试论暖通空调与节能设计
【摘要】随着空调在我国每家每户的普及,以及越来越重视提倡绿色建筑的理念,舒适
和节能应该成为空调设计领域最基本的课题。如何降低空调系统的能耗,充分利用自然能源,
改善建筑环境、减少建筑系统的能耗、削减能源负荷,应该成为今后主攻的的方向。
【关键词】暖通空调;节能设计;环保
近年来,我国城市飞速发展,城市建设投资力度不断加大,建筑业能源消耗占总能源
消耗的
40%左右,而建筑能耗又尤其以建筑空调能耗较大。我国一般宾馆、写字楼空调能耗
约占建筑总能耗的
30~40%,大中型商场空调能耗则高达 50%,有的空调系统能耗占建筑
总能耗的
60%或更多。能源供求的如此矛盾激化,使暖通空调的节能显得日益必要。
1 影响暖通空调的节能效果的因素分析
通常情况下,在房屋的建筑热工设计时,为了使房间内产生舒适的微气候,往往需要
恰当地利用房屋围护结构的热特性以抵抗室外气候的变化。因此,围护结构在热工设计中是
十分重要的,除此之外还有建筑规划设计、太阳辐射、空气温湿度等多方面。围护结构包括外
围护结构和内围护结构。外围护结构主要包括屋面、外墙和窗户
(包括阳台门等);内围护结
构主要包括地面、顶棚、内隔墙等。在采暖建筑中,围护结构的传热热损失占总的热损失的比
例是较大的,以
4 个单元 6 层的砖墙、混凝士楼板的典型多层建筑为例:在北京地区,通过
围护结构的传热热损失约占全部热损失的
77%(其中外墙 25%,窗户 24%,楼梯间隔墙
11%,屋面 9%,阳台门下部 3%,户门 3%,地面 2%),通过门窗缝隙的空气渗透热损失
约占
23%;在沈阳地区,通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的 65%(其中外墙
26%,窗户 26%,屋面 8%,阳台门下部 1%,外门 1%,地面 3%),通过门窗缝隙的空气
渗透热损失约占
27%。由此可见,暖通空调节能与改善围护结构的热工性能有非常大的关
系。
2 实现暖通调系统节能设计的尝试
2.1 改善建筑围护结构的保温性能,减少冷热损失
对于暖通空调系统而言,减少冷热损失是非常重要的。通过围护结构的空调负荷占很
大比例,而围护结构的保温性能决定围护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过围护结
构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中,首先要求的就是提高
围护结构的保温隔热性能。适当增加墙体、屋顶的保温性能,可以减少通过这些围护结构产
生的冷热负荷。
例如:采用新型节能墙体――小型混凝土空心砌块傲墙体可有效减轻建筑物的负荷,
其墙体传热系数
K=0.54 /坪,比传统黏土实心砖墙节能一倍以上。根据权威部门对住宅围
护结构的热工测试结果证明,住宅内热量有
40%~50%是通过门窗损失,所以应尽量采用
密封性好、保温节能的新型塑钢门窗。
2.2 选择合适的冷热源系统
在系统设计中合理配置中央空调系统的冷热源已成为空调节能的关键。热源的种类有
热电站、热采、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、区域锅炉房、小型锅炉等。其中以热电站的能
量利用效率为最高。
常见的中央空调冷热源配置方式有三种:水冷冷水机组十锅炉、热泵型机组和溴化锂
吸收式机组。第一种冷热源在设计工况下的能效比较高,一般为
3.7 -5;第二种冷热源即热
泵型机组,夏季制冷,冬季制热。在设计工况下,其能效比较水冷机组要低,仅达到
3 左右,
但其具有良好韵节能和环保效果;最后一种是冷热源为溴化锂吸收式机组,但这类机组的
能效比比较低,节电不节能,适用于有废热和余热的地方。