大空间工业厂房暖通空调设计与节能分析

张亦昕

（北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京 100088）

随着国家城市化建设的不断发展，基础设施的建设步伐也在逐渐加快，同时，国家对大型市政工程建设的投入也在增多，但由于大空间厂房属于大空间场地，在实际的设计过程中往往都需要设置暖通空调系统，但受制于大空间建筑环境本身，具有一定的特殊性，因此，实际的暖通空调设计过程中还存在着较多的困难。如果设计效果较差，这会很大程度上影响暖通空调后续的正常性使用，还会对大空间工业厂房室内的采暖通风效果造成很大的不利影响。对此，就需要相应的企业重视对大空间工业厂房暖通空调设计的分析，后续采取合理性的措施来实现其节能设计，以此提高资源的利用率，实现化工企业的稳定、健康发展。

1 大空间工业厂房中的暖通空调设计概述

在现今工业化生产过程中，由于大部分企业在实际生产过程中所涉及的内容较多，且空间占据较大，因此，在设计过程中需要制定合理性的设计方案，以此才能够满足人们的要求，并符合企业发展需求。而大空间工业厂房作为工业化企业生产过程中的重要场所，其在实际的生产过程中需要安装暖通空调来满足室内温控调节的要求，暖通空调是由一个或者多个冷热源系统和多个空调调节系统所构成的，在实际的运行过程中，一般是通过液体气化吸热来达到制冷效果，同时，其还要为室内进行供温调控，通过制热系统来为空气调节系统提供一定的热量，进而抵消室内环境中的冷负荷。但由于大空间厂房的空间较大，空气循环较差，因此很容易出现室内温度不均衡的情况，这不仅会造成大空间工业厂房生产生活条件难以满足实际要求，同时，也会增加企业的能耗。在这一背景下，相应的工业企业开始重视大空间工厂房暖通空调设计，其主要是指在大空间工业厂房中通过节能技术降低暖通空调的能耗，进而合理配置资源，这可以在满足企业生产生活需求的同时，符合当前的节能降耗要求。但大空间工业厂房的施工作业面积较大，在暖通空调的节能设计过程中较为复杂，一旦设计不合理，就会导致能量散失较大，这不仅会降低暖通空调调控的效果，同时，也会增大效果企业的供暖成本，不利于企业后续的发展。

2 大空间工业厂房中暖通空调设计中的难点

2.1 暖通空调控制系统设计差

随着社会的不断发展和进步，社会大众的生活质量显著提升，人们在追求精神生活的同时对物质生活的要求越来越高，这就需要相关行业在实际发展过程中更加注重节能减排，为人们的生活工作创造一个良好的环境。而暖通空调作为大空间工业厂房中一个不可缺少的部分，其在实际的使用过程中如果不具备节能的特点，就会产生资源的浪费，这不仅违反了我国当前节能能源的发展原则，同时，也会增加大空间工业厂房整体运营成本，不利于其经济效益和社会效益的获得。

实际的大空间工业厂房暖通设计过程中，由于市政工程项目在暖通设计方面没有予以重视，这就导致大部分市政水处理工程在暖通空调系统设计中还存在较多不合理的地方。在具体的设计过程中，部分项目由于在实际的设计作业中没有安排专业性的暖通工程师参与实际设计施工过程，同时，也没有结合大空间工业厂房的实际情况，对暖通空调的使用范围以及地点没有进行合理化设计，这导致暖通空调的设计不能够满足技术要求，同时也会致使其控制系统的运行较差，这使得其系统水平无法得到进一步提高，同时，也会对暖通空调的后续运行造成不利影响。与此同时，大部分暖通工程师的意识薄弱，不重视暖通设计的各方面情况分析，例如，供暖管道路由设置不合理等设计不科学，这会很大程度上影响后续大空间工业厂房的热水供应与制冷，同时增加运营成本。

2.2 大空间工业厂房温控难度大

在大空间工业厂房暖通空调的设计过程中，由于其占地面积较大，且屋内的室内建筑高度较高，因此，在温控设计过程中还存在着很大的难度。在暖通空调的实际设计过程中，一般需要在大空间建筑内进行控温介质输送，但高度较高则会造成系统不稳定的问题，还会增加管网水平运输的压力，从而导致大空间工业厂房室内温控效果较差。此外，由于大空间工业厂房一般设计都较高，尽管这有利于厂房内的采光和生产建设，但建筑层高使得空间内温度上下梯度变化较大，暖通空调的送风效果也会出现相应的偏差，大部分工业厂房建筑结构设计也存在不合理的地方，存在着很多能源浪费的情况，这很大程度上影响了暖通空调运行效率的提升。同时，在大空间工业厂房中，还需要开展送风系统的设计，在这个过程中一般都是采用上送下回的方式来进行大空间的整体温控，但在实际操作过程中，由于大空间工业厂房中的送风位置、数量以及送风口的选择有一定的难度，一般需要根据实际情况进行调整，这种方式难以对重点送风位置进行风量的增加，这会极大程度上增大暖通空调设计的复杂性，不利于大空间工业厂房温控效果的提升，对后续系统节能设计也会造成一定的阻碍。

2.3 日常能耗大

通常，在大空间工业厂房内开启暖通空调系统是非常耗电的，而且在暖通空调系统的运行过程中还会消耗较多的能源，如果不能将能耗降低来创造较好的暖通效果，这将会对项目运行的成本控制产生很大的不利作用。但在实际的大空间工业厂房的暖通空调设计过程中，由于大空间厂房中的场地实际情况较为复杂，在实际的设计过程中，如果不综合考虑各方面影响因素，对场地运行设备的能耗进行充分分析，仅仅采取以往的方式来开展暖通空调设计，这将会极大程度上增加能耗，同时，也无法达到良好的运行效果。实际上，在暖通空调的实际运行过程中，其自身能耗的高低、室内保温效果以及建筑物本身的结构等因素都应该考虑在设计内，如果室内场地本身的保暖效果不佳，或者使用了大量的落地窗等设计，这都会造成场地热量损失严重，同时，大部分项目对室内所运行设备的能耗也未予以重视，这使得相关设备的能耗无法得到控制，进而出现了其他运行设备消耗过多能量的现象，这会降低暖通空调的整体效果，也会对大空间工业厂房的整体运营带来不利影响。

3 大空间工业厂房暖通空调节能设计措施

3.1 提升暖通空调节能设计意识

针对大空间工业厂房在暖通空调设计中所存在的一系列问题，相应的企业就要及时改变以往的思想观念，在暖通空调设计方面不仅要从经济层面出发，同时还要符合节能减排的要求，在考虑暖通空调的特殊性基础上,要遵守各项暖通空调设计的原则，以此来实现整体效果的提升。在具体的设计过程中，相应的工业企业要更加关注大空间工业厂房中暖通空调设计所存在的问题，为提高暖通空调运行质量和节能效果，在企业内部要加强宣传暖通空调节能设计的重要性，安排专业性的设计人员参与暖通空调的设计工作。在实际的设计过程中，相应的工程设计师也要深入大空间工业厂房，对大空间建筑结构进行分析，结合实际情况来科学划分区域，选择合理的范围和位置，确保整个设计方案的合理性。当前，不少企业对暖通空调设备进行了升级、更新和换代，也已经出现了和家用空调功能相近的变频功能，其在市场中有很大的优势。由于该空调运作模式和以往的空调有着很大的不同，因此，在暖通空调的节能设计中，就需要更加重视空调自控系统设计，这就需要设计和运营企业积极通过先进性技术措施实现暖通空调的自动智能化，加强其自控系统设计。在实际设计工作中，相应的工程设计师还需要增强自身的责任意识，要意识到节能减排对企业发展的作用，相应的设计人员要遵循综合性、节约性原则，积极引进各项先进性技术来降低暖通空调自身能耗量，达到节约能源的目的，将先进性技术应用于实际设计过程中，这可以很大程度上提升工作质量。同时，还要对大空间工业厂房中能耗较大的部分进行改善，对大空间区域进行合理分区，以环保节能的工作方法开展各项工作，以此来降低大空间工业厂房的能耗，提高整个设计工作的水平。

3.2 设置通风管道与空气幕

在科技和经济的发展过程中，大空间工业厂房的发展也逐渐受到人们的关注，尤其是水处理、污泥焚烧等市政工程实际发展过程中的重要场所，在实际的运行过程中就需要注重节能减排，以此才能够满足国家生态环境建设的要求。为了提高大空间工业厂房暖通空调节能设计的效果，相应的企业还需要重视对大空间建筑结构进行分析，后续结合实际来提高其运行效果。对于大空间工业厂房建筑层高导致温控难度较大的问题，相应的企业可以通过合理设置通风管道方式来弥补大空间工业厂房的不足。在具体的实践过程中，相应的工程设计师首先需要对厂房区域进行划分，对厂房的变化情况也要进行同步更新，并划分工业厂房行车区域和机械运作区域，避免大设备运行过程中出现通风管道阻拦的问题，在设备不会接触的区域安装空调末端设备，确保末端设备不会被破坏。除此之外，在大空间工业厂房的实际运行过程中，为了方便生产，其大门一般都是处于开放状态，这会使得冷气入侵，进而造成空调系统的总热负荷上升，这会增加能耗。对于这一情况，就需要设计过程中对厂房内的大门进行针对性设计，通过设置空气幕来阻隔冷风侵入。此外，对于室外风速较高的区域，可以通过开启频繁的大门设置保温走廊，这可以减少冷风入侵所引起的室内热损失。在供热方式的选择方面，水处理项目可依据自身优势，设置水源热泵系统进行供暖，这可以更大程度上实现节能和减少运营成本投入，进而提高企业的整体工作效率，促进其能源利用率的提升。

3.3 合理调控运行设备

在实际的暖通空调节能设计过程中，要提高设计效果，还要重视暖通设备的合理调控，其作为整个大空间工业厂房中重要设备，在实际的生产过程中不仅发挥着重要作用，如果不对其能耗进行控制，这将也会影响整体的节能效果。实际上，在大空间工业厂房暖通空调耗能汇总中，可以发现冷却塔的耗能量在总耗能中占据了8%。因此，在实际的暖通空调节能设计中，需要根据气候条件来对暖通空调开机数量和时间进行调节，在春季室外温度较低，室内热量可以直接排出到室外，因此设备开启数量可以相应减少，而在冬、夏季室外温差较差时，则可以增大设备数量，这可以达到节能减耗的目的。一般情况下，在大空间工业厂房中还存在供暖设备利用率较低的情况，这就可以采用空调和散热器结合方式供暖，在设备不使用时通过散热器维持温度，在生产时开启空调系统，这可以降低设备的能耗率，也可以保证生产的顺利开展。在这一过程中，科学合理布置散热器十分重要，一般需要对大空间工业厂房建筑外围护结构等的热负荷进行准确计算，后续通过热负荷计算数据来合理放置散热器，根据现场温度需求合理管控设备，最终实现全部设备的最大限度应用，降低空调自身消耗量的同时达到节约能源的目的。

4 结语

总而言之，暖通空调的节能设计对大空间工业厂房的可持续性运营有着很大的促进作用，为了发挥出其作用，相关运营企业以及设计人员就需要对暖通空调节能设计的重要性加强认识，全面分析其现状，后续根据实际情况，采取合理、有效的措施来开展节能设计工作，在提升节能设计工作质量的同时，促进暖通空调系统应用效果的提高，积极履行节能责任和环保要求，为大空间工业厂房的未来发展提供一定的保障。