浅论暖通空调节能设计及设备噪音处理

文/谢文彬 湖南百利工程科技股份有限公司 湖南岳阳 414000

1、引言

暖通空调系统的主要作用是调节室内空气的温湿度以提高室内舒适度。因此暖通空调的出现，很好的改善了现代工作生活环境。但是也存在部分单位因为暖通空调安装不到位或者生产设计上有缺陷，空调设备过于耗电并且产生大量噪音，这对空调使用成本以及周边环境造成较大的影响，因此相关单位应积极加强暖通空调设备的节能设计与设备噪音处理研究。

2、暖通空调节能设计

2.1 几种节能优化环境的空调系统设计

（1）大中型公共建筑内外分区。根据公共建筑的复合特点，将公共建筑划分为内区和周边区，分别供冷供热。周边区的冷负荷是由于室内外温差和太阳辐射作用，通过围护结构传入室内的热量形成。因此周边区夏季存在冷负荷，可以采用冰蓄冷技术，冬季存在热负荷，可以采用独立的热泵单元，这样可以大大提高空调系统的灵活性与能源利用有效性。而内区的冷负荷主要是由于人体及大型设备形成，变化幅度较小，所以基本全年均为冷负荷，一般选用区域供冷供热(HDC)或者集中式吸收制冷等方式。

（2）不划分内外区的中小型公共建筑。空调通常采用新型的机组方式，比如：○1穿墙式空调机组（TWU），有立式和卧式，有的可以供应新风并且还设置有排风热回收器，建筑立面还有协调设计。○2冷却可变系统（VRV），一个室外机能够连接多达十余台室内机，压缩机可以实现变频调速，这在节能方面具有十分明显的优势。

（3）个人空调与背景空调密切配合。在智能化办公大楼中将个人空调与背景空调密切配合，采用双层布线地板，进而可以实现类似于置换通风的自下而上送风。

2.2 夜间电力应用和移峰蓄热措施

（1）冰蓄热。冰蓄热技术有利于平衡电力供应，当昼夜用电费用比达到一定标准时，用户节约的电费就能够快速补偿前期的技术投资，在后期每年将节约大量固定成本。冰蓄冷装置，可以采用低温送风，通过减小送风系统和水系统的尺寸来降低电耗。该技术正在被逐步推广应用，美国芝加哥地区就已经建设完成蓄冷量高达232MWh(66000USrth)的集中式供冷站。而在我国的江浙地区也已经开始逐步推广冰蓄冷技术。

（2）利用相变材料(PCM)来蓄冷。此技术适用于旧系统改造，但材料性能易衰减，因而尚未大规模应用。

2.3 空调装置输送系统的节能。

（1）扩大空调冷冻系统与冷却系统之间温差，进而降低水量，减少输送能耗，同时在一定程度上可以有效节约成本。

（2）扩大送风系统温差。利用特制的诱导型风口或者末端装置混合送风，进而有效满足送风温度。

（3）变水量、变风量方式，这是用于空调部分负荷时的输送方式，可有效节约输送能量，有试验数据显示采用该方式可以使全年输送能耗有效降低40-60%。

（4）冷却剂重力循环供冷供热。对于特殊的高发热量空间，通常在冬季也存在较大的制冷需求，这时就可以利用与制冷机组旁通的室内、外盘管之间的高差进行循环，持续供应少量但稳定的冷源。

2.4 改善气流组织提高室内换气次数

室内空气流通的程度，不仅与换气量直接相关，还与空气流动的形态等因素密切相关，这些因素都会直接影响着室内空气的清新程度。

（1）评价和控制室内空气品质。

稀释通风是控制污染最简单的办法，必须合理组织气流，严格控制采风口到送风口之间的送风时间，进而有效保证送风质量。

（2）置换通风的应用。

通风空气通常由室内下部流入，在热源的作用下，新鲜空气以较小的扰动缓缓流经工作区，逐步替换污浊的空气，带走人体产生的各种污染物，浊气逐渐上升并从室内上部的排风口缓缓排出。

（3）喷射诱导型送风方式的应用。

将诱导型送风口安装在指定位置，改善组织气流，避免大型建筑在冬季供暖过程中出现温度梯度过大的问题；汽车车库等需及时排放污染物的空间，可形成平面方向的排污气流，以替代大尺寸风道，进而节约成本与能耗。

3、暖通空调控制设备噪音处理

空调系统的噪音控制主要包含消声和隔振两个方面：

3.1 消声与隔声设计

3.1.1 对声源的消声和隔声设计

暖通空调的通风设备、水泵、压缩机等是主要噪声源。在设计和安装时应优先选用低噪音的通风设备，仔细了解风机的转速、声压级等声学指标。压缩机和水泵等最好安装在地下室内，水冷机组、水泵、空气处理机组、风管盘管、通风机等与水管、风管连接时应设置软接头隔振。设备机房应尽量远离有较高防振和消声要求的房间，设备机房内所有会产生明显振动的设备都应做隔声处理。

3.1.2 合理的风速及风道设计

合理选择空调风机风速，避免再生噪音，按相关技术要求，空调风管断面的气流流速要尽量均匀，风管内气流方向的变化应流畅稳定。下表1为不同环境的风速选择表。

3.2 隔振设计

减振是在振源与支承结构之间安装弹性构件，采用柔性连接，也可称为积极减振法。暖通空调设备常用的减振垫和减振器有橡胶减振垫、橡胶减振器、弹簧减振器等。

（1）橡胶减振垫

橡胶弹性好、阻尼较理想、制造工艺简单，但橡胶易受温度、阳光以及化学溶剂的侵蚀，易老化。因此该类减振器通常采用经硫化处理的耐油丁腈橡胶制成。

（2）橡胶减振器

由丁腈橡胶制成的圆锥形弹性体。固有频率较低但是阻尼较高，减振效果非常好，安装与更换都十分方便，价格较为理想。当设备转速高于1200r/min时适合选用。

（3）弹簧减振器

由单个或多个同型号的弹簧与铸铁护罩构成，主要用于机组安装。该型减振器固有频率低，承载能力大，减振效果好，被广泛应用，但是价格普遍较高。当设备转速低于1200r/min时适合选用。

（4）金属弹簧与橡胶组合减振器

当橡胶减振器难以满足减振要求，而金属弹簧减振又没有足够的阻尼时，就可以采用两者组合的减振器。

结语：

暖通空调是建筑物中能耗较大的部分之一，而空调的噪音对人们的生活环境造成了一定的困扰，因此必须积极做好节能降噪工作。在暖通空调节能设计与噪音处理过程中，应根据所使用的具体环境采取有针对性的措施，进而有效地实现节能降噪的目的。