浅谈大型公共建筑暖通空调系统设计

浅谈大型公共建筑暖通空调系统设计

张妍

天津方标世纪规划建筑设计有限公司天津300220

摘要：在暖通空调系统的设计过程中，设计方案对其可行性具有十分重要的影响，同时也直接关系着工程项目的经济效益鉴于此，本文对大型公共建筑暖通空调系统的设计进行了分析探讨，仅供参考。

关键词：大型公共建筑；暖通空调；系统设计

1大型公共建筑暖通空调系统设计现状

1.1系统运行

在暖通空调系统设计的情况下，在水系的情况下，一般来说，实际运行的最大负荷，产生的设计，供回水的水温5℃根据最大负荷确定给定水系统。但一般来说，它不是在最大负载下运行，所以整个系统运行过程中存在小温差大流量等现象。

1.2冷热源

设计过程中缺少对热源的选择比较保守且单一，使得项目能耗增加，运行费用成本提高。由于中国电力消耗与天然气负荷之间的不平衡，在很多情况下，夏季电力短缺，天然气资源不能充分利用，与冬季和强权反弹相比，“能源复合体也越来越少”。

2大型公共建筑暖通空调系统设计的功能评价

2.1建筑室内环境品质评价

室内环境品质指的是应用暖通空调系统所带来的室内环境效果，比如声环境、热湿环境、空气环境等等。其中热湿环境是人们室内生活的基本要求，同时一个健康、清新的室内空气环境对于人们的舒适生活也具有十分重要的影响。在评价室内环境品质的过程中，室内空气品质的优劣大都取决于新风，因为，它可以稀释或者是带走室内的残留污染物。为此，我们可以根据国家现行规范设计新风系统，满足人员对新风量的要求，另外，可以对室内的新风量进行测定，从而确保建筑内部的空气质量。

2.2建筑室外环境影响评价

暖通空调系统可以将室外的热量或者是冷空气转移到室内，夏季利用空调系统制冷，从而为人们提供舒适的室内环境。但是由于暖通空调系统会将热量释放到室外，因此就会产生大量的温室气体，对于全球变暖具有一定的推动作用。此外，在空调的使用过程中还存在二次污染的情况，也就是空调系统在长时间的运转过程中局部会滋生大量的细菌，其代谢对湿度高于70%时，微生物的滋生率最高。

3大型公共建筑暖通空调系统设计的措施

3.1暖通空调水系统的平衡调节

在空调系统输配系统中由于系统中的水量分配不均从而使导致建筑物内室温不均匀，以及室温持续波动；近冷（热）源处房间过冷（热），距离远的则室温偏高（低）；另外流量偏大的环路的房间相对较快地达到要求的室温，流量偏小的环路的房间需较长时间才能达到要求的室温。这种系统水力失调会对于正在运行当中的管网造成不良影响。因此，水力平衡的空调系统运行起来是高效率的、是节约能耗的，同时仅仅为了达到最不利环路的设计参数而增大系统流量的做法是盲目的，是浪费的，所以空调水系统的平衡调节在整个空调系统中也占有非常重要的地位。近年来，在越来越多的暖通空调水系统，普遍采用了平衡阀系列产品对水系统的流量分配起到了积极地作用，使管网的运行得到了保证，特别是近年来变流量系统的控制，使得空调系统保持了平稳均衡的运行，在满足规范和设计要求的同时也使得空调系统的运行成本大大降低。

从整个建筑物来看，传统的设计方法、过程是有待改进的。因为对于一个建筑物，其组成部分理应更加有机，系统之间联系更加紧密。这种关系对于倚重设备来解决建筑物使用功能的建筑（比如大型公共建筑）尤为重要。建筑设计过程中，假如在方案设计阶段就有暖通工程师参与的话，可以规避一些设计漏洞和资源浪费。

3.2运行费用

运行费用指的是在暖通空调系统完成设计、安装之后，设备开始运行时所产生的一系列费用，其中比重最大的是能源费用，其次是设备控制技术人员的工资、设备的后期维护与维修资金等等。决定暖通空调系统可行性的重要指标就是其运行的经济性，由此可见，我们就需要对暖通空调系统的运行费用进行仔细计算，从而对暖通空调系统做出正确的经济评价。

3.3变风量暖通空调系统的节能优化

空调系统中的变风量主要通过减少风机消耗和调节送风量来达到节能的目的，风量会随着系统负荷的变化而变化，这种情况下增加风机的消耗量，所以需对风机送风状态进行有效调节。空调送风系统在运行过程中，为了满足建筑室内每个房间的需求，通常将风机送风形式设置为多样化送风，常见的有风阀调节和变频电机，且根据建筑需求的不同，这两种风量调节方式所产生的节能效果是不同的。

3.4变频暖通空调系统节能优化

变频暖通空调是在常规空调的结构上增加了一个变频器。压缩机是空调的心脏，其转速直接影响到空调的使用效率，变频器就是用来控制和调整压缩机转速的控制系统，使之始终处于最佳的转速状态，从而提高能效比（比常规的空调节能20%～30%）。它的基本结构和制冷原理和普通空调完全相同。变频空调的主机是自动进行无级变速的，它可以根据房间情况自动提供所需的冷（热）量；当室内温度达到期望值后，空调主机则以能够准确保持这一温度的恒定速度运转，实现“不停机运转”，从而保证环境温度的稳定。虽然变频暖通空调的前期投入费用相对较高，但是实际使用时就会节省很多能源，随着不同条件下进行不同功率的输出，能够收获较好的节能效果。

4实例分析

一个集餐厅、会议中心、交易中心及办公楼等为一体的大型公共建筑，总建筑面积19.4万m2，暖通空调房面积为14.4万m2，夏季空调冷负荷为1.35万kW，夏季空调单位面积冷指标94W/m2，冬季空调热负荷1.227万kW，冬季空调单位面积热指标85W/m2。

4.1暖通空调系统方案

结合该建筑的使用功能及暖通空调运行特点，设计人员制定出两种暖通空调系统节能方案：方案一为水冷冷水机组；方案二是水源热泵机组。空调系统末端一般会采用2中形式：①全空气系统，这种空调设备多布置在机房中，具有维修方便、空气流通性强、运行噪声低等特点；②风机盘管空调系统，这种空调布置方式具有室温可独立调节、节能效果显著、管道成本低等特点。

5节能方案的比较

5.1技术比较

方案（1）优点：制冷机房相对集中，地上建筑使用面积小。空气舒适性良好，运行效率高。主机的使用寿命较长。缺点：无法实现部分负荷的运转，需启动整个机组。末端设备的使用年限较短，需不定期进行更换，增加工程成本。系统所涉及的设备较多，若出现运行故障的话，难以处理。

方案（2）优点：无需设置通风管道、冷冻系统等，安装和投资费用成本低。热泵机组运行的稳定性良好；灵活性较强，可在过渡季节同时供冷供热。系统机组部件较少，维护费用低，使用寿命较长。缺点：会严重污染到地下水，需频繁清洗过滤器，冬季采暖效果不理想等。

5.2成本比较

2种方案的投资费用见表1和表2。

5.3节能效果比较

空调系统设备类型的选择不仅要考虑建筑实际使用需求，同时还要根据满负荷运行工况进行选择。一般在空调系统运行过程中国，工况大部分处于负荷状态，这种情况不适用于方案（1）的大型制冷机组，其会对整个机组的运行效率等造成影响，整体节能效果不理想；而方案（2）可根据满负荷工况的运行情况对空调热泵数量进行调整，确保整个机组的高效率运行，节能效果较为理想。

结束语

暖通空调系统的设计与人们的幸福，健康，安全，和生活质量密切相关，而且与国家能源资源，环境污染等问题息息相关。总而言之，只有制定科学合理的设计方案，通过分析和整合确定最优化的方案，最大限度地提高资源利用率。充分发挥暖通空调经济，安全，可靠，节能，舒适等优点，实现我国可持续发展目标的最优化设计，为达到共赢的目的，是改善国家经济发展名称和人民生活的积极影响。

参考文献

[1]董波.试论大型公共建筑暖通空调系统的节能及优化[J].科技资讯，2015，13（07）：234.

[2]李俊橙.成都大型公共建筑空调系统节能诊断与分析[D].重庆大学，2015.

[3]南联建.大型公共建筑暖通空调系统设计探究[J].中国新技术新产品，2015，（04）：110-111.

[4]吴刚.大型公共建筑暖通空调系统节能性的监控评价[J].山东工业技术，2013，（05）：114-115.