W90-暖通空调节能方面存在的主要问题5.24

1、 专科毕业设计（论文） 论文题目： 暖通空调节能方面存在的主要问题 二级学院： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 职 称： 2016年5月 南京 原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名： 日期：2016 年 4 月 30日 论文使用授权本人完全了解江苏海事职业技术学院有关保留、使用论文的规定，学院有权保留并向国家有关部门或机

2、构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏海事职业技术学院可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 摘 要 目前，因国家对建筑工程提出了节能这一需求，建筑企业便将暖通空调广泛的应用在了建筑设计当中。这样一来，不仅可以让建筑工程满足国家的需求，还能够为广大市民提供一个较为舒适的居住环境。然而，建筑企业在对暖通空调进行设计的过程当中，却出现了许许多多的问题，这就从很大程度上降低了暖通空调的节能效率。因此，为了有效的解决这些问题，建筑企业就不

3、得不对暖通空调进行更为深入的分析和探究，并以此来挖掘出更能够有效解决这些问题的措施。关键词 ：暖通空调 节能 新技术I Abstract Currently, due to national energy-saving building projects presented this demand, construction companies put HVAC widely used in architectural design. As a result, not only allow construction works to meet the country's needs,

4、but also for the general public to provide a more comfortable living environment. However, companies in the process of building HVAC design of them, but there are lots of problems, which to a large extent reduces the energy efficiency of HVAC. Therefore, in order to effectively address these issues,

5、 construction companies will have to HVAC more in-depth analysis and inquiry, and in order to dig out more effective measures to solve these problems. Keywords ：HVAC, Energy Saving, new technology II 目 录1引言12暖通空调概述1 2.1暖通空调的目的1 2.2暖通空调能耗的主要特点1 2.3暖通空调的影响因素2 2.3.1规划、设计对暖通空调的影响2 2.3.2围护结构对暖通空调的影响23暖通空

6、调节能设计存在的问题2 3.1机组的选型存在的问题2 3.2工程设计中存在的问题3 3.2.1供暖入口设置过多3 3.2.2供暖系统设计不合理3 3.2.3排风系统设计不合理3 3.2.4平衡阀的设置与口径选择存在的问题3 3.3设计图纸方面存在的问题4 3.4设计经费问题4 3.5设计人员素质问题4 3.6设计缺乏节能评价5 3.7设计过程缺乏针对性5 3.8设计经济性比较问题54暖通空设计问题解决措施5 4.1精心设计6 4.2设计应用可再生能源或低品位能源的空调系统6 4.3推广使用变频技术8 4.4推广使用热回收技术8结论8致谢9参考文献10III1引言近国内的节约能源法中指出，节能是

7、指加强用能的管理，采取技术可行、经济合理以及环境和社会可以承担的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效，合理地利用能源。同时节能还包括再生能源和新能源的开发利用。近年来，随着我国国民经济的发展、人民生活水平的提高，空调技术已在许多公用、住宅等建筑中广泛应用，在给人们的生产生活带来方便的同时也使建筑物的总能耗逐年增长，令日益严峻的人居环境和能源问题雪上加霜。据统计，建筑能耗在我国能源总消费中所占的比例已经达到276，而建筑能耗又尤其以建筑空调能耗较大，在我国一般宾馆、写字楼空调能耗约占建筑总能耗的3040，大中型商场空调能耗则高达501。有的空调系统能耗占建筑总能耗的60或更

8、多。因此，暖通空调系统的节能是非常必要的。随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，暖通空调系统得以广泛应用。用于暖通空调系统的能耗也将进一步增大，现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中电能占了绝对比例，对这些能源的大量使用，使得地球资源日益匮乏，同时也带来严重的环境问题，如在我国的一些地区酸雨、飘尘问题成日益严重之势，这造成能源供求矛盾的进一步激化。根据暖通空调行业的研究成果如果采取相应的节能技术，使现有空调系统节能20502，完全可能。因此在暖通空调系统中考虑节能，意义十分重大。暖通空调概述2.1暖通空调的目的暖通空调的目的是为人们提供舒适、健康而又高效的室内热环

9、境，主要包括：室内空气温度、空气湿度、气流速度以及人体与周围环境(包括四壁、地面、顶棚等)之间的辐射换热(简称环境热辐射)等。在一般的舒适性空调中，以能够使人体保持热平衡而满足人们的舒适感觉为目的；在恒温、恒湿或有洁净要求的工艺性空调中，一切以满足生产工艺为目标。2.2暖通空调系统能耗的主要特点暖通空调系统能耗的几个特点表现在：第一，系统的设计、选型、运行管理不合理，降低能量使用效率；第二，维持室内空气环境所需的冷热能量品位较低且有季节性。这就使在具备条件的情况下有可能利用天然能源来满足要求，如太阳能、地热能、废热、浅层土壤蓄热等；第三，暖通空调系统涉及到的冷热量的处理通常以交换形式处理。这就

10、可以采用冷热量回收的措施来减少系统的能耗，有效利用能量等等。2.3暖通空调的影响因素2.3.1规划、设计对暖通空调的影响建筑节能规划设计就是分析构成气候的决定因素：辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利、不利影响，通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造，形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。规划设计是建筑节能设计的重要方面，规划节能设计应从建筑物选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑物体型、间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等多方面进行研究。建筑节能设计应以优化建筑的微气候环境，有利于节能，充分重视和利用太阳能冬季主导风向、地形和地貌，利用自然因素

11、为原则3。2.3.2规划、设计对暖通空调的影响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很大的。以北京地区某4个单元6层的砖墙、混凝土楼板的多层建筑为例：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234。由此可见，建筑物的热损失中由于围护结构引起的热损失占有很大的比重，改善围护结构的热工性能对于暖通空调节能具有重要意义。3暖通空调节能设计存在

12、的问题3.1机组的选型存在的问题由于风冷热泵式冷热水机组具有冬季运行节能、系统简单、不需机房和冷却水等优点，在国内得到了广泛应用。但是，近年来一些设计人员不考虑当地气候条件，不考虑建筑物自身与周围环境以及电价等因素，一味地选择风冷热泵式机组作空调主机，已有了滥用之嫌。风冷热泵冷热水机组也有它固有的缺陷，如价格高、寿命短、受大气污染和腐蚀冷热量衰减快、受室外温湿度影响、制冷制热量变化较大以及噪声对环境的影响等等。因此对它的应用、选型和设置方式应进行统筹考虑。3.2在工程设计中存在的问题3.2.1供暖入口设置过多设置供暖入口时，既要考虑室内供暖系统的合理性，又要考虑与室外管线衔接的合理性，不能只图

13、室内系统设计方便、省事，而不顾及室外管网系统。室外线衔接点过多，几个方向均有，不仅给外线施工造成麻烦，也给将来室内系统调节带来不便。3.2.2供暖系统设计不合理有的供暖系统由1条主立(干)管引进，分几个环路，分环上不设阀门，给系统运行调节、维修管理造成不便。有的供暖管道布置不合理，与建筑专业不易协调，或供暖立管直接立在窗子上，既影响使用，又不雅观；或者供暖水平管道敷设在通道的地面上，既影响行走，又不便物品放置。有的供、回水干管高点漏设排气装置，一旦集气，难以排除，影响系统使用。有的供暖系统为双侧连接，两侧热负荷及散热器数量相差悬殊，而两侧散热器供、回水支管却取用相同管径，两侧水力不平衡，难以按

14、设计流量进行分配。3.2.3排风系统设计不合理采暖通风与空气调节设计规范对高层建筑防烟楼梯间前室加压送风量作出了规定，并分情况给出了具体风量值5。该条附注中说明开启门时通过门的风速不宜小于0.7m/s；条文说明中规定了门的开启数量，20层以下为2，20层以上为3。标准还规定，防烟楼梯间前室的加压送风口应每层设一个。根据这些规定，可以推算出各层前室送风口的风量应为L/2(20层以下)或L/3(20层以上，L为前室总加压送风量)。然而，有的工程防烟楼梯间前室送风口的风量却标注为L/n(n为建筑物层数)，显然小了许多。厕所采用风机盘管时未加新风。厕所内既要满足温度要求，又要排除臭味，保证卫生要求。3

15、.2.4平衡阀的设置与口径选择存在问题空调冷冻水系统宜设置平衡阀，一般应设在回水管上。而有的工程新风机组冷冻水供、回水管上均设置了口径与管径相同的平衡阀。3.3设计图纸方面存在的问题（1）计说明内容不完整。设计深度规定对暖通空调设计说明应包括的内容作了明确规定。设计说明应有室内外设计参数；热源、冷源情况；热媒、冷媒参数；供暖热负荷及耗热量指标，系统总阻力；散热器型号；空调冷、热负荷；系统形式和控制方法；消声、隔振、防火、防腐、保温；风管、管道材料选择、安装要求；系统试压要求等。然而，有些工程的设计说明内容很不完整。（2）平面图深度不够，有些应该绘制的内容遗漏。设计深度规定对暖通空调平面图要表示

16、的内容作了详尽的规定，然而相当多的工程设计未完全按规定绘制。（3）系统图深度不够。设计深度规定对暖通空调系统图绘制有明确要求，如供暖系统图或立管图、空调冷冻水系统图和风系统图，有些工程设计未按规定执行。（4）锅炉房设计过于简化。规定对锅炉房施工图设计作了详尽的要求。然而有的锅炉房设计无任何剖面图和系统图，许多应该交代的内容未交代，距设计深度要求相差甚远。（5）计算书内容不全甚至全部空白。（6）暖通空调设备未编号列表表示，不符合制图标准规定，图画繁杂不清。3.4设计经费问题除了设计方案问题，还有另一个原因是设计的费用不合理。在实际的设计中，暖通空调设计需要的优化和资源的使用是与实际的现状相差很远

17、的，那么时间上不够，人员使用的不足的情况下设计的暖通空调的方案自然是不会很好的，也会有很大的危险性在里面。暖通空调的设计费用同国外相比更是少之又少。一些国外建筑设计费通常要占到建筑设计总费用的7%10%，而我国仅仅占到3%6，这与设计人员付出的劳动量不成正比。领导层面的不重视，收入水平又与正常劳动量不成正比，在这样的情况下设计者无法充分发挥主观能动性去完善和创新暖通空调的设计。造成建筑运行能耗相当惊人，大大超过了国家标准，甚至有的公共建筑的暖通空调能耗占建筑总能耗的607。3.5设计人员素质问题目前建筑设计、施工、监理行业中暖通空调专业人员水平参差不齐，很大一部分人员非本专业院校毕业或非对口专

18、业，甚至一部分人员根本未经过任何培训，对本专业理论知识似懂非懂，常凭经验行事，采用惯用方案或甲方指定方案进行设计、施工管理，由此在设计或施工中遇到的一些涉及方案性调整问题不能进行及时正确的处理和解决，给系统的运行、管理留下隐患，最终导致系统出现无法挽回的后果8。暖通空调方案设计的优化选择是一个直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优劣的重要问题。暖通空调设计方案的比较和优选是一个涉及面广、影响因素多的复杂技术工作。一个优秀的暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，使其综合效益最高。综合考虑的因素越多，通常其方案设计的水平越高，同时其设计工作量和难度就越大。只有这样才

19、能对各种设计方案进行科学的比较和优选，避免因片面性和主观性带来的失误和经济损失。3.6设计缺乏节能评价近年来，随着对节能和环保要求的不断提高，建筑内部有关节能的新的技术方案不断涌现，众多的设计方案，由于各自考虑问题的角度不同，各方面的评价结果也往往不相同，甚至大相径庭，即每种技术方案往往都有各自的优缺点。由于行业内部缺乏一个科学的、统一的、客观的设计方案评价方法，因此往往造成设计人员往往无所适从，如何在众多的设计方案中找到最合适的节能方案，成为困扰暖通空调设计人员的重要难题9；另一方面，不正确、不科学的评价方法往往会起到误导的作用，造成严重的经济损失3.7设计过程缺乏针对性暖通空调是建筑工程当

20、中的重要组成部分之一。因此，它最终节能功效的高低，也取决于建筑工程的所有施工人员。因为，施工人员对整个建筑工程的了解度是非常高的，所以他们可以依据工程的实际情况，将工程对暖通空调的需求告诉研发人员，并与研发人员进行全面的探讨，然后以此来制定出一个适合该工程的完整暖通空调研制方案。然而，大多数研发人员都处在一个“闭关锁国”的情况之下，他们一味的对暖通空调进行研发、设计，从而完全忽略了建筑工程对暖通空调的实际需求，从而让研发出来的暖通空调根本就不适用于当前的建筑工程，继而浪费掉了研发团队大量的人力、物力以及财力等资源。暖通空调方案设计是整个暖通空调系统生命周期中最为关键的一环，是后续工作顺利进行的

21、重要保障10。然而，在现阶段的暖通空调工程设计中，在能源上、环境上存在了诸多的问题。因此，如何因地制宜地合理选择能源资源，如何充分有效地用能，如何提高建筑用能系统的效率，如何合理设计创造舒适的室内环境而同时尽可能减少对室外环境的负面影响，是每一个暖通空调工程师的任务。由此可见，对暖通空调设计方案进行科学的预测评估，建立我国暖通空调设计方案的评估体系，一方面对已有方案进行评价决策，另一方面规范指导设计过程，有着十分重大的现实意义。3.6设计经济性比较问题经济性比较是目前暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时，首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源

22、价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较，这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性11。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较，显然是不合理的；如果不考虑舒适性的区别，对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较，显然不可能做出正确的选择；如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较，对集中式空调方案显然是不公平的。在设计方案经济性比较时应综合考虑投资、运行费用以及设备的使用寿命，以相同的使用周期为基准，进行综合经济性的计算比较，而不能简单地根据设备报价进行比较。对于同时有供暖和空调要求的项目，应考虑冬季和夏季设备综合利用问题，进行冬夏季综合经济性比较。对于可以兼供生活热水的工程，

23、应综合考虑生活热水供应的投资和能耗。4暖通空调设计问题解决措施随着科学技术的不断进步，使暖通空调领域新的技术不断出现，我们可以实现多种方法实现暖通空调系统的节能。4.1精心设计精心设计暖通空调系统，使其在高效经济的状况下运行。暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统。系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如暖通空调系统往往都是按最大负荷设计的，而实际运行基本上是在部分负荷下运行，如果系统各部分的设计不能满足部分负荷运行的要求，那系统的能耗是很大的。设计部门和设计人员在设计过程中要精心设计，采用最佳的设计方案，确保系统在高效、经济的状况下运行。又如进风系统的设计，系统应该能随着室外

24、气象参数的变化改变进风量，以最大限度的缩短主机的开启时间，可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。对于暖通空调系统而言，通过围护结构造成的热损失在整个空调系统能耗中占有很大比重12，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消耗的能耗所占空调负荷的大小。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。因此，提高维护结构的保温隔热性能，减少建筑的冷热损失在空调系统节能中是十分必要的。4.2设计应用可再生能源或低品位能源的空调系统随着空调系统的广泛应用，空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升，同时对生态环境的破坏也在日趋加剧。

25、在暖通空调系统的节能设计中，应根据工程建筑的实际情况，合理选择热源系统。一般情况下，我国市场常见的热源种类主要为：热泵、热电站、区域锅炉房、小型锅炉等。其中热泵系统主要应用自然中蕴含的大量可再生、低品位能源作为热源，如地表水、太阳能、大气地热等，通过压缩机的运行，将低品位热能转变为高品质热能，其主要为商用单元式热泵空调机组。如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的，是美国环保局认证的目前市面上效率最高的空调系统之一，比其他供热系统的加热效率高50%至70%，比传统空调的制冷效率高30%至50%，它利源地下恒温层土壤热显著提高空调系统

26、的COP值，使得同等制热(或制冷)量下的系统能耗大幅度下降，可以实现至少30%以上的节能目标，地源热泵空调系统如图所示另外。图1地源热泵空调系统利用太阳能供热或制冷技术也是研究开发的重点，中国的太阳能产业规模已居世界首位，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家，也是重要的太阳能光伏电池生产国，太阳能产品在乡镇已经得到广泛的应用，但在大城市并没有得到很大的推广。国家能源局发布的可再生能源发展“十二五”规划明确表示，在大中城市推广普及太阳能热水器与建筑物的结合应用，建设太阳能集中供热水工程和太阳能暖通空调工程。太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁能源，在快速发展利用太阳能的同时，太阳能热利用行业也

27、面临着不少无法回避的问题。目前我国房地产住宅工程市场上鲜有预先进行太阳能产品与建筑结合的设计者，参考借鉴经验比较少。尽管如此，太阳能暖通空调系统仍然是暖通空调领域研究的重点。图2太阳能暖通空调4.3推广使用变频技术通过变频技术，即可以弥补空调系统的工艺问题，也可减少能源消耗，降低运行成本。变频技术主要是通过实现空调设备的输出功率随着负荷的变化情况而有所调节，发挥节能减排效果。结合空调的实际负荷情况，适当改变风流量和水流量，实现节能目标。一方面，变风量系统，利用空调系统的末端装置实现室内负荷的补偿机制，优化调整送风量，以保持合适的室内温度；与定风量系统相比较，定风量系统可节能约50%13；另一方

28、面，变水量系统，主要通过控制数量来调节温度，比定流量系统更加省电。随着我国工业变频器的推广与使用，通过优化调节风量、水量及主机等，可实现与空调负荷的匹配运行，发挥良好的节能效益。4.4完善暖通空调设计的评价体系糟糕的暖通空调设计评价体系在筛选设计方案的过程中起到负面作用，往往扼杀合理科学的设计方案。这不仅是企业自身的损失，也会在一定程度上打击员工的积极性，使其失去创新的活力和激情。完善暖通空调设计评价体系不妨从可行性、经济性、节能性、可靠性、可控性、可维护性、安全性、舒适性、美观性、环境影响等十大评价指标进行综合评价14。通过这种方式确定的设计方案可以最大程度保证其科学性和可执行性。结论随着国

29、内建筑和交通的高速发展，节能的重点已从工业逐渐转向建筑和交通。由于暖通空调系统的节能占建筑节能的主要部分，因此暖通空调系统的节能不仅关系到人们的冷暖、健康、安全、工作效果和产品质量，还关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染。总之是关系国计民生和国家可持续发展的重要行业。因此我们有必要对暖通空调系统在节能方面存在的问题给予重视，使暖通空调系统具有并发挥经济性、节能性、安全性、舒适性和美观性的作用，使其对国民经济的发展和人民生活的提高带来正面效应。由于日益增大的人口、资源和环境压力，使我们只能走自己的可持续发展之路，而不能照搬欧美的一些经验。可持续发展、绿色建筑、生态建筑等已经成为建筑行业十分流行

30、的词汇。建筑设计正在从单纯重视建筑美观性、视觉冲击力向综合考虑经济性、安全性、美观性、人居环境质量、能源和资源消耗、环境影响转变，这有利于提高暖通空调专业的地位，但同时对暖通空调设计也提出了越来越高的要求。这将促使暖通空调设计经历一系列的转变：从重视施工图绘制向重视方案设计转变；从单纯考虑满足设计参数要求向综合考虑设计要求、经济性、节能性、安全性、健康舒适性、环境影响等多参数设计转变；节能等性能参数控制从事后检查处罚向前期设计方案综合性能评估控制转变；从只重视一次投资和运行能耗向全寿命周期评价转变；从冬夏季两点典型工况设计方法向全年全工况模拟设计方法转变；从单专业设计向多专业融合设计转变；节能

31、设计从只重视技术节能向技术节能、行为节能和管理节能综合节能方向转变；相应地，对设计质量和水平的考核重点从图纸出错率向设计综合性能指标评价转变；设计人员评价指标也从出图量向设计水平和质量转变。概括来说就是向综合性能化设计的方向转变15。这些转变将经历一个漫长而艰苦的过程，它需要设计、科研、院校、行政管理、设备厂家等有关方面共同努力，加强合作，踏踏实实做工作，而不是浮在面上进行概念炒作。设计水平的提高首先必须是设计思想水平的提高，应从大学专业教育开始灌输新的设计思想。应从管理和技术两方面入手来解决暖通空调设计方案的问题。在技术方面，目前暖通空调设计经济的发展使人们对于各个方面的要求都在不断的提高其中暖通空调设计的要求也是有所