念及措施,從而保證暖通節(jié)能設(shè)計合理性與有效性,達到預(yù)期的節(jié)能目標(biāo)。

參考文獻

[1]李東澤.試析綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程,2019(3):150-152.

[2]張芮境.基于建筑信息模型的建筑熱工系統(tǒng)與暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2018(10):101-102.

[3]董歡.建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計與暖通工程造價成本控制[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2018(12):122-123.

作者:陳思恒 單位:湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司