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摘要:在城市化进程加速的今天,大中城市中出现了越来越多的高层建筑。高层建筑增多的同时也为建筑暖通空调设计工作带来了新的要求和难题。本文通过对高层建筑暖通空调设计进行了深入研究,并对其设计要点进行了总结归纳。
关键词:高层建筑;暖通空调;设计;要点
中图分类号:TU97文献标识码: A
引言
隨着暖通空调行业日益不断的发展,暖通空调设计规范也在逐步更新完善。高层建筑暖通空调设计需要考虑的因素很多,科学、合理设计至关重要。同时,设计方案不仅要符合国家和当地政府有关和规范的要求,而且还要符合有关环境保护的要求。因此,对于高层建筑暖通空调设计要点进行分析其意义重大。
一、高层建筑暖通空调设计的原则
1、安全性原则
高层建筑物暖通空调系统的安全性的提高是要通过对设备多方面改善来达到的。在一些易燃易爆工程中,通风空调系统必须严格按照安全标准设计,设计人员不仅要考虑实用性,最重要的是要考虑安全性。应按照有关防火设计规范来考虑防火安全问题,设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全等。因此,在设计一些燃油燃气锅炉房过程中,应采取科学严谨的防爆技术。其次,报警系统也是设计方案中的必要部分。
2、生态指令的首要目标
生态指令希望通过推动能效产品的使用而减少 CO2 整体排放。由于对全球暖通空调行业的高效和安全制冷剂的使用采取了不必要的和未经证实的限制措施,这个目标的实现可能会受到影响。我们都知道,暖通空调产品包括制冷剂的环保性能都应该在初步研究的基础上进行评估,但是,我们并不支持将制冷剂的类型作为生态设计的基本需求。
3、能效和安全
暖通空调产品的性能和能效不单单与所充灌制冷剂的GWP值有关,也与设计参数有着千丝万缕的联系,因此仅对其中的某个因素进行限制势必将影响产品的优化性能。另外,对于低GWP值制冷剂的任何激励措施都可能促使该类制冷剂的应用,但也可能增加了设备的能耗。
二、高层建筑暖通空调系统的基本类型
1、高层建筑全空气暖通空调系统
全空气系统是大型高层建筑,特别是商、金融和酒店类建筑常用的空调系统类型,这种系统的主要暖通功能通过空压机来进行加温、加湿、降温和除湿等一系列操作,由于基本使用空气的变化作为室内环境调节的主要要素,因此,就要全空气暖通空调系统。
2、高层建筑空气-水暖通空调系统
这种系统在各种类型的高层建筑暖通空调系统中有广泛地分布,空气-水暖通空调系统的主要操作原理是用冷水-空气的交换将空调中热量交换出来,并通过通过的过程将室内的湿气带走,这种系统具有结构简单、制冷迅速等优点,是高层建筑暖通空调设计中应该重点考虑的系统。
3、高层建筑全水暖通空调系统
全水暖通空调系统能够适应大部分高层建筑空气的调节要求,并且具有结构灵活和便于改造的优势,全水高层建筑暖通空调系统通过水中热能的交换实现对室内空气质量的调节。
三、高层建筑暖通空调系统设计分析
1、热源系统的设计
暖通空调的热源系统的选择将对相应系统的节能设计造成影响,在空调系统的实际设计过程中,应选择合理的热源系统,根据具体的工程建筑选择实用且高效的热源系统。热电站的能量利用率是最高的,热泵在其之后。热泵是以自然中的较低温度的低品味热能如大气、地表水、地热能或工厂废气为热源,通过热电站的压缩机提高低品味热能的温度随后传递给高温热源。暖通空调的节能设计应根据工程建设的现实状况,对相应的节能系统进行有效选择,从热源的设计阶段就与实际情形相结合才能真正实现空调系统的节能优化设计。
2、减少热媒介输送过程中的能源消耗的设计
热媒介输送系统的节能设计应在材料的选择热能输送系统等方面的设计上实现。热媒介输送系统应选择新型的保温材料,如用热水预制保温的直埋管等措施,从而减少热能在运输过程中的损失。还应利用算机系统对空调供暖系统进行全面测试,并采用平衡阀以及智能管网,实现对管流量的科学分配和有效管理,通过提高传输效率实现节能。空调系统的节能设计应建立有效的动力传输系统,从而能实现对动力系统的优化设计和施工,为建立效的空调系统的施工和节能奠定良好的基础。动力系统可选择效率较高、负荷特好,具有大温差、低流速以及低摩阻的动力供应管道,运用输送效率较高的载能的动力设备,有效提高输送效率,建立节能的空调系统运行模式。
3、进行能量回收利用设计
空调房间一般设有新风系统,同时,有许多房间设有排风系统,排风的空气参数接近空调房间的室内空气参数,从而造成能量损耗。因此,如果送人的新风可以吸收部分排风中的能耗,这种能量的回收利用称为热回收。热回收的方式很多,如转轮换热器、中间热媒式换热器、板式显热换热器等。不同方式的热回收设备的效率、设备费用以及维护保养要求有所不同。
3.1 排风余热回收充分利用排风的能量,对其进行回收,从而对新风进行预冷或预热,减小新风负荷是暖通空调节能的重要途径。
3.2 制冷机组的冷凝热回收制冷机组冷凝热回收的换热设备可以与不同的系统结合起来使用。这样的系统既可以避免冷凝热排放到大气中造成热污染,又可以节省为提供热水而设的锅炉及其附属设备,避免了由于燃料的燃烧向大气排放的有害物。如果与生活用热水系统相结合,使压缩之后的制冷剂首先进入板式热交换器,生活用热水通过热交换器的另一侧,由于被压缩后的制冷剂温度较高,只要设计合理,它能够提供的热量完全可以将热水加热到洗澡用的温度,可以储存在保温水箱中,满足人们的需要。当制冷机组的冷凝器所产生的热量不能够将热水加热到需要的温度时,亦可在系统中添加水源热泵作为辅助热源以满足用户需要。
四、设计高层建筑暖通空调系统时应该注意的问题
1、空调泵选型
在高层建筑暖通空调设计的过程中,要根据环境和用户需要的冷热变化和负荷扬程的变化进行而高层建筑暖通空调的优化设计,可以通过对高层建筑暖通空调泵的选型,台数控制,变频泵的速度等方面达到及时调节和节能的目的。
2、供暖方面
高层建筑暖通空调设计人员不仅要考虑室内供暖系统的合理性,又要考虑室外管线衔接的合理性,不能顾此失彼,要重点考虑到供暖效率、水力平衡、承压能力、散热设备及化学管材等重要参数,确保高层建筑暖通空调供暖的效果和能力。
3、空调通风方面
在高层建筑暖通空调通风设计中一般存在两种问题致使空调装机容量偏大。一是由于设计时考虑各种各样的安全系数,从而使单位空调面积的制冷机装机容量大比手册中冷负荷概算偏大,远大于实际运行中单位空调面积峰值冷量。二是目前在空调系统设计过程中,部分设计人员采用负荷指标估算方法,使得制冷机装机容量普遍偏大,也明显造成初投资的大量浪费,甚至影响部分负荷下的冷机效率。水泵扬程选择不当也是暖通空调中比较常见的一个问题。水系统扬程选择因设计差异而存在较大差异。事实上,夏季空调冷冻水循环量要比冬季采暖热水循环量大得多,所以冬夏季冷水泵热水泵应分别设置,合用一台是不合适的。
结束语
综上所述,高层建筑暖通空调设计涉及到高层建筑的设计成败,也直接关系到高层建筑暖通空调系统建设的质量。只有在高层建筑暖通空调设计中做好能源选择、性能和功能统筹、重点和要点兼顾,才能够真正提升设计的质量,也才能在节能降耗的标准下更好地发挥高层建筑暖通空调的功能。
参考文献
[1]康智.高层建筑暖通空调设计要点分析[J].科技与企业,2014(08):168.
[2]党卫民.刍议高层民用建筑暖通空调设计[J].中华民居(下旬刊),2014(02):45+48.
[3]施俊茹,崔鹏波.浅析建筑暖通空调设计要点[J].神州,2013(10):57.
关键词:高层建筑;暖通空调;设计;要点
中图分类号:TU97文献标识码: A
引言
隨着暖通空调行业日益不断的发展,暖通空调设计规范也在逐步更新完善。高层建筑暖通空调设计需要考虑的因素很多,科学、合理设计至关重要。同时,设计方案不仅要符合国家和当地政府有关和规范的要求,而且还要符合有关环境保护的要求。因此,对于高层建筑暖通空调设计要点进行分析其意义重大。
一、高层建筑暖通空调设计的原则
1、安全性原则
高层建筑物暖通空调系统的安全性的提高是要通过对设备多方面改善来达到的。在一些易燃易爆工程中,通风空调系统必须严格按照安全标准设计,设计人员不仅要考虑实用性,最重要的是要考虑安全性。应按照有关防火设计规范来考虑防火安全问题,设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全等。因此,在设计一些燃油燃气锅炉房过程中,应采取科学严谨的防爆技术。其次,报警系统也是设计方案中的必要部分。
2、生态指令的首要目标
生态指令希望通过推动能效产品的使用而减少 CO2 整体排放。由于对全球暖通空调行业的高效和安全制冷剂的使用采取了不必要的和未经证实的限制措施,这个目标的实现可能会受到影响。我们都知道,暖通空调产品包括制冷剂的环保性能都应该在初步研究的基础上进行评估,但是,我们并不支持将制冷剂的类型作为生态设计的基本需求。
3、能效和安全
暖通空调产品的性能和能效不单单与所充灌制冷剂的GWP值有关,也与设计参数有着千丝万缕的联系,因此仅对其中的某个因素进行限制势必将影响产品的优化性能。另外,对于低GWP值制冷剂的任何激励措施都可能促使该类制冷剂的应用,但也可能增加了设备的能耗。
二、高层建筑暖通空调系统的基本类型
1、高层建筑全空气暖通空调系统
全空气系统是大型高层建筑,特别是商、金融和酒店类建筑常用的空调系统类型,这种系统的主要暖通功能通过空压机来进行加温、加湿、降温和除湿等一系列操作,由于基本使用空气的变化作为室内环境调节的主要要素,因此,就要全空气暖通空调系统。
2、高层建筑空气-水暖通空调系统
这种系统在各种类型的高层建筑暖通空调系统中有广泛地分布,空气-水暖通空调系统的主要操作原理是用冷水-空气的交换将空调中热量交换出来,并通过通过的过程将室内的湿气带走,这种系统具有结构简单、制冷迅速等优点,是高层建筑暖通空调设计中应该重点考虑的系统。
3、高层建筑全水暖通空调系统
全水暖通空调系统能够适应大部分高层建筑空气的调节要求,并且具有结构灵活和便于改造的优势,全水高层建筑暖通空调系统通过水中热能的交换实现对室内空气质量的调节。
三、高层建筑暖通空调系统设计分析
1、热源系统的设计
暖通空调的热源系统的选择将对相应系统的节能设计造成影响,在空调系统的实际设计过程中,应选择合理的热源系统,根据具体的工程建筑选择实用且高效的热源系统。热电站的能量利用率是最高的,热泵在其之后。热泵是以自然中的较低温度的低品味热能如大气、地表水、地热能或工厂废气为热源,通过热电站的压缩机提高低品味热能的温度随后传递给高温热源。暖通空调的节能设计应根据工程建设的现实状况,对相应的节能系统进行有效选择,从热源的设计阶段就与实际情形相结合才能真正实现空调系统的节能优化设计。
2、减少热媒介输送过程中的能源消耗的设计
热媒介输送系统的节能设计应在材料的选择热能输送系统等方面的设计上实现。热媒介输送系统应选择新型的保温材料,如用热水预制保温的直埋管等措施,从而减少热能在运输过程中的损失。还应利用算机系统对空调供暖系统进行全面测试,并采用平衡阀以及智能管网,实现对管流量的科学分配和有效管理,通过提高传输效率实现节能。空调系统的节能设计应建立有效的动力传输系统,从而能实现对动力系统的优化设计和施工,为建立效的空调系统的施工和节能奠定良好的基础。动力系统可选择效率较高、负荷特好,具有大温差、低流速以及低摩阻的动力供应管道,运用输送效率较高的载能的动力设备,有效提高输送效率,建立节能的空调系统运行模式。
3、进行能量回收利用设计
空调房间一般设有新风系统,同时,有许多房间设有排风系统,排风的空气参数接近空调房间的室内空气参数,从而造成能量损耗。因此,如果送人的新风可以吸收部分排风中的能耗,这种能量的回收利用称为热回收。热回收的方式很多,如转轮换热器、中间热媒式换热器、板式显热换热器等。不同方式的热回收设备的效率、设备费用以及维护保养要求有所不同。
3.1 排风余热回收充分利用排风的能量,对其进行回收,从而对新风进行预冷或预热,减小新风负荷是暖通空调节能的重要途径。
3.2 制冷机组的冷凝热回收制冷机组冷凝热回收的换热设备可以与不同的系统结合起来使用。这样的系统既可以避免冷凝热排放到大气中造成热污染,又可以节省为提供热水而设的锅炉及其附属设备,避免了由于燃料的燃烧向大气排放的有害物。如果与生活用热水系统相结合,使压缩之后的制冷剂首先进入板式热交换器,生活用热水通过热交换器的另一侧,由于被压缩后的制冷剂温度较高,只要设计合理,它能够提供的热量完全可以将热水加热到洗澡用的温度,可以储存在保温水箱中,满足人们的需要。当制冷机组的冷凝器所产生的热量不能够将热水加热到需要的温度时,亦可在系统中添加水源热泵作为辅助热源以满足用户需要。
四、设计高层建筑暖通空调系统时应该注意的问题
1、空调泵选型
在高层建筑暖通空调设计的过程中,要根据环境和用户需要的冷热变化和负荷扬程的变化进行而高层建筑暖通空调的优化设计,可以通过对高层建筑暖通空调泵的选型,台数控制,变频泵的速度等方面达到及时调节和节能的目的。
2、供暖方面
高层建筑暖通空调设计人员不仅要考虑室内供暖系统的合理性,又要考虑室外管线衔接的合理性,不能顾此失彼,要重点考虑到供暖效率、水力平衡、承压能力、散热设备及化学管材等重要参数,确保高层建筑暖通空调供暖的效果和能力。
3、空调通风方面
在高层建筑暖通空调通风设计中一般存在两种问题致使空调装机容量偏大。一是由于设计时考虑各种各样的安全系数,从而使单位空调面积的制冷机装机容量大比手册中冷负荷概算偏大,远大于实际运行中单位空调面积峰值冷量。二是目前在空调系统设计过程中,部分设计人员采用负荷指标估算方法,使得制冷机装机容量普遍偏大,也明显造成初投资的大量浪费,甚至影响部分负荷下的冷机效率。水泵扬程选择不当也是暖通空调中比较常见的一个问题。水系统扬程选择因设计差异而存在较大差异。事实上,夏季空调冷冻水循环量要比冬季采暖热水循环量大得多,所以冬夏季冷水泵热水泵应分别设置,合用一台是不合适的。
结束语
综上所述,高层建筑暖通空调设计涉及到高层建筑的设计成败,也直接关系到高层建筑暖通空调系统建设的质量。只有在高层建筑暖通空调设计中做好能源选择、性能和功能统筹、重点和要点兼顾,才能够真正提升设计的质量,也才能在节能降耗的标准下更好地发挥高层建筑暖通空调的功能。
参考文献
[1]康智.高层建筑暖通空调设计要点分析[J].科技与企业,2014(08):168.
[2]党卫民.刍议高层民用建筑暖通空调设计[J].中华民居(下旬刊),2014(02):45+48.
[3]施俊茹,崔鹏波.浅析建筑暖通空调设计要点[J].神州,2013(10):57.