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文档简介

1、对民用建筑暖通空调系统对民用建筑暖通空调系统几项重点节能设计措施的探讨几项重点节能设计措施的探讨山东省建筑设计研究院山东省建筑设计研究院 于晓明于晓明2008年1月 主主 要要 内内 容容n1 室内设计计算温度的取值问题室内设计计算温度的取值问题n2 冷热负荷的计算冷热负荷的计算n3 采暖系统的设计采暖系统的设计n4 空调冷冻水系统的设计空调冷冻水系统的设计n5 采暖与空调水系统的补水及定压设计采暖与空调水系统的补水及定压设计n6 空调冷却水系统的设计空调冷却水系统的设计n7 空调风系统的设计空调风系统的设计n8 通风系统的设计通风系统的设计n9 冷热源设备的选型冷热源设备的选型n10 室温调

2、控室温调控n11 冷热量计量冷热量计量n12 水力平衡装置的设置水力平衡装置的设置 1 室内设计计算温度的取值问题室内设计计算温度的取值问题n在冬季供暖工况下,室内计算温度每降低在冬季供暖工况下,室内计算温度每降低1,能耗可减少,能耗可减少5%10%左右;左右;n在夏季供冷工况下,室内计算温度每升高在夏季供冷工况下,室内计算温度每升高1,能耗可减少,能耗可减少8%10%左右。左右。n为了节省能源,应避免冬季采用过高的室内计算温度,夏季采用过为了节省能源,应避免冬季采用过高的室内计算温度,夏季采用过低的室内计算温度。国家标准低的室内计算温度。国家标准公共建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准GB5

3、0189-2005第第3.0.1条及我省的工程建设标准条及我省的工程建设标准公共建筑节公共建筑节能设计标准能设计标准DBJ14-036-2006第第4.1.3条和条和居住建筑节能居住建筑节能设计标准设计标准DBJ14-037-2006第第5.1.3条,都对典型民用建筑条,都对典型民用建筑室内采暖与空调室内设计计算温度的取值标准进行了规定,办公室、室内采暖与空调室内设计计算温度的取值标准进行了规定,办公室、居住等建筑的冬季采暖不宜高于居住等建筑的冬季采暖不宜高于20,公共建筑一般房间的夏季空,公共建筑一般房间的夏季空调不宜低于调不宜低于25。n对于实施分户热计量对流采暖的住宅建筑,室内计算温度应

4、按相应对于实施分户热计量对流采暖的住宅建筑,室内计算温度应按相应的设计标准提高的设计标准提高2;n对于计算全面地面辐射供暖系统,室内计算温度的取值可按相应的对于计算全面地面辐射供暖系统,室内计算温度的取值可按相应的设计标准降低设计标准降低2,或将计算耗热量乘以,或将计算耗热量乘以0.90.95的修正系数的修正系数(寒冷地区乘以(寒冷地区乘以0.9,严寒地区乘以,严寒地区乘以0.95)。)。 2 2 冷热负荷的计算冷热负荷的计算n国家标准国家标准采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范GB 50019-2003中的中的6.2. 1条和条和公共建筑节能设计标公共建筑节能设计标准准GB5

5、0189-2005中的第中的第5.1.1条,已经明确规定条,已经明确规定必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算,并列为强制必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算,并列为强制性条文。性条文。n目前目前,有些设计人员,在施工图设计阶段有些设计人员,在施工图设计阶段,往往不加区别往往不加区别地将设计手册或技术措施中提供给方案设计和初步设计地将设计手册或技术措施中提供给方案设计和初步设计时估算冷热负荷用的单位建筑面积冷、热负荷指标时估算冷热负荷用的单位建筑面积冷、热负荷指标,直接直接用来作为确定施工图设计阶段空调与采暖冷、热负荷的用来作为确定施工图设计阶段空调与采暖冷、热负荷的依据。由于负荷估算偏大,导致

6、了冷热源设备装机容量依据。由于负荷估算偏大,导致了冷热源设备装机容量偏大、水泵配置偏大、末端设备偏大、管道直径偏大的偏大、水泵配置偏大、末端设备偏大、管道直径偏大的“四大四大”现象。其结果是工程的初投资增高,运行费用现象。其结果是工程的初投资增高,运行费用和能耗增大,给国家和投资方造成巨大损失。和能耗增大,给国家和投资方造成巨大损失。 3 3 采暖系统的设计采暖系统的设计n采暖系统设计得合理,采暖系统才能具备节能运行的功能。无论是采暖系统设计得合理,采暖系统才能具备节能运行的功能。无论是 住宅还是公建,合理设计节能采暖系统的主要原则有:一是采暖系住宅还是公建,合理设计节能采暖系统的主要原则有:

7、一是采暖系 统应能保证对各个房间统应能保证对各个房间(楼梯间除外楼梯间除外)的室内温度能进行独立调控;的室内温度能进行独立调控; 二是便于实现分户或分室(区)热量(费)分摊的功能;三是管路二是便于实现分户或分室(区)热量(费)分摊的功能;三是管路 系统简单、管材消耗量少、节省初投资。因此,对所有民用建筑室系统简单、管材消耗量少、节省初投资。因此,对所有民用建筑室 内热水集中采暖系统的设计都要满足上述三个原则的要求。内热水集中采暖系统的设计都要满足上述三个原则的要求。n(1)新建住宅热水集中采暖系统应采用共用立管、分户独立循环)新建住宅热水集中采暖系统应采用共用立管、分户独立循环 的系统,常用的

8、采暖系统形式如下:的系统,常用的采暖系统形式如下:n1) 下供下回(下分式)水平双管系统。下供下回(下分式)水平双管系统。n2) 上供上回(上分式)水平双管系统。上供上回(上分式)水平双管系统。n3) 下供下回(下分式)全带跨越管或装设分配阀(下供下回(下分式)全带跨越管或装设分配阀(H阀)的水平单阀)的水平单管系统。管系统。n4) 放射双管式(章鱼式)系统。放射双管式(章鱼式)系统。n5) 低温热水地面辐射供暖系统。低温热水地面辐射供暖系统。 3 3 采暖系统的设计采暖系统的设计n(2)公共建筑的集中采暖系统管路宜按南、北向分环布置,常用)公共建筑的集中采暖系统管路宜按南、北向分环布置,常用

9、的采暖系统形式如下:的采暖系统形式如下:n1) 上供下回垂直双管系统。一般用于四层及四层以下的建筑。上供下回垂直双管系统。一般用于四层及四层以下的建筑。n2) 下供下回垂直双管系统。一般用于四层及四层以下的建筑。下供下回垂直双管系统。一般用于四层及四层以下的建筑。n3) 上供下回全带跨越管上供下回全带跨越管(或装置或装置H分配阀分配阀)的垂直单管系统。一般用的垂直单管系统。一般用于五层及五层以上建筑。立管所带层数不宜大于十二层。于五层及五层以上建筑。立管所带层数不宜大于十二层。n4) 上供下回垂直单双管系统。一般用于十二层以上的建筑,也可应上供下回垂直单双管系统。一般用于十二层以上的建筑,也可

10、应用于四层以上的建筑。组成单双管系统的每一级双管系统不应超过用于四层以上的建筑。组成单双管系统的每一级双管系统不应超过四层。四层。n5) 水平双管系统。该系统一般用于低层大空间采暖建筑(如汽车库、水平双管系统。该系统一般用于低层大空间采暖建筑(如汽车库、大餐厅等)。各环路负荷应尽可能均衡,各环路管径应不大于大餐厅等)。各环路负荷应尽可能均衡,各环路管径应不大于DN25。n6) 水平单管系统。一般用于低层大空间采暖建筑,当需要单独调节水平单管系统。一般用于低层大空间采暖建筑,当需要单独调节散热器散热量时,应采用全带跨越管散热器散热量时,应采用全带跨越管(或装置或装置H分配阀分配阀)的水平单管的水

11、平单管系统,否则可采用水平串联式系统。系统,否则可采用水平串联式系统。 3 3 采暖系统的设计采暖系统的设计n7) 低温热水地面辐射供暖系统。公共建筑中的高大空间如大堂、候低温热水地面辐射供暖系统。公共建筑中的高大空间如大堂、候车(机)厅、展厅等处,宜采用辐射供暖方式,或采用辐射供暖作车(机)厅、展厅等处,宜采用辐射供暖方式,或采用辐射供暖作为补充。当与散热器系统合用时,应注意其对水温和水压的不同要为补充。当与散热器系统合用时,应注意其对水温和水压的不同要求,必要时应分开设置。求,必要时应分开设置。n8) 高层建筑竖向分区供暖系统。适用于系统静水高度超过高层建筑竖向分区供暖系统。适用于系统静水

12、高度超过50m、或外网供水压力低于系统静水压力、或超过散热器的承压能力的采或外网供水压力低于系统静水压力、或超过散热器的承压能力的采暖系统。低区系统的高度取决于室外热网的压力和散热器的承压能暖系统。低区系统的高度取决于室外热网的压力和散热器的承压能力,可能情况下应尽可能利用外网压力,降低高区负荷。当热媒为力,可能情况下应尽可能利用外网压力,降低高区负荷。当热媒为低温热水时,宜采用板式换热器进行换热。低温热水时,宜采用板式换热器进行换热。n9)高层建筑直连供暖系统。当热网供水压力不能满足系统运行要求、高层建筑直连供暖系统。当热网供水压力不能满足系统运行要求、或者热网静水压力低于系统静水高度,并且

13、热网供水温度较低时,或者热网静水压力低于系统静水高度,并且热网供水温度较低时,宜采用直连供暖技术使建筑采暖系统与外网直接连接。高层直连供宜采用直连供暖技术使建筑采暖系统与外网直接连接。高层直连供暖技术由加压泵组和压力隔断的专利技术构成,第一代的压力隔断暖技术由加压泵组和压力隔断的专利技术构成,第一代的压力隔断产品为断流器和阻旋器,系统为开式运行;第二代的压力隔断产品产品为断流器和阻旋器,系统为开式运行;第二代的压力隔断产品为阻断器,系统闭式运行,安装高度不受限制。为阻断器,系统闭式运行,安装高度不受限制。 3 3 采暖系统的设计采暖系统的设计n(3)在选配供热系统的热水循环泵时,应计算循环水泵

14、)在选配供热系统的热水循环泵时,应计算循环水泵 的耗电输热比(的耗电输热比(EHR),并应标注在施工图的设计说明),并应标注在施工图的设计说明 中。中。EHR值应符合下式要求:值应符合下式要求: EHR = N/Q EHR A(20.4+L)/t 式中:式中:N 水泵在设计工况点的轴功率,水泵在设计工况点的轴功率,kW; Q 建筑供热负荷,建筑供热负荷,kW ; 电机和传动部分的效率,按表电机和传动部分的效率,按表1选取;选取; t 设计供回水温度差,设计供回水温度差,按照设计要求选取;,按照设计要求选取; A 与热负荷有关的计算系数,按表与热负荷有关的计算系数,按表1选取;选取; L 室外主

15、干线(包括供回水管)总长度,室外主干线(包括供回水管)总长度,m; 3 3 采暖系统的设计采暖系统的设计 a 与与L有关的计算系数,按如下选取或计算:有关的计算系数,按如下选取或计算:当当L400m时,时,a = 0.0115;当当400L1000m时,时, a = 0.003833 + 3.067/L;当当L1000m时,时,a = 0.0069。 表表1 电机和传动效率及电机和传动效率及EHR计算系数计算系数 4 4 空调冷冻水系统的设计空调冷冻水系统的设计n国家标准国家标准采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范GB 50019-2003的第的第6.4.11条规定:条规定:“

16、设置设置2台或台或2台台以上冷水机组和循环水泵的空气调节水系统,应能适应以上冷水机组和循环水泵的空气调节水系统,应能适应负荷变化改变系统流量,并宜按照本规范第负荷变化改变系统流量,并宜按照本规范第8.5.6条的条的要求,设置相应的自控设施要求,设置相应的自控设施 ”。目前,常用的空调冷。目前,常用的空调冷冻水系统有以下几种形式:冻水系统有以下几种形式:n(1)一次泵定流量系统。系统较小或各环路负荷特性)一次泵定流量系统。系统较小或各环路负荷特性或压力损失相差不大时,宜采用负荷侧变流量、冷源侧或压力损失相差不大时,宜采用负荷侧变流量、冷源侧定流量的一次泵定流量系统,如图定流量的一次泵定流量系统,

17、如图1所示。采用一次泵所示。采用一次泵定流量泵系统时,应按下列要求设计:定流量泵系统时,应按下列要求设计: 4 4 空调冷冻水系统的设计空调冷冻水系统的设计 1分水器分水器 2集集水器水器 3冷冷水机组水机组 4动动态水力平衡阀态水力平衡阀 5冷冷冻水循环泵冻水循环泵 6止止回阀回阀 7静静态水力平衡阀态水力平衡阀 8压压差控制器差控制器 9电电动调节阀动调节阀 10冷冷冻水备用泵冻水备用泵 11末末端风机盘管端风机盘管 12电电动两通阀动两通阀 13电电动阀动阀 图图1 一次泵定流量系统一次泵定流量系统 4 4 空调冷冻水系统的设计空调冷冻水系统的设计n1) 风机盘管的回水管上应设置浮点式电

18、热阀,也可采用传统等电风机盘管的回水管上应设置浮点式电热阀,也可采用传统等电动两通阀(对房间温度控制要求不高时)或电动两通调节阀(对动两通阀(对房间温度控制要求不高时)或电动两通调节阀(对房间温度控制要求较高时)。前者与比后两者相比,具有控制精房间温度控制要求较高时)。前者与比后两者相比,具有控制精度高、运行稳定性强、无噪声、体积小等优点;新风机组、组合度高、运行稳定性强、无噪声、体积小等优点;新风机组、组合式空调器的回水管上,应设置动态平衡电动调节阀或电动两通调式空调器的回水管上,应设置动态平衡电动调节阀或电动两通调节阀。前者只受房间温度设定控制,不受外网压力波动的影响,节阀。前者只受房间温

19、度设定控制,不受外网压力波动的影响,比后者具有更好的调节特性和更长的使用寿命。比后者具有更好的调节特性和更长的使用寿命。n2) 应在总供回水管之间设旁通管及由压差控制的旁通电动调节阀,应在总供回水管之间设旁通管及由压差控制的旁通电动调节阀,旁通管管径应按旁通管管径应按 1台冷水机组的冷冻水流量确定。台冷水机组的冷冻水流量确定。n3) 冷水机组和冷冻水循环泵之间宜采用一一对应的连接方式。当冷水机组和冷冻水循环泵之间宜采用一一对应的连接方式。当采用方式连接困难时,可采用共用集管连接,但此时应在每台冷采用方式连接困难时,可采用共用集管连接,但此时应在每台冷水机组的入口或出口水管道上设置电动隔断阀,并

20、应与对应的冷水机组的入口或出口水管道上设置电动隔断阀,并应与对应的冷水机组和水泵连锁开关。水机组和水泵连锁开关。n4) 应密切与电器专业配合,做好自动控制设计,使系统能够根据应密切与电器专业配合,做好自动控制设计,使系统能够根据空调负荷的变化,自动控制冷水机组及循环水泵的运行台数。空调负荷的变化,自动控制冷水机组及循环水泵的运行台数。 4 4 空调冷冻水系统的设计空调冷冻水系统的设计n(2)一次泵变流量系统。具有较大空调水泵节能潜力的大型系统,)一次泵变流量系统。具有较大空调水泵节能潜力的大型系统,在确保设备的适应性、控制方案和运行管理的可靠性的前提下,在确保设备的适应性、控制方案和运行管理的

21、可靠性的前提下,可采用冷源侧和负荷侧均变流量的一次泵变流量系统,且一次泵可采用冷源侧和负荷侧均变流量的一次泵变流量系统,且一次泵为变频调速泵,如图为变频调速泵,如图2所示。采用一次变流量泵系统时,应按下列所示。采用一次变流量泵系统时,应按下列要求设计:要求设计: 1分水器分水器 2集水器集水器 3冷水机组冷水机组 4电动隔断电动隔断阀阀 5冷冻水循环泵冷冻水循环泵 6止回阀止回阀 7静态水力平衡阀静态水力平衡阀 8压差控制压差控制器器 9电动调节阀电动调节阀 10末端风机末端风机盘管盘管 11电动两通阀电动两通阀 图图2 一次泵变流量系统一次泵变流量系统 4 4 空调冷冻水系统的设计空调冷冻水

22、系统的设计n1) 末端装置的回水管上应设置末端装置的回水管上应设置“慢开慢开/慢关慢关”型的浮点式电热阀型的浮点式电热阀或电动两通调节阀,且多台末端设备的启停时间宜错开。或电动两通调节阀,且多台末端设备的启停时间宜错开。n2) 应选择蒸发器流量许可变化范围大,最小流量尽可能低的冷水应选择蒸发器流量许可变化范围大,最小流量尽可能低的冷水机组,如离心机机组,如离心机30%130%,螺杆机,螺杆机45%120%,最小流量宜,最小流量宜小于小于50%。n3) 应选择蒸发器许可流量变化率大的冷水机组,每分钟许可变化应选择蒸发器许可流量变化率大的冷水机组,每分钟许可变化率宜大于率宜大于30%。n4) 冷水

23、机组和水泵台数可不对应设置,其启停分别独立控制,水冷水机组和水泵台数可不对应设置,其启停分别独立控制,水泵转速一般由最不利环路的末端压差变化来控制。泵转速一般由最不利环路的末端压差变化来控制。n5) 冷水机组和水泵应采用共用集管的连接方式,并应在每台冷水冷水机组和水泵应采用共用集管的连接方式,并应在每台冷水机组的入口或出口水管道上设置与对应的冷水机组连锁开关电动机组的入口或出口水管道上设置与对应的冷水机组连锁开关电动隔断阀。隔断阀。 n6) 应在总供回水管之间设旁通管及由流量或压差控制的旁通电动应在总供回水管之间设旁通管及由流量或压差控制的旁通电动调节阀,旁通管管径应按单台冷水机组的最小允许冷

24、冻水流量确调节阀,旁通管管径应按单台冷水机组的最小允许冷冻水流量确定。定。n7) 1台冷水机组仍可采用一次泵变流量系统。台冷水机组仍可采用一次泵变流量系统。 4 4 空调冷冻水系统的设计空调冷冻水系统的设计n(3)二次泵变流量系统。系统较大、阻力较高,且各环路负荷特)二次泵变流量系统。系统较大、阻力较高,且各环路负荷特性或阻力特性相差悬殊(差额大于性或阻力特性相差悬殊(差额大于50 kPa,相当于输送距离,相当于输送距离100m或送回管道长度在或送回管道长度在200m左右)时,应采用在冷源侧和负左右)时,应采用在冷源侧和负荷侧分别设置一级泵和二级泵的二次泵变流量系统,且一级泵为荷侧分别设置一级

25、泵和二级泵的二次泵变流量系统,且一级泵为定流量运行,二级泵宜采用变频调速泵,如图定流量运行,二级泵宜采用变频调速泵,如图3所示。采用二次泵所示。采用二次泵变流量系统时,应按下列要求设计:变流量系统时,应按下列要求设计: 1分水器分水器 2集水器集水器 3冷水机组冷水机组 4动态水力平衡阀动态水力平衡阀 5冷冻水一次泵冷冻水一次泵 6止回阀止回阀 7静态水力平衡阀静态水力平衡阀 8压差控制器压差控制器 9冷冻水二次泵冷冻水二次泵 10冷冻水一次备用泵冷冻水一次备用泵 11末端风机盘管末端风机盘管 12电动两通阀电动两通阀 13电动阀电动阀 图图3 二次泵变流量系统二次泵变流量系统 4 4 空调冷

26、冻水系统的设计空调冷冻水系统的设计n1) 末端装置的回水管上应设置水量控制阀,具体设置末端装置的回水管上应设置水量控制阀,具体设置方法应符合方法应符合4(1)中第中第1)条的要求。条的要求。n2) 冷热源侧和负荷侧的供回水共用集管(或分集水器)冷热源侧和负荷侧的供回水共用集管(或分集水器)之间应设旁通管,旁通管管径应按之间应设旁通管,旁通管管径应按 1台冷水机组的冷冻台冷水机组的冷冻水流量确定,旁通管上不应设置因何阀门。水流量确定,旁通管上不应设置因何阀门。n3) 一级泵与冷水机组之间的连接方式及运行台数的控一级泵与冷水机组之间的连接方式及运行台数的控制,应符合制,应符合4(1)中第中第3)、

27、4)条的要求。条的要求。n4) 应根据系统的供回水压差控制二级泵的转速和运行应根据系统的供回水压差控制二级泵的转速和运行台数,控制调节循环水量适应空调负荷的变化。系统压台数,控制调节循环水量适应空调负荷的变化。系统压差测点宜设在最不利环路干管靠近末端处。差测点宜设在最不利环路干管靠近末端处。n(4)两管制及四管制系统。根据建筑物的具体情况,)两管制及四管制系统。根据建筑物的具体情况,在满足舒适性要求的前提下,合理地设计负荷侧空调水在满足舒适性要求的前提下,合理地设计负荷侧空调水系统的制式,既可减少空调系统设备和管道的初投资,系统的制式,既可减少空调系统设备和管道的初投资,又能降低空调水系统的运

28、行能耗。负荷侧空调水系统的又能降低空调水系统的运行能耗。负荷侧空调水系统的制式,应按下列要求设计:制式,应按下列要求设计: 4 4 空调冷冻水系统的设计空调冷冻水系统的设计n1) 不存在同时供冷和供热,只要求按季节进行供冷和不存在同时供冷和供热,只要求按季节进行供冷和供热转换的空调系统,应采用两管制水系统。供热转换的空调系统,应采用两管制水系统。n2) 当建筑物内有些空调区需全年供冷水,有些空调区当建筑物内有些空调区需全年供冷水,有些空调区则冷、热水定期交替供应时,宜采用分区两管制水系统。则冷、热水定期交替供应时,宜采用分区两管制水系统。n3) 对于全年运行中冷、热工况频繁交替转换或需要同对于

29、全年运行中冷、热工况频繁交替转换或需要同时使用的空调系统,宜采用四管制水系统。时使用的空调系统,宜采用四管制水系统。n(5)“一泵到顶一泵到顶”系统。空调冷冻水系统的静水压力系统。空调冷冻水系统的静水压力不大于不大于1.0MPa时,竖向不宜分区,宜采取水泵吸入式时,竖向不宜分区,宜采取水泵吸入式的的“一泵到顶一泵到顶”系统,以减少由于分区而增大土建与设系统,以减少由于分区而增大土建与设备的一次投资和电耗,并方便设备与系统的运行管理。备的一次投资和电耗,并方便设备与系统的运行管理。 4 4 空调冷冻水系统的设计空调冷冻水系统的设计n(6 6)空调冷)空调冷( (热热) )水系统的输送能效比(水系

30、统的输送能效比(ERER)应按下式计算,)应按下式计算, 且不应大于表且不应大于表2 2 中的规定值中的规定值 。 ER= 0.002342 H/(T) ER= 0.002342 H/(T) 式中:式中:HH水泵设计扬程,水泵设计扬程,m m; TT供回水温差,供回水温差,; 水泵在设计工作点的效率,水泵在设计工作点的效率,% %。n 表表2 2 空调冷热水系统的最大输送能效比(空调冷热水系统的最大输送能效比(ERER) 注:两管制热水管道系统中的输送能效比值,不适用于采用直燃式冷热水机组注:两管制热水管道系统中的输送能效比值,不适用于采用直燃式冷热水机组 作为热源的空调热水系统。作为热源的空

31、调热水系统。5 5 采暖与空调水系统的补水及定压设计采暖与空调水系统的补水及定压设计n(1)采暖和空调冷(热)水系统小时泄漏量是确定系统补水量、)采暖和空调冷(热)水系统小时泄漏量是确定系统补水量、补水管管径、补水泵流量、水处理设备和补水箱容量的依据,应补水管管径、补水泵流量、水处理设备和补水箱容量的依据,应根据空调系统的规模和不同系统形式按系统水容量进行计算,而根据空调系统的规模和不同系统形式按系统水容量进行计算,而不应根据系统循环水量进行计算,二者相差很大。如依后者为计不应根据系统循环水量进行计算,二者相差很大。如依后者为计算依据,必然会造成补水量计算偏大,进而带来了补水管、补水算依据,必

32、然会造成补水量计算偏大,进而带来了补水管、补水泵、软水设备、补水箱的选型偏大,结果造成设备的一次投资高泵、软水设备、补水箱的选型偏大,结果造成设备的一次投资高且运行不节能。且运行不节能。n(2)空调冷(热)水系统的水容量可参照表)空调冷(热)水系统的水容量可参照表3估算,室外管线较估算,室外管线较长时取较大值。长时取较大值。 表表3 空调水系统的单位水容量(空调水系统的单位水容量(L/m2建筑面积)建筑面积)5 5 采暖与空调水系统的补水及定压设计采暖与空调水系统的补水及定压设计n(3)采暖与空调冷冻(热)水系统的小时泄漏量,宜)采暖与空调冷冻(热)水系统的小时泄漏量,宜按系统水容量的按系统水

33、容量的1%计算;系统小时补水量取系统水容计算;系统小时补水量取系统水容量的量的2%,即系统小时泄漏量的,即系统小时泄漏量的2倍;补水泵流量宜取倍;补水泵流量宜取系统小时补水量的系统小时补水量的2.55倍,即系统水容量的倍,即系统水容量的510%。n(4)闭式采暖与空调冷冻(热)水系统的补水定压点)闭式采暖与空调冷冻(热)水系统的补水定压点宜设在循环水泵的吸入口处。采暖系统定压点的最低压宜设在循环水泵的吸入口处。采暖系统定压点的最低压力应使系统最高点的压力大于大气压力力应使系统最高点的压力大于大气压力10KPa,空调,空调冷冻(热)定压点的最低压力应使系统最高点的压力大冷冻(热)定压点的最低压力

34、应使系统最高点的压力大于大气压力于大气压力5KPa。补水泵的扬程应保证补水压力比系。补水泵的扬程应保证补水压力比系统补水定压点的压力高统补水定压点的压力高3050 KPa。空调水系统宜采。空调水系统宜采用高位膨胀水箱定压,该方式具有安全、可靠、消耗电用高位膨胀水箱定压,该方式具有安全、可靠、消耗电力相对较少、初投资低等优点。力相对较少、初投资低等优点。 6 6 空调冷却水系统的设计空调冷却水系统的设计n(1)冷却塔应布置在环境清洁、气流通畅、通风良好、)冷却塔应布置在环境清洁、气流通畅、通风良好、远离高温的地方,以确保其冷却效率。远离高温的地方,以确保其冷却效率。n(2)多台冷却塔并联使用时,

35、冷却塔之间应设连通管)多台冷却塔并联使用时,冷却塔之间应设连通管 或共用连通水槽,以避免各台冷却塔补水和溢水不均匀,或共用连通水槽,以避免各台冷却塔补水和溢水不均匀,造成浪费。连通管的管径宜比总回水管的管径放大一号,造成浪费。连通管的管径宜比总回水管的管径放大一号,且与各塔出水管的连接应为管顶平接。冷却塔的自来水且与各塔出水管的连接应为管顶平接。冷却塔的自来水总进水管上应设置水表。总进水管上应设置水表。n(3)冷却塔的总供、回水管之间,宜设旁通管并装电)冷却塔的总供、回水管之间,宜设旁通管并装电动两通调节阀或采三通调节阀调节控制,保证冷却水混动两通调节阀或采三通调节阀调节控制,保证冷却水混合温

36、度满足冷水机组对冷却水低温保护要求;并宜采用合温度满足冷水机组对冷却水低温保护要求;并宜采用出水温度控制风机启停或变频调速控制,达到节电目的。出水温度控制风机启停或变频调速控制,达到节电目的。 7 7 空调风系统的设计空调风系统的设计n(1)空调系统新风量的大小不仅与能耗、初投资和运)空调系统新风量的大小不仅与能耗、初投资和运行费用密切相关,而且关系到人体的健康,因此行费用密切相关,而且关系到人体的健康,因此公共公共建筑节能设计标准建筑节能设计标准GB 50189-2005对其取值进行对其取值进行了规定,设计人员进行工程设计时,不应随意增加或减了规定,设计人员进行工程设计时,不应随意增加或减少

37、。另外,在人员密度相对较大且变化较大的房间,宜少。另外,在人员密度相对较大且变化较大的房间,宜采用新风需求控制,即根据室内采用新风需求控制,即根据室内CO2浓度检测值增加或浓度检测值增加或减少新风量,使减少新风量,使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的限浓度始终维持在卫生标准规定的限值内。值内。n(2)“风机盘管机组加新风风机盘管机组加新风”空调系统的新风口,应空调系统的新风口,应单独设置,或布置在风机盘管机组出风口的旁边,不应单独设置,或布置在风机盘管机组出风口的旁边,不应将新风接至风机盘管机组的回风吸入口处,以免减少新将新风接至风机盘管机组的回风吸入口处,以免减少新风量或削弱风机盘管处理室内

38、回风的能力。风量或削弱风机盘管处理室内回风的能力。 7 7 空调风系统的设计空调风系统的设计n(3)房间面积或空间较大、人员较多或有必要集中进)房间面积或空间较大、人员较多或有必要集中进行温、湿度控制和管理的空调场所(如商场、影剧院、行温、湿度控制和管理的空调场所(如商场、影剧院、营业式餐厅、展览厅、候机营业式餐厅、展览厅、候机/车楼、多功能厅、体育馆、车楼、多功能厅、体育馆、大型会议室等),其空调风系统宜采用全空气空调系统,大型会议室等),其空调风系统宜采用全空气空调系统,不宜采用风机盘管系统。全空气空调系统具有易于改变不宜采用风机盘管系统。全空气空调系统具有易于改变新、回风比例,必要时可实

39、现全新风运行,从而获得较新、回风比例,必要时可实现全新风运行,从而获得较大的节能效益和环境效益,且易于集中处理噪声、过滤大的节能效益和环境效益,且易于集中处理噪声、过滤净化和控制空调区的温、湿度,设备集中,方便维修和净化和控制空调区的温、湿度,设备集中,方便维修和管理等优点。管理等优点。n(4)建筑空间高度大于或等于)建筑空间高度大于或等于10m、且体积大于、且体积大于10000m3时,宜采用分层空调系统。分层空调是一种时,宜采用分层空调系统。分层空调是一种仅对室内下部空间进行空调、而对上部空间不进行空调仅对室内下部空间进行空调、而对上部空间不进行空调的特殊空调方式,与全室性空调方式相比,分层

40、空调的特殊空调方式,与全室性空调方式相比,分层空调 7 7 空调风系统的设计空调风系统的设计 夏季可节省冷量夏季可节省冷量30%左右,因此,能节省运行能耗和初投资。但在冬季左右,因此,能节省运行能耗和初投资。但在冬季供暖工况下运行时并不节能,此点特别提请设计人员注意。供暖工况下运行时并不节能,此点特别提请设计人员注意。n对于民用建筑中的中庭等高大空间,通常来说,人员通常都在底对于民用建筑中的中庭等高大空间,通常来说,人员通常都在底层活动,因此舒适性范围大约为地面以上层活动,因此舒适性范围大约为地面以上23m。采用分层空调。采用分层空调,其目的是将这部分范围的空气参数控制在使用要求之内,其目的是

41、将这部分范围的空气参数控制在使用要求之内,3m 以以上的空间则处于上的空间则处于“不保证不保证”的范畴。这里提到的分层空调只是一的范畴。这里提到的分层空调只是一个概念和原则,实际工程中有多种做法,比较典型的是送风气流个概念和原则,实际工程中有多种做法,比较典型的是送风气流只负担人员活动区,同时在高空设置机械换气只负担人员活动区,同时在高空设置机械换气(排出相对排出相对“过热过热”的空气的空气)等方式,因此这时需要对房间的气流组织进行适当的计算。等方式,因此这时需要对房间的气流组织进行适当的计算。n在冬季采用分层送风时在冬季采用分层送风时,由于由于“热空气上浮热空气上浮”的原理,上部空间的的原理

42、,上部空间的温度也会比较高,如果没有措施温度也会比较高,如果没有措施,甚至会高于人员活动区甚至会高于人员活动区,这时并不这时并不节能节能,这是设计过程中应该注意的问题。要改善这个问题这是设计过程中应该注意的问题。要改善这个问题,通常可以通常可以有两种解决方式,一是设置室内机械循环系统,将房间上部有两种解决方式,一是设置室内机械循环系统,将房间上部“过过热热”的空气通过风道送至房间下部;二是在底层设置地板辐射或的空气通过风道送至房间下部;二是在底层设置地板辐射或地板送风供暖系统。地板送风供暖系统。 7 7 空调风系统的设计空调风系统的设计n(5)同一个空调风系统中,各空调区的冷、热负荷差异和变化

43、大、)同一个空调风系统中,各空调区的冷、热负荷差异和变化大、低负荷运行时间较长,且需要分别控制各空调区温度,以及建筑低负荷运行时间较长,且需要分别控制各空调区温度,以及建筑内区全年需要送冷风的场所,宜采用变风量(内区全年需要送冷风的场所,宜采用变风量(VAV)空调系统。)空调系统。由于由于VAV系统通过调节送入房间的风量来适应负荷的变化,同时系统通过调节送入房间的风量来适应负荷的变化,同时在确定系统总风量时还可以考虑一定的同时使用系数,所以能够在确定系统总风量时还可以考虑一定的同时使用系数,所以能够节约风机运行能耗和减少风机装机容量。有关文献介绍,节约风机运行能耗和减少风机装机容量。有关文献介

44、绍,VAV 系系统与定风量统与定风量(CAV)系统相比大约可节能系统相比大约可节能30%70%,对不同的建,对不同的建筑物同时使用系数可取筑物同时使用系数可取0.8左右。左右。n(6)对于建筑顶层、或者吊顶上部有较大发热量、或者吊顶空间)对于建筑顶层、或者吊顶上部有较大发热量、或者吊顶空间较高时,不宜直接从吊顶内回风。较高时,不宜直接从吊顶内回风。n(7)空调风系统的作用半径不宜过大,风机的单位风量耗功率)空调风系统的作用半径不宜过大,风机的单位风量耗功率(Ws)应按下式计算,并不应大于表)应按下式计算,并不应大于表4中的规定。为了确保单位中的规定。为了确保单位风量耗功率设计值得确定,设计人员

45、在图纸设备表中注明空调机风量耗功率设计值得确定,设计人员在图纸设备表中注明空调机组的风机全压与要求的最低总效率是非常必要的。组的风机全压与要求的最低总效率是非常必要的。 7 7 空调风系统的设计空调风系统的设计nWsP/(3600t) 式中:式中:Ws单位风量耗功耗,单位风量耗功耗,W/(m3h); P风机全压值,风机全压值,Pa; t包含风机、电机及传动效率在内的总效率,包含风机、电机及传动效率在内的总效率,%。 表表4 风机的单位风量耗功率值风机的单位风量耗功率值 W/(m3h) 注:注:1 普通机械通风系统中不包括厨房等需要特定过滤装置的房间的通风系统;普通机械通风系统中不包括厨房等需要

46、特定过滤装置的房间的通风系统; 2 严寒地区增设预热盘管时,单位风量耗功率可增加严寒地区增设预热盘管时,单位风量耗功率可增加0.035W/(m3h); 3 当空调机组内采用湿膜加湿方法时,单位风量耗功率可增加当空调机组内采用湿膜加湿方法时,单位风量耗功率可增加0.053W/(m3h)。 8 8 通风系统的设计通风系统的设计n(1)集中空调系统的排风热回收,应符合以下规定:)集中空调系统的排风热回收,应符合以下规定:n1)风机盘管加新风系统,全楼设计最小新风量大于或)风机盘管加新风系统,全楼设计最小新风量大于或等于等于20000m3/h时,应设集中排风系统,并至少有时,应设集中排风系统,并至少有

47、总新风量的总新风量的40%设置热回收装置;设置热回收装置;n2)送风量大于或等于)送风量大于或等于3000m3/h的直流式空气调节的直流式空气调节系统,且新风与排风的温度差大于或等于系统,且新风与排风的温度差大于或等于8,应至少,应至少总风量的总风量的70%设置热回收装置;设置热回收装置;n3)设计新风量大于或等于)设计新风量大于或等于4000m3/h的空气调节系的空气调节系统,且新风与排风的温度差大于或等于统,且新风与排风的温度差大于或等于8,宜设置热,宜设置热回收装置;回收装置;n4)宜设置跨越热回收装置的旁通风管,以便于当空调)宜设置跨越热回收装置的旁通风管,以便于当空调系统在制冷模式下

48、运行,且室外气温低于室内温度时系统在制冷模式下运行,且室外气温低于室内温度时(如夏夜),新风换气机检测到这种情况,就会自动切(如夏夜),新风换气机检测到这种情况,就会自动切换到旁通热回收设备的运行模式,吸入室外的冷空气来换到旁通热回收设备的运行模式,吸入室外的冷空气来减少空调器的制冷负荷,达到最大节能的目的。减少空调器的制冷负荷,达到最大节能的目的。 8 8 通风系统的设计通风系统的设计n(2)有人员长期停留且不设置集中新风、排风系统的空调房间或)有人员长期停留且不设置集中新风、排风系统的空调房间或空调建筑空调建筑(如一些设置分体式或多联机空调系统的房间或建筑如一些设置分体式或多联机空调系统的

49、房间或建筑),宜,宜在各空调区(房间)分别安装带热回收功能的双向换气装置(新在各空调区(房间)分别安装带热回收功能的双向换气装置(新风换气机)。风换气机)。n(3)排风热回收装置的选用,应按以下原则确定:)排风热回收装置的选用,应按以下原则确定:n1)排风热回收装置(全热和显热)的额定热回收效率不应低于)排风热回收装置(全热和显热)的额定热回收效率不应低于60%;n2)冬季也需要除湿的空调系统,应采用显热回收装置;)冬季也需要除湿的空调系统,应采用显热回收装置;n3)根据卫生要求新风与排风不应直接接触的系统,应采用显热回)根据卫生要求新风与排风不应直接接触的系统,应采用显热回收装置;收装置;n

50、4)其余热回收系统,宜采用全热回收装置;)其余热回收系统,宜采用全热回收装置;n(3)汽车库有条件时应尽量采用自然通风方式,否则,应设置机)汽车库有条件时应尽量采用自然通风方式,否则,应设置机械排风、自然进风系统或机械送排风系统。汽车库的通风系统,械排风、自然进风系统或机械送排风系统。汽车库的通风系统,宜根据使用情况对通风机设置定时启停(台数)控制或根据车库宜根据使用情况对通风机设置定时启停(台数)控制或根据车库内的内的CO浓度进行自动运行控制。浓度进行自动运行控制。 9 9 冷热源设备的选型冷热源设备的选型n(1)空调与采暖系统的冷、热源宜采用集中设置的冷)空调与采暖系统的冷、热源宜采用集中

51、设置的冷(热)水机组或供热、换热设备。机组和设备的选择应(热)水机组或供热、换热设备。机组和设备的选择应根据建筑规模、使用特征,结合当地能源结构及其价格根据建筑规模、使用特征,结合当地能源结构及其价格政策、环保规定按下列原则通过综合论证确定:政策、环保规定按下列原则通过综合论证确定:n1) 具有城市、区域供热或工厂余热时,宜作为采暖或具有城市、区域供热或工厂余热时,宜作为采暖或空调的热源。采用蒸汽为热源时,采暖和空调系统用汽空调的热源。采用蒸汽为热源时,采暖和空调系统用汽设备产生的凝结水,经技术经济比较合理时应回收。凝设备产生的凝结水,经技术经济比较合理时应回收。凝结水回收系统应采用闭式系统。

52、结水回收系统应采用闭式系统。n2) 具有热电厂的地区,宜推广利用电厂余热(蒸汽和具有热电厂的地区,宜推广利用电厂余热(蒸汽和热水)的供热、供冷技术,如选择溴化锂吸收式冷水机热水)的供热、供冷技术,如选择溴化锂吸收式冷水机组作空调冷源;组作空调冷源;n3) 具有充足的天然气供应的地区,宜推广应用分布式具有充足的天然气供应的地区,宜推广应用分布式热电冷联供和燃气空调技术,实现电力和天然气的削峰热电冷联供和燃气空调技术,实现电力和天然气的削峰填谷,提高能源的综合利用率;填谷,提高能源的综合利用率; 9 9 冷热源设备的选型冷热源设备的选型n4) 凡执行峰谷电价,且峰谷电价差较大的地区(最小峰谷电价比

53、凡执行峰谷电价,且峰谷电价差较大的地区(最小峰谷电价比不低于不低于3:1),同时空调负荷不均匀,并在用电高峰期使用为主的),同时空调负荷不均匀,并在用电高峰期使用为主的建筑工程,经技术经济比较合理时,均可采用蓄冷(热)系统,建筑工程,经技术经济比较合理时,均可采用蓄冷(热)系统,以便减少装机容量、提高运行效率、降低制冷能耗。以便减少装机容量、提高运行效率、降低制冷能耗。n5) 具有多种能源(热、电、燃气等)的地区,宜采用复合式能源具有多种能源(热、电、燃气等)的地区,宜采用复合式能源供冷供热;供冷供热;n6) 具有天然水资源或地热源可供利用时,宜采用地(水)源热泵具有天然水资源或地热源可供利用

54、时,宜采用地(水)源热泵供冷供热。对全年进行空调,且各房间和区域负荷特性相差较大,供冷供热。对全年进行空调,且各房间和区域负荷特性相差较大,长时间同时分别供热和供冷的建筑物,经技术经济比较合理后,长时间同时分别供热和供冷的建筑物,经技术经济比较合理后,可采用水环热泵空调系统,但冬季不需供热或供热量很小的地区可采用水环热泵空调系统,但冬季不需供热或供热量很小的地区不宜采用。不宜采用。n(2)除了无集中热源且符合下列情况之一者外,不得采用电热锅)除了无集中热源且符合下列情况之一者外,不得采用电热锅炉、电热水器等作为直接采暖和空调的热源:炉、电热水器等作为直接采暖和空调的热源: n1) 电力充足、供

55、电政策支持和电价优惠地区的建筑;电力充足、供电政策支持和电价优惠地区的建筑; n2) 以供冷为主,采暖负荷较小且无法利用热泵提供热源的建筑;以供冷为主,采暖负荷较小且无法利用热泵提供热源的建筑; 9 9 冷热源设备的选型冷热源设备的选型n3) 无燃气源,用煤、油等燃料受到环保或消防严格限制的建筑;无燃气源,用煤、油等燃料受到环保或消防严格限制的建筑; n4) 夜间可利用低谷电进行蓄热夜间可利用低谷电进行蓄热, 且蓄热式电锅炉不应在日间用电且蓄热式电锅炉不应在日间用电高峰和平段时间启用的建筑;高峰和平段时间启用的建筑; n5) 利用可再生能源发电地区的建筑。利用可再生能源发电地区的建筑。n(3)

56、锅炉的额定热效率、电机驱动压缩机的蒸气压缩循环冷水)锅炉的额定热效率、电机驱动压缩机的蒸气压缩循环冷水(热泵)机组的性能系数(热泵)机组的性能系数(COP)和综合部分负荷性能系数)和综合部分负荷性能系数(IPLV)及单元式空气调节机、风管送风式和屋顶式空气调节机)及单元式空气调节机、风管送风式和屋顶式空气调节机组的能效比(组的能效比(EER)、蒸汽和热水型溴化锂吸收式机组及直燃型)、蒸汽和热水型溴化锂吸收式机组及直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组的性能参数,是反映上述设备节能溴化锂吸收式冷(温)水机组的性能参数,是反映上述设备节能效果的一个重要参数,其数值越大,节能效果就越好,反之,亦效果的一个

57、重要参数,其数值越大,节能效果就越好,反之,亦然。因此,在进行工程设计的冷热源设备选型时,一定要选择锅然。因此,在进行工程设计的冷热源设备选型时,一定要选择锅炉额定效率、冷水机组性能系数及空调机组能效比高的产品,并炉额定效率、冷水机组性能系数及空调机组能效比高的产品,并应符合国家应符合国家公共建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准GB 50189-2005有关有关条文对这些技术性能参数的取值规定。条文对这些技术性能参数的取值规定。 10 10 室温调控室温调控n(1)散热器热水集中采暖系统,室温的调控是通过散热器恒温控)散热器热水集中采暖系统,室温的调控是通过散热器恒温控制阀制阀(简称恒温阀简称

58、恒温阀)来实现的。大量恒温阀应用实践表明,使用恒温来实现的。大量恒温阀应用实践表明,使用恒温阀平均可节省能源阀平均可节省能源15%30%。 为满足室温单独调控和节能的要求,热水集中采暖系统的为满足室温单独调控和节能的要求,热水集中采暖系统的每组(或每个房间)散热器的进水支管上应设置自力式恒温阀。每组(或每个房间)散热器的进水支管上应设置自力式恒温阀。垂直或水平双管系统的每组散热器供水支管上,应设置高阻力的垂直或水平双管系统的每组散热器供水支管上,应设置高阻力的自力式两通恒温阀;全带跨越管的垂直或水平单管系统每组散热自力式两通恒温阀;全带跨越管的垂直或水平单管系统每组散热器供水支管上均应设置自力

59、式恒温阀,一种方式为采用低阻力三器供水支管上均应设置自力式恒温阀,一种方式为采用低阻力三通恒温阀,跨越管与散热器支管以及立管同径,另一种方式是在通恒温阀,跨越管与散热器支管以及立管同径,另一种方式是在散热器供水支管上设置低阻力两通阀,两通阀前设跨越管,跨越散热器供水支管上设置低阻力两通阀,两通阀前设跨越管,跨越管口径较相应立管口径小管口径较相应立管口径小1号,两种方式不宜在一个采暖系统内同号,两种方式不宜在一个采暖系统内同时存在;垂直单双管系统的每组散热器供水支管上,应设置高阻时存在;垂直单双管系统的每组散热器供水支管上,应设置高阻力的自力式两通恒温阀。力的自力式两通恒温阀。 10 10 室温

60、调控室温调控n(2)低温热水地面辐射供暖系统,室温的调控是通过)低温热水地面辐射供暖系统,室温的调控是通过设置在每一分支环路的远传型自力式恒温阀或有线电动设置在每一分支环路的远传型自力式恒温阀或有线电动式恒温控制阀以及无线电子式恒温控制阀(也可在各房式恒温控制阀以及无线电子式恒温控制阀(也可在各房间加热管上设置自力式恒温阀)来实现的。各种室内恒间加热管上设置自力式恒温阀)来实现的。各种室内恒温控制阀的温控器应设置在能正确反映房间温度的位置,温控制阀的温控器应设置在能正确反映房间温度的位置,且应安装在避开阳光直射和有发热设备且距地面且应安装在避开阳光直射和有发热设备且距地面1.4m处的内墙面上。

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