浅析暖通空调的设计节能

酒长国

（身份证号：13302219721008011X）

浅析暖通空调的设计节能

酒长国

（身份证号：13302219721008011X）

暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置，起着重要的作用。我们可以利用多种方法实现暖通空调系统的节能。通暖空调工程的设计便是其最重要的一环。

暖通空调；节能；设计

随着人们生活水平的提高，建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大。在发达国家中，建筑能耗占社会总能耗的40%左右，而我国尽管社会经济发展水平不高，但是建筑能耗已占总能耗的近30%，且还有上升的趋势。暖通空调系统往往以高品质的电能为能源，而我国的电力在某些地区又相对紧张、匮乏，这势必会引起能源供求矛盾进一步激化。因此，对暖通专业提出更高的节能要求是必然的，也是大势所趋。

1　中央空调系统节能原理

1.1设计余量问题

设计机构在进行图纸设计时，是按室外最不利的气象参数、最大室内人员负荷和最大设备负荷计算，并且在实际计算负荷的基础上选取一定的安全系数。而实际上空调系统绝大部分时间都在部分负荷下运行。

1.2季节、天气变化

全年最热及最冷的天气只有几天，绝大部分天气温度达不到空调和水泵满负荷运行的要求；每天气温也不一样，早上气温较适宜，中午和下午较热，夜里较凉快，空调负荷也在变化。

1.3建筑物使用率不足

除了天气原因以外，建筑物的用途也是产生节能空间的一大因素。

随着技术发展空调主机都具有了能量调节的功能，但是作为能量输送设备的水泵、风机却没有相应的改进，而且能量调节是以牺牲主机效率为代价的。所以单纯依靠主机本身的能量调节无法完全有效的实现节能降耗。由于空调水泵、风机能耗占中央空调整体耗电40%以上，所以必须要对辅机做节能控制。

2　工程中存在的节能空间

2.1客观存在的节能空间

随着天气、使用率等的变化，中央空调负荷在60～90%之间变化。这部分节能空间是随着时间的变化而变化的。

2.2冷负荷余量

设计人员在进行设计时都要选取5～15%之间的设计余量，以满足极端天气下空调的正常运行。

3　能耗分析

办公楼夏季主机一般开启9h以上，循环水泵要运行10h；冬季主机一般运行9h以上，循环水泵要运行20h。

节能计算：

3.1主机节电计算

中央空调主机长期运行在非标准工况，工作状态偏离高效区，导致主机运行在高能耗状态；通过水流量以及供回水温度进行调控，使主机机组性能与运行工况相匹配从而提高主机部分符合下的COP值，使主机维持高效的运行状态达到节能的目的。COP值（制冷效率）就是主机机组所能实现的制冷量（制热量）和输入功率的比值，在相同的工况下，其比值越大说明这个冷水机组的效率越高越节能。影响机组的COP的因素有以下几点：

（1）压缩机的性能系数。

（2）主机机组的系统匹配性：所谓系统匹配是指：压缩机、冷凝器、蒸发器和自控系统的匹配性能。

主机的运行工况不同，性能提高也就不同其节电效果也有很大差别，通过合理的控制主机部分负荷下的COP值能提高0.25～ 0.75%，在相同负荷的情况下就能节省5～15%的能耗。

通过对主机运行工况的优化和合理控制开启台数，提高部分负荷下的能效比，使主机能够节省大约8～12%左右的能耗。

3.2水泵节电原理

空调水泵供水系统具有管网特性曲线，即通道管网的流量与所消耗的能量之间的关系曲线，它同时表明水泵的能量用来克服系统的沿程阻力和局部阻力。

根据水泵的相似定律，在管网特性曲线基本不变时，可采用改变水泵转速来改变泵的Q-H特性曲线。从而改变它的工作点，达到即改变流量又能保证水泵恒定和输入功率减少的目的。

（1）夏季空调侧冷水泵节电计算

空调年运行负荷按设计负荷70%计算（水泵流量为设计流量的70%），根据：P1/P2=（n1/n2）3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.50则节电率=（1-0.50）×100%=50%，则理论计算节电率50%；在控制主机个数的同时也减少了冷水泵的使用数量。

综合这两部分，我们保守估计水泵节电率30%。

（2）夏季冷却水泵节电计算

蒸发器和冷凝器存在着严格的配比关系，当平均冷负荷为70%时，流过蒸发器的冷水流量为额定流量的70%，此时流过冷凝器的冷却水流量也应在额定流量的70%。

根据：P1/P2=（n1/n2）3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.50则节电率=（1-0.50）×100%=50%，则理论计算节电率50%；另外，在控制主机个数的同时也减少了冷却泵的使用数量。

综合这两部分，我们保守估计水泵节电率30%。

（3）冬季水泵节电计算

热水泵的节电原理与冷水泵相同，另外由于有值班模式，所以热水泵节能效果要远大于夏季。

空调年运行负荷按设计负荷80%计算（水泵流量为设计流量的80%），根据：P1/P2=（n1/n2）3=（Q1/Q2）3=（0.8）3=0.5则节电率=（1-0.5）×100%=50%。

理论计算节电率50%，热水泵夜间值班运行时，所以我们保守估计水泵节电率30%。

4　结语

暖通空调系统节能在整个建筑节能中占有很重要的位置，应该引起设计人员足够的重视。设计人员应当从设计的高角度出发全面考虑，严格遵守节能规范，将节能的思想贯穿于建筑领域的各个方面。节能技术的开发及可再生能源的循环利用，应当得到政府等有关部门的支持，并大力推广。并且设计、施工、监理、质监、市政管理等部门应密切配合，抓紧实施按冷、热计量装置收费，使老百姓真正从节能建筑中得到实惠，节能建筑和非节能建筑不能实行同样的采暖收费标准。同时要提高公众的节能意识，大力开发推广新的节能技术，从而实现社会的可持续发展。

[1]《居住建筑节能设计标准》（DBJ14-037-2006）.

[2]《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）.

TU831.3

A

1673-0038（2015）31-0010-02

2015-7-7