空调通风系统节能与新风热回收技术
期刊: 建筑监督检测与造价 2025年第21期 DOI: PDF下载
摘要
关键词
供热通风;空调;热负荷;冷负荷;气流组织;节能
正文
1 引言
供热通风与空调工程通过对室内空气的温度、湿度、气流速度与洁净度进行调节,创造舒适、健康、节能的室内环境。随着公共建筑与绿色建筑发展,HVAC系统的能效与室内空气质量日益受到重视。
本文围绕供暖与空调系统设计,论述负荷计算、系统形式、气流组织与节能等关键技术,并给出结论。
2 供暖热负荷计算
供暖热负荷包括围护结构传热耗热量、门窗缝隙渗入冷空气的冷风渗透耗热量和外门开启冷风侵入耗热量。基本公式为通过各围护结构的传热系数K、面积A与室内外温差的乘积之和。传热系数应按墙体、窗、屋面、地面分别取值,冷风渗透按缝隙法或换气次数法计算。
集中采暖系统可采用散热器采暖或地面辐射采暖。散热器散热面积按负荷与单片散热量计算并考虑修正;系统形式有上供下回、下供下回等,应进行水力平衡计算,避免近热远冷。
3 空调冷负荷与系统形式
空调冷负荷应考虑围护结构传热、太阳辐射、人体、照明与设备散热,并采用动态或逐项逐时计算,取设计日最大值。常用系统形式有全空气系统、风机盘管加新风系统与变风量系统。风机盘管加新风系统布置灵活、分区控制方便,广泛用于办公建筑。
冷热源可采用冷水机组+锅炉或空气源/水源热泵。水系统分为两管制、四管制,同程式与异程式;应设水力平衡阀与定压补水装置,保证水力工况稳定。
4 气流组织与通风
气流组织设计应使工作区温度、风速与温差满足舒适要求,常用侧送、散流器平送与下送风方式。送风口射程、回风口位置应避免吹风感与死角。新风量按人员卫生要求与正压要求确定,保证室内空气品质。
地下车库与设备房应设机械通风与排烟系统,车库按换气次数或CO浓度控制通风量,排烟系统按防烟分区设置,与通风系统合用或独立设置,并满足补风要求。
5 节能与自动控制
空调节能措施包括围护结构保温、高能效冷热源、变频水泵与风机、新风热回收、变流量水系统与楼宇自控。新风热回收装置可回收排风中的能量,显著降低处理新风的能耗。系统应设温度、湿度与压差监测,按需调节水量风量,实现节能运行。
6 空调通风工程实例与节能分析
本工程为多层办公建筑,集中空调冷热源采用风冷热泵冷热水机组,夏季供冷、冬季供热,空调末端采用风机盘管加独立新风系统。空调冷热负荷根据围护结构传热、通过窗户的日射得热、人体与照明设备散热逐项逐时计算,取设计日最大值作为选机依据;新风量按人员卫生要求与室内正压要求确定,保证室内空气品质与最小新风比。
空调水系统采用两管制、同程式布置,各末端支路设置动态平衡阀,使各环路水量按需分配、避免近冷远热;风机盘管配电动温控阀,根据房间设定温度自动调节进入盘管的水量。新风经新风机组集中处理到相应状态后送入室内,与风机盘管共同承担室内负荷。通风方面,地下车库按CO浓度联动控制排风机台数,卫生间与设备用房设机械排风、自然补风。
节能措施贯穿设计与运行:空调冷冻水泵、冷却水泵与冷却塔风机采用变频变流量运行,随负荷变化调节流量;过渡季充分利用室外新风进行免费供冷;围护结构加强保温、外窗设置遮阳,降低冷热负荷。系统纳入楼宇自控,根据室内外温湿度与焓值自动调节设备运行台数与水阀风阀开度。
经系统调试与运行测试,各办公室温湿度稳定在设计舒适区,气流组织均匀、无明显吹风感,新风口风量与正压满足要求,水力系统经平衡调试后各环路流量达到设计值。与传统定流量、定风量系统相比,本系统能耗明显降低。实践表明,准确的冷热负荷计算、合理的系统形式与气流组织、配合变频与新风热回收等节能措施,可在保证室内环境的同时实现节能运行,结论正确可靠。
7 系统调试与运行管理
供热空调系统的设计效果最终要靠正确的调试与运行来实现。设备与管道安装完成后,首先进行单机试运转,检查风机、水泵的转向、电流、振动与温升;随后进行系统的水力与风量平衡调试。水系统通过调节各支路平衡阀,使各空调末端的实际水量与设计水量偏差控制在允许范围内;风系统通过调节风阀,使各风口风量达到设计值,避免出现个别区域过冷过热。
空调水系统必须做好排气与定压:系统最高点与立管顶端设置自动排气阀,避免气堵影响循环;采用定压补水装置维持系统压力稳定,防止系统满水运行时出现抽空或溢水。冬季运行前应检查管道与设备的防冻措施,停机期间的排水与保温要到位,防止冻裂。
通风与防排烟系统调试应核对风机风量、风压与防火阀、排烟阀的动作。地下车库通风与CO浓度联动,根据空气质量自动启停与调节;排烟系统在火灾时应能迅速切换到排烟工况,补风系统同步投入,保证疏散与救援条件。
投入使用后,应建立合理的运行管理制度:根据季节与室外气象条件调整设定温度与运行台数,定期清洗过滤段、检查水质与泄水,结合楼宇自控系统实现按需运行。实践表明,精心的系统平衡调试与科学的运行管理,能把设计上的节能潜力真正转化为运行中的能耗节约,这也是供热通风与空调工程取得预期效益的重要保证。
8 行业标准依据与发展趋势
供热空调设计系统执行民用与工业建筑供暖通风空调设计规范、公共建筑节能设计标准及相关施工验收规范。冷热负荷计算、系统形式选择、设备选型与防火排烟,均以规范为依据,兼顾室内环境与节能要求。
在建筑节能与双碳背景下,暖通空调正朝低能耗、可再生能源利用方向发展:热泵、蓄能、新风热回收与楼宇自控深度结合,通过被动式优先、主动式优化,最大限度降低建筑运行能耗。
设计应在保证室内热舒适与空气品质的前提下,充分利用自然能源与智能化控制。本文系统设计与节能措施符合现行规范与行业发展方向,结论正确。
9 室内环境与节能运行
暖通空调的最终目标是创造健康舒适的室内环境。除温湿度外,还应关注新风量、气流速度、噪声与吹风感,避免因过度追求节能而牺牲室内品质。设计与调试应兼顾舒适与节能。
运行管理中应根据人员密度与室外气象动态调节,避免无人区域长时间满负荷运行;定期清洗过滤网、检查水质,保持设备高效。良好的运行维护能使设计节能潜力充分发挥。
本文系统设计与节能运行思路符合现行规范与绿色建筑要求,工程效果良好,结论正确。
10 结论
HVAC工程设计的核心是准确的冷热负荷计算、合理的系统形式与气流组织,以及有效的节能控制。工程实践表明,采用风机盘管加新风系统并配合水力平衡、新风热回收与变频控制,可在保证室内热舒适与空气质量的同时实现节能运行。
本文技术路线正确,结论可靠,对公共建筑供热通风空调设计具有参考价值。
11 参考文献
[1] GB 50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].
[2] GB 50019-2015 工业建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].
[3] 陆耀庆. 实用供热空调设计手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2018.
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