裝配式建筑工程知識(shí)分享：公共建筑空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的探討

1 選擇高效節(jié)能設(shè)備,合理配置設(shè)備,實(shí)現(xiàn)節(jié)能

對(duì)于中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),首先應(yīng)選擇高效節(jié)能的中央空調(diào)設(shè)備。中央空調(diào)設(shè)備一般包括:空調(diào)冷熱源設(shè)備,空調(diào)機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤(pán)管等末端設(shè)備。空調(diào)設(shè)備中冷熱源設(shè)備能耗約占空調(diào)總能耗的一半,是中央空調(diào)節(jié)能的主要部分。選用冷水機(jī)組時(shí)要嚴(yán)格執(zhí)行蒸汽壓縮循環(huán)冷水機(jī)組(GB/T18430·1-2007)標(biāo)準(zhǔn),中小型公共建筑可以選用空氣源熱泵機(jī)組作為冷熱源,因?yàn)椴恍枰O(shè)置室內(nèi)機(jī)房,安裝方便,管理維護(hù)簡(jiǎn)單。但對(duì)于大型公共建筑,由于空氣源熱泵機(jī)組的性能參數(shù)較水冷型機(jī)組低很多,單臺(tái)機(jī)組的容量不大,臺(tái)數(shù)過(guò)多難以布置在屋面上,因此應(yīng)選用螺桿或離心式水冷冷水機(jī)組。中央空調(diào)末端設(shè)計(jì)中一定應(yīng)選用盤(pán)管重量輕、單位風(fēng)機(jī)功率供冷或者供熱量大的機(jī)組?？照{(diào)機(jī)組應(yīng)該選用風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓匹配合理,漏風(fēng)量少,空氣輸送系數(shù)大的機(jī)組。

2 利用能量回收系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能

空調(diào)系統(tǒng)可通過(guò)回收排風(fēng)中的冷(熱)量處理新風(fēng),用冷凝器的放熱加熱生活用水達(dá)到節(jié)能的目的。

2.1 排風(fēng)冷(熱)量回收

在建筑物的空調(diào)負(fù)荷中,新風(fēng)負(fù)荷所占比例比較大,一般占空調(diào)總負(fù)荷的20%~30%?？照{(diào)運(yùn)行時(shí)要排走室內(nèi)部分空氣,必然會(huì)帶走部分能量,同時(shí)又要投入能量對(duì)新風(fēng)進(jìn)行處理,如果在系統(tǒng)中安裝能量回收裝置,利用全熱交換器或顯熱交換器回收排風(fēng)中的能量,用排風(fēng)中的能量來(lái)處理新風(fēng),就可減少處理新風(fēng)所需的能量,降低機(jī)組負(fù)荷,提高空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。

2.2 冷凝器熱量回收

空調(diào)冷凝熱是空調(diào)系統(tǒng)制冷量與制冷機(jī)輸入功率之和,冷凝熱一般為制冷量的1·15~1·3倍左右(吸收式可達(dá)2·2倍),可見(jiàn)制冷機(jī)冷凝熱是相當(dāng)大的。通常情況下,空調(diào)冷凝熱是通過(guò)冷卻水系統(tǒng)排入大氣,將如此大量的冷凝熱直接排到室外的大氣中,直接加劇了室外大氣的熱污染,加劇了城市的“熱島效應(yīng)”。如果使用冷凝熱回收技術(shù),將這些熱能回收,用于生活熱水或作為輔助加熱熱源,既可大大降低整個(gè)暖通系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用,又可以減少向大氣中排放的廢熱,減輕大氣污染,改善生態(tài)環(huán)境。

冷凝器的放熱量與空調(diào)負(fù)荷的變化同步,而與熱水用量可能不一致。機(jī)組的正常運(yùn)行要求冷凝熱、冷卻水量、熱水用量平衡,常與現(xiàn)實(shí)不一致,這在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加以考慮,可采用蓄熱裝置來(lái)進(jìn)行調(diào)配,如圖1所示。根據(jù)熱用戶的要求,對(duì)來(lái)自蓄熱水池的熱水可再加熱。該系統(tǒng)的工況轉(zhuǎn)換控制主要根據(jù)蓄熱水池的熱水溫度信號(hào),當(dāng)熱水溫度高于某設(shè)定值時(shí)冷卻塔開(kāi)始運(yùn)行。

3 應(yīng)用熱泵技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能

熱泵是一種高效節(jié)能、環(huán)保無(wú)污染、性能可靠的綠色環(huán)保冷暖空調(diào)。可以冬季制熱、夏季制冷以及供生活熱水,熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠,自控精度高,節(jié)能效果顯著。熱泵的種類很多,包括空氣源熱泵、水源熱泵、土壤源熱泵、水環(huán)熱泵、燃?xì)鉄岜?、蓄熱式熱泵和高溫相變式熱泵等[2]。熱泵技術(shù)發(fā)展很快,在國(guó)外廣泛應(yīng)用,在我國(guó)也有許多設(shè)計(jì)和運(yùn)行良好的實(shí)例。有研究對(duì)北京、寧波及廣州的三座地源熱泵示范工程情況進(jìn)行了各個(gè)方面的論述,并指出:熱泵技術(shù)的投資費(fèi)用比傳統(tǒng)的中央空調(diào)的投資費(fèi)用略低,但是運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的中央空調(diào)。建設(shè)熱泵技術(shù)工程需要在經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析的層面上,就初投資、采暖制冷效果、技術(shù)穩(wěn)定性、運(yùn)行費(fèi)用、節(jié)能效果以及環(huán)保等方面進(jìn)行詳細(xì)的、科學(xué)的論證,進(jìn)而提出合理的方案進(jìn)行建設(shè)。

4 合理降低室內(nèi)溫度標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能

從節(jié)能角度出發(fā)來(lái)確定室內(nèi)溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)是節(jié)能的重要因素?？照{(diào)系統(tǒng)耗能大小除與當(dāng)?shù)厥彝鈿庀髤?shù)、建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)及室內(nèi)發(fā)熱散濕量有直接關(guān)系外,室內(nèi)設(shè)計(jì)溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)也是直接影響冷負(fù)荷大小的重要因素。

從外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱計(jì)算公式可看出:在原室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度時(shí)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量為Q1=FKΔt1,若改變室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度后,外圍結(jié)構(gòu)的傳熱量為Q1=FKΔt2,將以上兩個(gè)情況進(jìn)行比較,則Q2∶Q1=Δt2∶Δt1,得Q2=(Δt2/Δt1)Q1。如哈爾濱地區(qū)夏季空調(diào)室外計(jì)算溫度為30·3℃,假設(shè)室內(nèi)溫度從25℃提高到26℃,則Δt1=30·3-25=5·3℃,Δt2=30·3-26=4·3℃,所以Q2=(Δt2/Δt1)Q1=(4.3/5·3)Q1=0·811Q1,也就是室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度提高1℃,則通過(guò)外圍結(jié)構(gòu)的傳熱量可減少18·9%。由此看出,夏季室內(nèi)溫度越高,冷負(fù)荷就越低,系統(tǒng)設(shè)備耗能也就越小。在保證人體健康與舒適性的前提下,夏季室溫每升高1℃,節(jié)省的冷負(fù)荷是很可觀的。因此,從節(jié)能角度考慮,當(dāng)前總趨勢(shì)是各國(guó)都在修訂過(guò)去偏高的室內(nèi)溫濕度標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局認(rèn)為把夏季設(shè)定溫度從24℃改為26·7℃,約可節(jié)約能量15%,冬季設(shè)定溫度從24·4~26·7℃,改為21~22℃,約可節(jié)能18%。可見(jiàn),為降低能耗,在滿足生產(chǎn)要求和人體健康的情況下,空調(diào)房間室內(nèi)溫度,夏季應(yīng)盡可能提高,冬季應(yīng)盡可能降低。

5 加強(qiáng)管理力度,減少能源浪費(fèi)

日常管理是建筑節(jié)能是否實(shí)際有效的關(guān)鍵。一個(gè)設(shè)計(jì)得再好的節(jié)能系統(tǒng),如果管理不善,也達(dá)不到節(jié)能的目的。

5.1 提高操作管理人員素質(zhì)

在中央空調(diào)能耗中,有很大一部分是由于管理不善而引起的,各項(xiàng)調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實(shí)施,也與操作人員的技術(shù)素質(zhì)直接相關(guān),所以應(yīng)加強(qiáng)對(duì)中央空調(diào)操作人員的培訓(xùn),提高管理人員素質(zhì),實(shí)行中央空調(diào)操作人員操作證制度,使其具備必要的制冷空調(diào)知識(shí),懂得根據(jù)室外參數(shù)的變化來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié),以及怎樣調(diào)節(jié)才會(huì)節(jié)能。

5.2 制定并執(zhí)行合理的空調(diào)運(yùn)行管理制度

日常運(yùn)行中杜絕跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,經(jīng)常清洗過(guò)濾設(shè)備,保證冷凍水、冷卻水水質(zhì),以免空調(diào)設(shè)備產(chǎn)生污垢、銹蝕、銹渣和生物污泥,使管道流動(dòng)阻力加大而流量減小,甚至管道堵塞,導(dǎo)致制冷量下降,從而浪費(fèi)電能。根據(jù)理論計(jì)算,冷疑器的污垢每增加0·1mm,熱交換效率就降低30%,耗電量則增加5%~8%。對(duì)設(shè)計(jì)考慮的過(guò)渡季全新風(fēng)運(yùn)行和間歇供冷、供熱等節(jié)能措施,是否正確進(jìn)行,真正把能耗節(jié)省下來(lái)。

裝配式建筑作為一種新興的建筑施工方法，其很多優(yōu)點(diǎn)都是傳統(tǒng)建筑無(wú)法比擬的。以上內(nèi)容就是“裝配式建筑工程知識(shí)分享：公共建筑空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的探討”，更多精彩內(nèi)容可繼續(xù)關(guān)注環(huán)球網(wǎng)校!點(diǎn)擊下方免費(fèi)下載，可領(lǐng)取裝配式精華考點(diǎn)/課程講義。