工业建筑暖通空调的设计与节能

工业建筑 暖通空调的设计与节能

常庆国

信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司天津分公司 天津 300000

摘要：目前，从工业建筑行业的研究中发现，工业建筑的舒适性和实用性都在设计和施工中，都是工程建设最为重视的内容，同时还需要在这样的基础之上切实的提升工业建筑的能源使用效率，降低能源消耗，这将会是未来工业建筑项目持续发展的重要方向。另外，工业建筑能耗当中的暖通空调系统能源消耗极为明显，所以注重暖通空调系统的节能，对于工业建筑整体节能的影响最为直接，从这一层面也就能够发现，暖通空调节能设计的意义是很突出的。

关键词：工业建筑；暖通空调；设计；节能

引言

随着城市化进程的加快，工业建筑业也得到了快速发展。在建设工业建设项目的过程中，会从不同程度上影响周边的环境，导致损耗一定的资源。现如今，我国坚持走可持续发展道路，对节能环保理念的重视度和推广力度不断加大，这促使工业建筑暖通空调系统逐渐朝着节能方向发展。基于此，本文对暖通空调系统节能问题进行研究，对坚持节能原则，提升节能技术水平，进一步提升暖通空调系统的节能效果，具有积极意义。

1工业建筑暖通空调系统节能设计的应用价值

建筑企业对工业建筑暖通空调的分析，可以理清思路和认知，有助于从整体上更全面地把握工业建筑暖通空调的必要性和重要性，为后续节能控制策略的制定和执行奠定坚实的基础。暖通空调同时具备了采暖、通风、空气调节等多种功能。为确保不同功能的同时实现，暖通空调采取了卡诺循环，对室内热量交互方式进行灵活调整，通过热量的定向交互，使得整个暖通空调系统可以更好地适应不同场景下的使用需求。近年来，随着暖通空调技术的不断成熟，集中式、半集中式、局部式等不同的空调布局模式逐渐成形。通过布局方式的不同，暖通空调对于区域内温度、湿度的调节能力及换气能力得到显著提升，更好地满足了现阶段的使用需求。与传统的空调技术相比，暖通空调的能量消耗相对较低，凭借自身的技术优势，逐步摆脱了常规能源的限制，将太阳能等作为能量来源，实现了能源消耗的有效控制。

2工业建筑暖通空调的设计与节能措施

2.1合理化设计暖通系统节能设计的合理措施

暖通空调系统始终都作为工业建筑设备安装环境极为复杂系统工程，自身的性能参数设计，可以说是控制能耗的关键措施。从目前科学技术的飞速发展情况来看，设计人员需要高度的重视，在暖通空调系统当中应用节能材料，这样能够降低系统的功率，实现节能的基本目的。除此之外，暖通空调系统在安装的过程当中，需要切实重视暖通空调系统设计以及创新，尤其需要冷却水系统、风系统、冷热源系统等，能够在节能设计过程当中发挥出应有的作用，要确保暖通空调系统管理运用，能够在相对较低的能耗状态下得以运行，进而有效化的控制能耗，减少暖通空调系统的能源浪费问题。

2.3选择合适的冷热源

在工业建筑暖通空调节能优化中，设计人员必须选择合适的冷热源。为了显著降低系统实际运行中的能量消耗，在保护生态环境的同时，实现能源与资源的节约，必须注重提高空调设计的节能性能。对热泵、工业余热、蓄热式电热水锅炉、燃气锅炉等形式进行全面考虑。其中，热泵供暖作为“煤改电”供暖的最优方式，其能源涉及了土壤源、水源、空气源等，主要包括以下两个系统。（1）空气源热泵系统。借助热泵技术来收集周围空气环境中的热量，然后将这些热量转送至供暖系统中，从而实现供暖。该系统具有效率高、安装简便、投入成本低等优势，尤其是在一些严寒地区，已将空气源热泵当作清洁供热的首要选择。（2）地源热泵空调系统。该系统将地球所储藏的太阳能资源转换成冷热源。在严寒的冬季时，系统可将土壤中的热量转送至工业建筑室内；在炎热的夏季时，系统可将地下的冷量转送至工业建筑室内，从而实现舒适的生产环境。该系统具有污染性小、清洁度高的优势，还能够实现能源的可再生利用。据相关研究显示，若将地源热泵作为冷热源应用到工业建筑暖通空调中，能够有效减少污染物的排放量，还能够降低暖通系统的运行成本，延长系统的使用年限。然而，并非所有地区都适合应用热泵供暖，而是需要结合当地的能源条件、气候条件及工业建筑类型等，经技术、经济比较后综合确定，这样才能够实现工业建筑暖通空调的节能。

2.3蓄冷技术的改进

随着社会的发展和不断进步，自动化和智能化技术在暖通空调系统中的应用越来越多。在中国，人口众多，水电资源需求量也较大，加上国民生活水平的不断提升，对能源的需求量持续增长。利用冰蓄冷技术、自动控制系统、阶梯电费管理模式等，可以将制冷工作更加合理地安排。在夜间电力负荷较低时可以进行冷量制备，在白天电力负荷高峰期时将夜间储存的冷量供给给中央空调制冷系统，将制冷所用电负荷减少，有效完成电网峰谷差异的控制，将电网负荷率提高，实现电能节约的效果。利用这种“移峰填谷”的制冰方式可以高效利用水和冰，将电能消耗降低，同时节省电费。

2.4铺设地暖，提升能源利用率

传统的暖通空调系统大多使用高品位的不可再生能源，造成资源短缺和环境污染，因此，将低品位的可再生能源应用到暖通空调系统中去探索和实践显得尤为重要，进而促进了暖通空调系统能源使用的多元化。地暖设备由此应运而生，地暖在学术上被称为地源热泵空调系统，具有温度可均匀分布、温度阶梯差级小的优势，并且地暖相对于其他供暖设备更加安全可靠，运行比较稳定，使用寿命长。它通过地下恒温层土壤或地下水等热源的特性提升空调系统的COP值(制热能效比)，这可以使暖通空调系统的能耗呈现大幅度下降，从而提升了资源的利用率。

2.5变频技术实施

变频技术可以提高暖通空调运行中实际负荷与空调需求的契合度，即暖通空调在一定时间内的能耗不再是固定的，而是随着空气和温度状况的变化而调整，这就是所谓的变频。其技术应用实质是，通过对空调系统的合理优化来有效降低能源消耗，达到节能减排效果。在常规情况下，暖通空调运行的功率是被设计好的，即其运行是有预定的额定功率的。这就把环境的变化排除在考虑范围了，将可能造成不必要的能源消耗和浪费。例如，在实际的空气调节中，空调系统负荷持续较低，其依然按照额定大功率运行，就势必会浪费一定量的能源。而此时，变频技术就有了用武之地。变频技术的应用能够实现合理的空调设备输出功率调控，从而使空调功率能够根据需求的变化而变化，从而有效节约能源。当暖通空调系统加入了变频技术，系统就能够灵活根据负荷的实际情况来合理地调节风流量和水流量，突出自动化调控的优势。其中，风流量的调节是依托于空调中的末端装置运行来实现的，主要是对室内负荷进行补偿。基于科学设计，在相关调节过程中，暖通空调的送风量较为适量，与室内温度相协调，使得整体环境达到舒适状态。水流量的调节是依靠把控水流量来调节温度的，其原理与风流量调节相似。这两种调节方式都是对以往的定量系统运行的突破，能够显著节约能源，也能够在一定程度上减少暖通空调的运行成本。

结束语

工业建筑采暖通风空调对提高环保能力和节能效果大有裨益，是现阶段工业建筑污染排放的控制、营造舒适生产环境的有效手段。本文从多个角度出发，针对工业建筑暖通空调的设计与节能措施进行了探讨，以保证暖通空调的高效运转，实现工业建筑行业的转型。

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