节能理念下中央空调暖通设计研究

节能理念下中央空调暖通设计研究

欧春妙

深圳市建筑设计研究总院有限公司， 广东 深圳 518000

摘要：随着建筑规模化、功能化发展，现代建筑产品中对于中央空调系统的安装数量相对增长。由于中央空调运行过程中会产生诸多能耗、运行管理投入成本高、节能监管理效率较差，因而在新时期建筑行业高质量发展阶段，在中央空调暖通设计中增强了对节能理念的应用。本文以此为出发点，剖析了节能理念下中央空调暖通设计的实际需求。并以此为基础，分别从机房设计、室内设计参数、空间运行、水系统四个层面提出了几点有利于实现节能的设计措施。

关键词：节能理念；中央空调；暖通设计

引言

随着中央空调暖通设备使用数量的增多，能耗问题也越来越突出，受到了社会各界的广泛关注。由于当前阶段中央空调暖通设备生产制造中，已经通过应用产业链思维，建立了以研发设计、采购运输、施工建设、订单处理、市场营销、售后运维管理为主要内容的产业链条，并且，形成了设计环节引领，其它环节按部就班实施的模式，因而需要通过在设计环节增加节能措施，较好的实现系统性节能目标，以此解决能耗问题。

2节能理念下中央空调暖通设计需求

2.1系统节能需求分析

中央空调暖通设计要求满足采暖、通风、空气调节三大基本功能。作为一种分户使用的中央空调，其中包括了氟利昂系统与水系统，因而在进行设计时为了减少能源消耗与资源浪费，需要通过系统节能实现总的节能减排目标。首先，中央空调暖通系统规模大、功能多，具有一定的复杂性。设计师在进行设计时通常会根据安装场所的时间-温度关系、每日平均最高气温或最低气温等进行折算。可是由于折算后只有几小时的最高气温与最低气温，导致了冷负荷、热负荷均不能达到最大值，因此容易出现能耗过剩现象。其次，当前中央空调暖通系统设计过程中，使用的原材料具有多样性、设计趋于多元化，系统参数需要根据运行情况进行持续监测与调整。但是在系统设计方面的节能评价相对不足，当中央空调暖通系统经过一些特殊区域时会产生能源损耗。第三，中央空调系统、冷热水系统、风系统属于总系统中的子系统，均具有系统控制特征，在实际使用中需要将影响它的因素结合起来，合理的根据季节、温度、自动控制、风量调节、冷冻水、蒸发耗水、飞水、排污换水等进行节能控制，才能达到系统节能目标。所以在系统节能设计方面，需要充分考虑到系统节能与专项节能需求之间的关联性，进而保障设计环节全面节能目标的实现。

2.2专项节能需求分析

2.2.1资源节能

目前，全球出现了能源危机、资源危机，因而在可持续发展战略目标牵引之下，要将节能理念科学的应用到中央空调暖通设计之中，需要充分考虑到资源节能问题。根据现阶段的设计经验看，能源节能方面主要以新能源代替旧能源为主。例如，中央空调暖通系统使用阶段会会耗费大量的电能资源，此时就可以通过太阳能发电、风力发电、热力发电等新能源，取代当前使用的火电能源。为了保障中央空调暖通系统应用的节能性，需要在设计环节通风系统时，尽可能做好密封设计，预防温度散失、风量损耗，在水系统设计方面，则应该尽量采用循环利用设计，减少水资源消耗，以此满足资源节能需求。

2.2.2成本节能

中央空调暖通节能设计中，需要投入相应的成本，包括物料成本、设计成本、时间成本技术成本，以及系统运行阶段的使用成本等。此时，需要对系统设计相关的各类成本进行精准核算，才能达到预期的成本节能目标。当前的设计中主要是按照制定节能设计要素清单、设置设计指标的办法，运用定额设计方法进行成本节能。例如，在原材料选择方面，连接管道的设计，通常要考虑它环保性能、市场价格、使用寿命、配套的保温材料与施工技术等，进而确保管道设计环节节约成本。

2.2.3使用节能中央空调暖通设计方案

在投入使用后，为了保证专项节能目标的实现，通过会在设计环节引领的思路下，于设计环节提高系统控制方面的参数设计。目前设计中包括了以人流量调整设计指标、根据实际使用情况设置制冷主机、结合使用环境调节水系统的设计方法。从经验看，重点集中于相关数据的监测设计、各项指标参数的范围控制设计等，其中包括了传感器、数据分析系统设计等。所以，在资源节能设计需求方面，既应该注重能源资源、设备资源，也应该从能源、设备使用的参数着手，做好数据资源节能设计，尤其应该结合中央空调暖通系统运行管理中的各个环节配套的进行设计，保障设计方案在后续使用中的有效性。

3节能理念下中央空调暖通设计措施

3.1科学设计机房位置

中央空调暖通设计方案以具体的建筑物为载体，其中包括了不同类型的机房，如排风、空调、热交换、制冷机房。就设计的科学性与合理性而言，冷热源通常要进行集中布置，空调机房则宜采用分散设置。简单讲，不同的机房功能及作用存在差异，而且其功能的实现，主要通过管道实现，因而需要尽可能选择管道短、段面小、节省空间的方案。科学设计机房位置，实际上要求设计师将建筑体、不同机房的功能，以及机房间的资源利用情况结合起来，从而使能源、资源利用达到最大化，能耗达到最小化。

3.2细化室内设计参数

中央空调暖通系统的应用对象是室内，而集中在办公区域或居住区域，在公共空间的使用相对受限。从整体上看，系统设计方案在实质上是一个封闭系统。根据系统控制需求看，封闭系统中的节能目标之实现，旨在提高系统控制的精准度。首先，在参数设计时，需要考虑到参数的实际影响，再结合ASHRAE62标准，适当的降低设计标准。其次，中央空调暖通系统设计方案是为了满足其应用效用的最大化、投入资源的最小化目标，因而在室内设计参数取值控制方面，一方面应该注重设备使用指标，与外部环境之间的关联性。

3.3降低空调运行能耗

首先，在运行能耗控制方面，应该以节能理念为主导，选择可再生能源，如当前应用较多的太阳能、地源热泵。前一种能源利用时，可以在设计中选择主动型、被动型两种方案，考虑到主动型设计方案在应用成本较高，可以选择被动式方案，借助调整建筑构建与暖通设备位置进行设置。后一种能源利用时制冷与供热均可满足，工作原理相对简单。建议在比较成本投入后选择合适的方案。其次，在新风量节方面，新风负荷通常占到中央空调总负荷的40%到20%，当满足室内卫生需求后，可以适度的减少新风量，在该方面应该注重设计风量时的取值范围控制。由于运行能耗与围护结构热工性能、气候变化、室内空间使用功能相结合，此时应该结合数据分析方法，先做好预测控制，再根据降低空调运行能耗的目标，进行舒适度、设备容量、运行时间方面的参数控制设计。

3.4减小水系统的能耗

建议在设计阶段区分隐性能源的来源，减少水量消耗同时耗费大量电能的情况。在冷却水系统节能设计方面，风机大量送风的设计办法，虽然降低了冷却塔出水温度，却增加了电能损耗，此时应该考虑冷凝压力与机组耗电指标间关系进行合理设计。而飞水方面的节能设计，应该从风机叶片的调整设计进行控制。至于排污换水方面的节能设计，建议从清洁水系统方向考虑能够减少换水频率的设计办法，因此排污换水过程中的消耗无法规避，只能选择尽可能小的换水频率，以此达到降低能耗的目标。

4结束语

总之，节能已经成为了可持续发展战略中的重要实践途径，在中央空调暖通系统设计中应用节能理念，一方面需要在深度、广度、精度层面加强对节能理念的研讨，另一方面则应该结合中央空调暖通设计需求，合理的研发设计应用方案。通过以上初步分析可以看出，系统节能、专项节能应该体现在中央空调暖通设计的各个层面，因此建议在机房位置、室内设计参数、空调运行能耗、水系统能耗等方面，以节能理念为主导合理的制定相应的节能措施。

参考文献：

[1]周宝娇.中央空调暖通设计的问题分析与改善[J].包装世界,2021,17(3):52-53.

[2]刘忠友.浅谈暖通设计在中央空调中的运用研究[J].科学与财富,2020,6(24):343-344.