系统节能设计

系统节能设计（精选十篇）

系统节能设计 篇1

1.1设计并制作具有弱信号放大能力的工频逆变器, 其中功率放大器, 在放大通道的正弦信号输入电压幅度为5~500mv, 额定输出功率Por≥60W;带宽BW≥50Hz;在Por下和BW内的非线性失真系数≤3%;在Por下的效率≥55%。

1.2工频逆变器的放大器时间响应, 外供正弦信号源由单片机以数字方式控制实现, 频率50Hz, 输出电压精度 (V) 220±1.5%, 输出频率精度 (Hz) 50±0.1%, 波形失真率 (THD) ≤3% (线性负载) 。

2. 系统组成

系统主要由单片机控制部分、波形产生系统、前置放大部分、功率放大电路4部分组成。

控制核心采用单片机, 显示功能, 保护功能, 正玄波信号, 波形失真、输出频率精度等反馈信号由单片机完成, 系统由单片机建立正弦波数据, 由DAC0832实现数字输出信号的数模转换。放大器部分由分立元件组成功率放大系统。

3. 系统设计

3.1硬件电路设计

DAC0832内部有两个寄存器, 输入寄存器由ILE、CS、WR1控制, DAC寄存器由WR2、Xref控制, 用软件指令控制这五个控制端实现三种工作方式, 本方案采用单缓冲方式控制启动。单片机P0口用于数据输出, 向DAC0832提供正弦信号数据, 经过DAC0832转换后输出全仿真正弦信号, LM324用于前置放大级, 放大后得到5~300mV。

3.2软件设计

3.3功率放大设计

在实际电路中, 往往要求放大电路的末级输出一定的功率以驱动负载, 从能量控制和转换的角度来看功率放大电路与其他放大电路在本质上没有根本的区别, 只是功放既不是单纯追求输出高电压, 也不是单纯准球输出大电流, 而是追求在电源电压确定的情况下, 输出尽可能大的功率。功率放大电路的主要任务是, 在允许的失真限度内, 尽可能高效率地向负载提供足够大的功率, 电路的基本要求是:

(1) 输出功率要大, 输出功率Po=Uo×Io, 要获得较大的输出功率, 不仅要输出电压高, 输出电流还要大, 所以, 晶体管工作在大信号极限运行状态, 应用时要考虑管子的极限参数, 注意管子的安全。

(2) 效率要高, 放大信号的过程就是晶体管按照输入信号的变化规律, 将直流电源的能量转换为交流能量的过程, 其转换效率为负载上获得的信号功率和电源供给的功率之比值。

功率级电路 (如图3) 主要有NE5534和功率末级的两对复合管 (组成达林顿管) 构成, NE5534的1脚与8脚接调零电阻, 5脚8脚之间接补偿电容, 达林顿管主要完成电流放大任务, 对管选择主要考虑了参数对称性, 电流增益β1在100左右, 输出管的电流增益β2在40左右, 这两个管子的2个关键参数为特征频率fT和集电级允许耗散功率PCM。

4. 系统测试与结果分析

系统调试时, 分成4部分进行, 首先单片机控制系统的调试, 其次信号产生电路调试, 然后前置发大电路调试, 最后功率放大电路调试, 分调完成后进行整体联调。

(1) 单片机控制系统的输出电路调试主要集中在频率的调整, 回馈频率、波形电路对输出正弦波的调整, 由于系统对回馈信号的响应偏差只有经过相当长时间 (大约5秒以上) 才能保证输出达到预期效果, 保证各种参数符合题目要求。

(2) 前置级放大电路由于采用LM324的一个运算放大器, 上电执行即可以稳定运行, 并实现预期达到的效果5~3 0 0 m V。

(3) 功率放大电路调试, 在Por下的效率, 断开正电源, 串入万用表, 测得电压为38.62V电流为904m A, 则电源输出功率为:PIN=38.62×0.904×2=69.8W, 效率为:η=42.5/69.8=60.9%。

(4) 测试结果

输出电压精度 (V) 220±1.5%, 输出频率精度 (Hz) 50±0.1%, 波形失真率 (T H D) ≤3% (线性负载) , 达到了预期效果。

5. 结论

详细介绍了简单实用、失真小、效率高的逆变电路设计方案, 设计思路新颖, 在小功率 (Po≤100W) 太阳能节能逆变系统中能较好地达到实际要求, 符合理论要求。

摘要：目前光伏电源、风能电源组合的风光互补系统已经广泛的应用于工农业生产, 特别是应用于城市照明系统, 小型独立风光互补系统十分普遍, 上述系统符合我国国情, 造价低, 节约效果显著。但是, 大部分逆变控制器采用的方波输出交流电源, 对用户用电器的损坏比较严重, 当数字技术发展后, 采用了PWM波输出以Mosfet场效应管控制占空比的方式完成仿真方式的正弦波输出, 由于场效应管的续流现象使得逆变器效率下降, 元件损坏时常发生。本方案采用全数字技术实现正弦波输出, 控制精度完全能保证现在通用控制指标。实际应用效果良好。

关键词：逆变,正弦波

参考文献

[1]NE5532 Datasheet[J/OL]2002

暖通节能设计要点之通风系统的设计 篇2

（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)，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（新风换气机）。

（3）排风热回收装置的选用，应按以下原则确定：

1）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%；

2）冬季也需要除湿的空调系统，应采用显热回收装置；

3）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；

4）其余热回收系统，宜采用全热回收装置；

空调水系统节能设计探讨 篇3

【关键词】中央空调；水系统；冷水机组；冷冻水泵；冷却水泵；冷却塔；节能

一、引言

在能源不足困扰着世界的今天，节能已经成为我国的基本国策。节能要我们每位公民首先具有节能意识，而且节能首先要从我做起。作为一个中央空调设计者，我们要做的就是在中央空调设计中践行国家的节能政策，设计出更加舒适、实用且更加节能的系统。

在中央空调系统能耗中最大的是冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵以及冷却塔等设备，大概占到了空调的总体耗能的百分七十至八十。由此可见，空调水系统的节能设计是整个中央空调系统节能设计的重中之重。本文就从空调水系统的四大能耗部件开始进行空调水系统的节能分析，望同行探讨。

二、空调水系统中各部件能耗分析

笔者所设计的X高层办公楼为例，该办公楼水系统的主要设备数量及功率如下表

由上表可知，整个水系统的输入功率为1870.5KW，其中，冷水机组输入功率为1406KW，占整个水系统输入功率75.17%；冷冻水泵输入功率为210KW，占整个水系统输入功率11.23%；冷却水泵输入功率为202KW，占整个水系统输入功率10.80%；冷却水塔输入功率为52.5KW，占整个水系统输入功率2.81%。知道了整个水系统中各个部件的能耗比我们才能更有针对性的去做节能设计。下面笔者就从此展开来谈谈中央空调水系统的节能设计。

三、冷水机组的节能设计

从上面的例子不难看出在整个水系统中冷水机组的能耗占比最大，达到75.17%。要想降低整个水系统的能耗，首先就要从降低冷水机组的能耗入手。如何降低冷水机组的能耗呢，随着科技的发展，冷水机组制造厂家已经能生产出制冷性能非常优异的冷水机组。冷水机组本身的节能问题我们在这里不做深入讨论，在这里主要谈谈如何选择冷水机组，以使其能更好的跟整个空调系统相匹配，进而使冷水机组在满负荷运行及部分负荷运行时均能发挥出优异的制冷性能。下面就从冷水机组台数的选择方面讨论一下，不同台数组合情况下的耗能情况。

这里以X工程为例，该工程冷负荷为1200KW。选冷水机组时有如下三种组合方式：（当然还有更多的组合方式，笔者只以这三种典型的方式为例）

方案一：选一台制冷量为1200KW的主机；

方案二：选两台制冷量为600KW的主机；

方案三：选两台制冷量为500KW加一台制冷量为200KW的主机；下面三

张图是对应以上这三种方案冷水机组输入功率随着冷负荷变化而变化的示意图。图中阴影部分为后两种方案相对于第一种方案的节能效果。从图中我们可以很容易的看出这三种组合方式在耗能方面的表现。进而确定第三种方案是比较节能的，因此建议在设计中应该尽量选用。

正如笔者之前所强调的，在实际设计中有很多种方案，不同的方案有不同的特点，同时也有不同的节能效果。在实际工程中，我们要经过计算比较来选择合适的机组及其组合方式，而不能拘于形式。力求使冷水机组的功率输入与负荷成线性关系，笔者认为这样更有利于节能。

四、冷冻水泵及冷却水泵的节能设计

水泵的能耗占整个水系统能耗的20.03%，其能耗比例也相当的客观。要减少水泵的能耗，根据水泵能耗计算公式，笔者认为除了水泵本身要采用节能产品外还应该从以下两个方面入手，第一，减少水系统的输送水量，即减少水泵的流量；如何减少水泵的输送水量呢？可以采用提高冷冻水供回水溫差的方法来减少水系统的水量。传统的中央空调冷冻水系统供回水温度分别为7℃和12℃，供回水温差为5℃。实际工程中可以考虑把供回水温差提高到10℃，即供回水温度分别为7℃和17℃，这种系统也就是所谓的大温差供冷系统。该系统在实际工程中已经屡有应用，实际使用情况良好，节能效果十分明显，值得推广。

第二，减少整个水系统的阻力，即减少水泵的扬程。首先，在设计过程中，水泵选型计算时应适当放大管径，笔者建议在选择管道水流速度时按规范规定的较小值选择，这样会使整个系统的管道阻力大为减小。其次选择阀件时，要选择局部阻力小的阀件比如说尽量选用闸阀，而不选用截止阀；选择止回阀时不选用阻力较高的升降式止回阀等。再次，选择控制阀时有些设计师过分强调阀权度，使系统中控制阀全开时的阻力等于甚至大于所控制末端的阻力，这无形中增加了是泵的扬程，因此建议控制阀全开的阻力为所控制的末端阻力的50%左右。的这样可以使整个水系统阻力减小，从而使选择的水泵扬程减小。笔者认为这种做法也有一定的节能效果。

冷却水泵的选择，首先，要选择适当的位置布置冷却塔，放置位置不能太高以减少冷却水泵的扬程；其次，避免选择塔体扬程太高的冷却塔。这样均能有效的减少冷却水泵的扬程，对冷却水泵的节能运行很有益处。

五、冷却水塔的节能设计

冷却塔是制冷系统中冷却水与空气热进行热交换的地方，其任务是通过热交换降低冷却水温度，而这一热交换过程非常复杂，影响因素众多。在冷却塔中的水与空气交换热量，主要是水蒸发吸热，进而降低冷却水的水温。因此空气的湿球温度是影响冷却塔冷却效能的一个重要因素。

实际上，影响冷却效果的因素多种多样，有研究表明，冷却塔水量、风量都会影响冷却塔出水温度，两者对冷却塔出水温度的影响存在一定的不同。其中水量的影响较大。但风量却与冷却塔本身的能耗息息相关，要合理控制冷却水塔的风机风量，以利于节能。必要时可以关闭冷却塔风机。

五、结语

综上，从当前情况分析，中央空调水系统的耗能情况非常严重，因此空调设计人员一定要在设计之初就对整个系统的节能加以重视。也只有在源头上开始考虑节能、实施相关节能措施，才能在以后的运行中实现节能。以上的观点纯属一家之言，希望广大同行批评指正。

参考文献：

[1] 张谋雄.冷水机组变流量的性能[J].暖通空调.2011，30（6）：56～58.

[2] 赵荣义.简明空调设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社.2013

[3] 江亿.用变速泵和变速风机代替调节用风阀和水阀[J].暖通空调.2012，27（2）：66～71.

[4] 王玉峰 邵宗义.空调冷水机组的性能及经济性分析

低温乙烯储运系统节能设计 篇4

1 绝热设计

1.1 低温乙烯储罐

低温乙烯储罐是低温乙烯储运系统的主体设备,在约-102 ℃储存低温液态乙烯,因储存温度与环境温度存在很大的温差,低温乙烯储罐的保冷设计是减少冷损,降低能耗,安全运行的关键。目前低温乙烯储罐常用的多为双层壁平底罐,内罐由耐低温镍钢或不锈钢制成,外罐由低合金钢制成,储罐采用桩柱架空通风式基础,内罐罐底用泡沫玻璃等绝热并支承,罐壁夹层采用珠光砂和弹性玻璃棉毡绝热,吊顶用玻璃纤维或矿棉绝热,最大程度地减少冷损,降低系统能耗。保冷厚度的计算以储罐的日蒸发量不大于0.08%[1]为设计基础,2万m3低温乙烯储罐的保冷结构及厚度如图1所示。

1.2 低温乙烯储运系统的绝热

1.2.1 保冷材料的选择

低温乙烯储运系统的其他设备及管路的绝热也相当重要,为尽可能减少冷损,系统采用高效绝热材料和合适的保冷厚度,常用的绝热材料有:硬质聚氨脂泡沫塑料(PUR),泡沫玻璃,PIR(三聚酯)等,主要性能如表1所示。

因此,PIR和PUR的绝热性能都比较好,容重低,有较好的防潮性和阻燃性,可用于低温乙烯管道设备的保冷,泡沫玻璃具有抗压强度大,不易变形,不吸水等特点,且具有不燃性,安全性高,也多用于低温储罐罐底保冷和管道的保冷[4]。由于聚氨脂使用温度在-65 ℃以上,但价格要低于PIR和泡沫玻璃,现低温乙烯管道多使用双层异材保冷结构,内层采用PIR(或泡沫玻璃),利用其耐低温性能,外层采用聚氨脂,利用其导热系数低和成本低的特点,可节约投资。

1.2.2 保冷计算

保冷层的厚度直接影响管道设备的保冷效果乃至装置的平稳运行,需针对不同的目的和条件选择合适的保冷计算方法。

(1)表面温度法

为限定表面温度,采用表面温度法。计算要求保冷层的外表面温度高于当地露点温度,从而防止保冷层外表面出现凝露而引起的保冷层外表面对空气的放热系数增大。保冷层外表面温度需超过当地露点温度至少1～3 ℃[5]。

(2)最大允许冷损法

为限定表面能量损失,采用最大允许冷损法。通常长距离输送低温物料管道时,为防止因长距离输送导致外界热量传入管道内,使介质升温而气化,需根据管道的可能长度和最大允许冷损量来计算保冷厚度,并用表面温度法进行核算,使外保护层的温度高于露点。

(3)经济厚度计算法

为减少冷损并获得最经济的效果,采用经济厚度计算法。

通过表面温度法, 计算出介质操作温度为-104 ℃,管道公称直径小于250 mm的低温乙烯管道的保冷厚度如表2。

2 低温乙烯储运流程的优化

2.1 低温乙烯储运流程

来自低温乙烯船的低温液态乙烯经输油臂及外管压送进入乙烯低温储罐,乙烯储罐中的低温乙烯经乙烯输送泵加压,输送到乙烯汽化器加热气化加热后经管道送至下游用户装置。

储存期间,为了控制低温乙烯贮罐的压力和温度,需要将由于热量传入产生的乙烯蒸发气(BOG)压缩液化。气相乙烯通过乙烯压缩机压缩后进入压缩机后乙烯冷却器,再进入乙烯冷凝器由来自冷冻机的丙烯冷凝。冷凝后的乙烯凝液经节流闪蒸分离,而液相乙烯经过节流冷凝后再返回低温乙烯贮罐。详见图2。

2.2 冷量回收-乙烯换热器

当乙烯需要输送至下游用户时,需要热源(蒸汽)加热使之汽化,而乙烯储罐产生的BOG需要来自制冷剂机组的制冷剂丙烯冷凝液化,因此为了充分利用乙烯系统的能量,可以进一步优化流程:经乙烯压缩机压缩后的乙烯BOG气,与来自低温乙烯贮罐向外输送的的液相乙烯在新增的乙烯换热器中换热液化后,进入乙烯凝液罐收集后返回低温乙烯储罐,降低了能耗。详见图3。

设计举例:2万m3低温乙烯储罐,压缩机出口BOG量为3.7 t/h,1.8 MPa,低温乙烯输出泵出口乙烯流量为17 t/h,3.3 MPa,气相乙烯量为-104 ℃,通过Aspen Exchanger Design &Rating设计计算结果如表3。

形式:BXU 直径、长度380/3000 mm; 卧式;1台。

流程优化前后能耗对比见表4。

2.3 空温式乙烯汽化器

同样当乙烯需要输送至下游用户时,需要热源(蒸汽)加热使之汽化,乙烯汽化器的热源为蒸汽,而大量蒸汽的耗用是低温乙烯系统的主要能耗之一,采用空温式乙烯汽化器加热气化低温乙烯,取代用蒸汽加热气化低温乙烯,可以达到节约能耗的目的。

经乙烯输送泵加压的液相低温乙烯,流量为17 t/h,压力3.3 MPa,温度-104 ℃,输送到空温式乙烯汽化器,空温式乙烯汽化器设计分为汽化段和加热段,共A/B/C三组, 6台为1组;汽化段出口温度为-9.3 ℃,设计了循环切换使用的A/B两组汽化器,切换频率为6～8 h,C组为加热段,不间断工作。在冬天可能因气温较低影响换热效果,需要在汽化器后设置一台加热器备用。空温式乙烯汽化器布置设计时有一定的通风要求,占地比较大,而且一次性投资较高,上述空温式汽化器投资估算约680万元,但如果直接采用乙烯汽化器,需用蒸汽约4 t/h,以200元/t计算,以每年8000 h操作时间计,全年的蒸汽费用就要630万元,由此可见空温式汽化器节约能耗的优势所在。

3 结 论

(1) 低温乙烯储运装置的节能设计关键在于低温乙烯储罐、设备及管道的保冷设计,选择高效的保冷材料,选择正确的保冷计算方法,采用适当的保冷结构,才能最大程度地减少冷损,降低系统能耗。

(2)乙烯冷能的利用是低温乙烯流程优化考虑的着眼点,从上述设计中可以看出:在乙烯输出单元:增加乙烯冷能回收换热器可以节省约20%的能耗,对于其余80%的低温乙烯液体冷能,还可以用于冷冻水系统,其它工艺系统物料的冷却等地方,具体要根据实际的情况去考虑。

(3) 空温式乙烯汽化器的优点是直接吸收大气中的热量,节约了大量的装置能耗,在占地及投资条件允许的条件下可考虑采用。

摘要：乙烯是石油化学工业中最重要的基础有机原料之一,目前约有75%的石油化工产品由乙烯来生产,液态乙烯低温储运有利于远距离的储存和运输。节能在低温乙烯储运系统中至关重要,本文通过对低温乙烯储运系统中绝热设计,流程的优化设计等方面的探讨,为低温乙烯储运系统的节能设计提出了建议。

关键词：低温乙烯,节能,绝热,流程优化

参考文献

[1]周永春,刘浩.LNG低温储罐绝热性能的探究[J].化工设计,2010,20(2):17-19.

[2]中华人民共和国行业标准.石油化工设备和管道隔热技术规范SH3010-2000[S].2000:6-7.

[3]徐烈.低温绝热技术与贮运技术[M].北京:机械工业出版社,1993:56-68.

[4]王红光.乙烯低温储存系统中的节能技术[J].化学工程,2009(6):71-73.

系统节能设计 篇5

n（1）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，

n（2）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，造成浪费，

工程

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。冷却塔的自来水总进水管上应设置水表。

建筑暖通空调系统节能设计窥探 篇6

关键词：建筑暖通空调系统;节能;设计

中图分类号：TU723.3 文献标识码：A

引言：现阶段，随着我国经济的快速发展，能源短缺的现象日益加剧，低碳的设计概念逐渐深入人心。而且在能源相对短缺的时代，对建筑暖通空调系统采用节能的设计方式开始引起设计者的高度关注，这样不仅能够提高能源的利用率，减少浪费，还能够给人们创造出舒适的环境。因此，对暖通空调系统进行节能设计已经成为一种必然趋势。

1.建筑暖通空调系统节能设计的重要性

我国经济的快速发展推动了建筑业的发展，同时资源和能源的消耗量也在不断上升，而且建筑业的能源消耗在总能耗中占据了1/3左右。由此可见，相当一部分的能源消耗都是由于暖通空调引起的，如果不及时采取措施对其进行控制，那么会出现严重浪费资源的现象。加之，暖通空调系统所使用的电能等属于不可再生资源，电能的使用会使煤炭等资源大量消耗;而且暖通空调系统在运行过程中会排放出大量的污染物，从而危害人们赖以生存的生态环境。面对如此形势，暖通空调系统采用节能设计技术，不仅会降低能耗，还会产生较高的社会效益以及环境效益，实现社会的可持续发展。

2.建筑暖通空调系统节能设计方法以及存在的问题

2.1 建筑暖通空调系统节能设计方法

现阶段，建筑暖通空调系统节能方法主要有以下几种方式。首先，根据具体的环境选择合适的空调方式以及空调设备。变频空调不仅具有降低能耗的特点，还能给人们创造舒适的环境，根据这一特点，可以将变频技术融入中央空调中。其次，空调系统在运行过程中对产生的风量进行有效的控制也是非常重要的。如果风量过小，会使产生的空气品质受到影响;但是如果风量过大，就不能体现节能这一特点，负荷增加、能耗增加。最后，空调系统产生的余热是能源浪费中的重要一项内容。因此，将产生的余热用作其它用途，也是一种节能的主要表现。例如余热可以被热轮进行回收，用于供热燃料等。在节能的同时，还可以积极开发地热能、太阳能等新的能源，既可以解决能源危机，还可以降低环境污染。

2.2建筑暖通空调系统节能设计存在的问题

建筑暖通空调系统在进行节能设计的过程中，存在的诸多问题严重阻碍了节能系统的设计和发展。

一方面，建筑暖通空调系统节能设计不合理、管理不规范。实际上，空调系统的设计方案在节能设计的整个过程中占据着非常重要的地位，它能对节能效果产生重要影响。但是在技能设计的过程中，设计人员往往忽略这一过程，直接花费大量的人力、物力有和财力等进行设计，这样就会使空调系统的设计消耗量大大增加，无法达到节能能耗这一目的。此外，很多暖通空调设计人员的专业素质能力过低，有的人员甚至没有经过专业的学习和培训便开始上岗，对专业知识知之甚少、经验不足等，在技能设计过程中就无法使用先进的科学技术进行设计，而且在发现问题以及处理问题等方面的能力也比较欠缺。这些问题都不利于空调系统节能的设计。

一方面，无法对建筑暖通空调系统的节能性做出正确的评价。为了维持社会的可持续发展，建立资源节约型社会，建筑行业中的各个企业也开始加大对空调系统节能的设计要求，开始进行一系列的创新试验，但是新的节能设计技术会有各种各样的不足和优点，只有正确对其进行评价，才能有效的改进和完善。然而在实践过程中，难以形成一个统一、科学、合理的评价标准和方法，从而无法选择出最有效的节能设计方案。

另一方面，建筑暖通空调系统操作人员的素质能力较差。制定节能设计方案是暖通空调节能设计的基础，而对其进行正确的操作从而使空调系统能够高速运转。但是很多建筑单位的操作人员专业素质能力较差，没有经过培训和教育，缺乏有效的操作理论指导。

总之，这些问题看似不严重或者说是一种普遍存在的现象，但是仍然会对空调系统的节能设计产生严重影响。

3.建筑暖通空调系统的节能设计措施

3.1 对空调系统中的采暖系统进行设计

合理的采暖系统设计对建筑暖通空调系统的节能运行有着重要影响。对采暖系统进行设计时，主要采用以下几种方式，如下供下回垂直双管系统、上供下回垂直双管系统、水平双管系统等等，并且需要根据具体的情况采用不同形式的采暖系统。这些方式具有多方面的节能优势。一方面，管路系统结构比较简单，制作时所使用的管道材料较少，成本较低，对于后期的维护费用也不高;另一方面，能够对不同空间的温度进行单独的控制和管理。

3.2 对室内设计参数的合理性引起重视

一般情况下，室内的温度、空气湿度以及通风量等都会对暖通空调系统的节能性产生影响。因此设计人员在设计过程中需要首先考虑室内的各项参数，并对其进行计算，从而确定合理的设计方案，以此达到工艺设计的要求，达到节能降耗的要求，达到令人舒适的要求。而且利用空调系统对室温进行控制采用温控阀是最好的选择，一方面，它能够根据室温自行对温度进行调控，从而将温度控制在令人较为舒适的范围内;另一方面对温度高低的变化进行控制，可以有效降低能源的消耗。因此，在空调系统节能设计中使用温控阀能够取得较好的节能效果。与此同时，还可加入保温和保冷等设计来达到节能减耗的目的。

4 .总结

为了维持社会的可持续发展，降低能耗、低碳环保的理念已经深入人心。面对建筑暖通空调系统能源的高消耗形势，利用节能设计技术来达到节能减耗的目的成为现阶段发展的必然趋势。建筑暖通空调系统节能设计对于实现社会的经济效益以及环境效益有着重要的意义。

参考文献：

[1] 伍小亭.暖通空调系统节能设计思考[J].暖通空调，2012，42（7）： 1-11.

[2] 杨林田.浅谈绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计[J].建筑与文化，2013，23（12）：223.

住宅采暖系统节能设计浅析 篇7

近年来节能问题在供暖系统设计中越来越被人们重视。因此有必要在新建住宅中采用更合适的供暖系统形式来满足热费按户计量的需要。在节能问题上, 尤其要特别重视能源利用过程前的处理, 即在规划设计整个供暖系统时, 应该考虑该系统的节能前景及经济效益。因此, 在进行住宅室内采暖系统设计时, 设计人员应考虑热用户分户及分室控制温度的需要。据初步测算, 采取供暖分户计量, 可以实现采暖节能20%以上。就几种适宜分户计量的采暖系统做一浅析。

1 旧式采暖系统的基本形式及其优缺点

长期以来, 我国城市住宅室内采暖系统设计基本上都采用单管垂直系统的方案进行设计。这种设计方案有许多优点:系统简单、施工方便、造价低等, 但是也存在一定缺陷, 主要是不便于用户进行局部调节, 因而造成能源的浪费。随着能源结构的变化及节能和物业管理的要求, 这一缺陷越来越明显, 使得此种供暖系统不得不被逐步替代。

随着我国社会主义市场经济的发展, “热”也是商品的观点逐步被人们所认识和接受。传统的落后的按建筑面积结算收费的方法, 既不科学又不合理。已不能适应社会主义市场经济体制的要求, 必须进行按热量计量收费的改革。供热收费由计划经济时期的福利制向社会主义市场经济体制转变, 即热用户向供热企业缴纳热费。因而用户对供热系统节能越来越关注。单管垂直采暖系统的弊病越来越明显, 其弊端具体表现在以下几方面:

1.1 系统不具有个体调节的能力

单管垂直采暖系统的主要缺点是不利于进行局部调节, 无法改善和满足热用户的热舒适性要求。而且由于该系统是将热水先供到住宅楼的顶层, 然后依次向下分至各用户, 这就在理论上造成了各不同楼层的热用户的散热器的传热系数K值也不相等。因此造成顶层过热, 底层过冷, 冷热不均现象。顶层用户过热时只能通过打开门窗的方式来放走热量以降低室内温度, 这就造成了能源的浪费。如果采用调节热水流量来降低室温, 就会造成以下各层过冷的现象。其次, 该系统也无法对各房间的室温进行单独调节, 从而导致能源的浪费。

1.2 系统维修时浪费能源

由于单管垂直采暖系统是一个整体的热水循环系统。如果该系统有一处设施漏水或堵塞, 整个系统将会受到影响。严重时可能导致整个住宅楼停供;而且在维修时会造成大量热水的浪费, 在寒冷地区可能会出现供水管冻裂等严重问题, 造成不必要的事故, 影响居民的正常生活。

1.3 不利于供热部门的管理

对于拖欠热费的用户处理困难, 如果要停止个别用户的供暖, 可能影响到整个住宅楼停供。常此下去, 致使供热企业入不敷出, 连年亏损。

1.4 闲置住宅的能源浪费

由于室内采暖系统是单管串联式, 所以每层、每户住宅必须用热, 否则该系统就无法正常运行。如出现有些用户不想用热或者有些住宅长期闲置, 这就必然导致能源的浪费。目前在一些非采暖且又在发展小区采暖的地区, 此种现象十分突出。

2 分户计量的发展前景及控制原理

目前, 在我国, 这种分户式计量系统的研究刚刚起步, 大部分都处在尝试阶段。原有的室内供暖系统多为单管垂直系统, 缺乏独立调节能力, 热用户对热是商品没有深刻的认识, 缺乏节能意识, 仅此使我国住宅采暖单位面积能耗高出先进国家2倍左右, 且不便于供热部门管理。供热系统的按户计量是供热发展的方向, 是解决收费难和实现节能的唯一出路。随着人民生活水平的提高人们不再满足于吃饱、穿暖, 而是不断追求高质量、高品位的生活。

分户计量采暖系统的特点是对每个采暖用户进行单独控制, 即每户独立采用一个供回水系统, 一户一表制, 可以单独对用户进行调节、关断、计量, 不会影响其他用户。达到分户计量目的的根本方法是对用户独立系统的控制, 具体做法是在每户供水入口处设置热表及散热器上安设调节阀。通过调节散热器使采暖房间的室温满足人体热舒适性的要求。实现散热器调节的方法, 主要是通过对散热器散热量进行控制, 以达到室温要求。目前散热器个体调节主要依靠改变进流散热器热水流量的方法来实现, 但是在进行散热器调节时必须不影响整个供热系统的水力稳定性, 所以供热系统要有完善的调节控制措施和高水平的运行管理办法。否则, 很难实现真正意义上的分户计量。

3 适宜分户计量的采暖系统

3.1 单管制采暖系统

3.1.1 单管水平串联系统

单管水平串联系统是一种比较常见的采暖系统。其做法是在每个住宅单元设置一个总的供回水系统 (称为大系统) , 每层用户为一个独立的小系统。总供回水立管管井设在靠楼梯的橱卫处, 每层供回水接在大系统上 (每层只装一户) , 在小系统出入口管道上加调节关断阀门及热计量表, 以便分户计量热费。此系统的优点是:竖向无穿楼层的立管, 不影响墙面装修;缺点是:不能分室控制温度;每组散热器均须设冷风阀;管线过门、阳台须处理。

3.1.2 单管水平跨越系统

同单管水平串联式系统相同, 采用一个大系统, 可将该系统的供、回水立管设置在管道井内。此设计方案中须增设与散热器组数相对应数量三通调节阀, 控制进入散热器的最大流量为循环流量的30%。该方案的优点是:可实现分室控制温度;竖向无立管, 不影响墙面装修;缺点是:管路中的附属设备 (三通调节阀) 增加;管线过门、阳台须处理;每组散热器须设冷风阀。

3.2 双管制采暖系统

3.2.1 双立管并联式系统

对于双立管并联式系统, 任何一层的用户只要在散热器支管上加调节阀就可以达到调节介质流量, 从而满足用户对热舒适性的要求, 并实现节能。但这种调节方式在使用时, 应该考虑到以下问题:a.此系统在楼层数过多时易出现严重的垂直失调现象, 其系统垂直高度以不超过三层为宜, 实用性受到限制。b.穿越楼层的立管数增多。c.仅适用于安装热量分配表的系统。

3.2.2 水平双管系统

采用水平双管设计方案, 可以避免双立管并联式系统的垂直失调问题, 而且该系统可以实现每户一个独立系统, 有利于热量表的安装, 能实现散热器个体调节。任何一层的用户都可以通过室内调节阀方便的调节介质流量, 从而达到舒适的室温, 并实现节能的目的, 又不影响其他用户采暖, 但该系统须增设与散热器组数相对应数量三通调节阀。该方案的优点是:能够使不易解决的供热系统垂直失调的难题得到极大的改善;可分室控制温度, 调节性能优于单管系统;墙面竖向无立管, 不影响装修;缺点是:室内散热器下部的供回水管隐蔽困难;管线过门、阳台不好处理;每组散热器须安装冷风阀。

3.2.3 章鱼式系统

做法是在每户设置一分水器, 供水进入分水器后分出若干并联的支管, 末端连接至散热器, 再经回水集中到集水器。在制作安装时应将管线埋地敷设 (一般采用聚丁烯管或PB管) , 要防止地面因热应力造成龟裂和破损, 要妥善处理好管道热膨胀时产生的推力传递给地板。该方案的优点是:可分室控制温度, 调节性能优于单管系统;管线埋地敷设, 墙面竖向无立管, 不影响墙面、地面装修;缺点是:管线埋地须设隔热措施, 造价偏高;每组散热器须设冷风阀。

参考文献

[1]杨善勤.民用建筑节能设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997

[2]中国建筑业协会建筑节能专业委员会.建筑节能技术[M].北京:中国计划出版社, 1996..

火车站照明系统节能设计 篇8

铁路作为国民经济的重要基础设施和大众化交通工具, 在当前加快建设节约型社会中肩负着重要的责任, 面临着艰巨的任务。

车站传统照明包括旅客站台、候车厅、分配厅、售票大厅、旅客地道、旅客天桥照明。照明灯具主要以高压钠灯、高压汞灯、日光灯为主, 辅以白炽灯等其它灯具。其中高压汞灯、白炽灯能耗高, 光效低, 显色指数差, 寿命相对来说较短。目前, 照明灯控制是人工手动控制, 灯具分组不合理, 无法实现按需布光照明, 不符合绿色照明要求, 造成了电能的大量消耗, 加大了车站的成本支出。在火车站建设“绿色照明控制系统”是改善电力负荷紧张, 节约车站运行成本、节约社会资源的有效途径。

2 车站绿色照明设计方案

2.1 灯具改造

2.1.1 铁路站房照明设计要求

根据《铁路旅客车站建筑设计规范》GB50226-95和《建筑照明设计标准》的规定, 灯具布置和节能计算按有关标准执行。

2.2.2 灯具选择

光源的主要指标有光效 (lm/W) 、显色指数 (Ra) 和平均寿命 (h) 等。大型、特大型站房总的特点是占地面积大、净空高、照明时间长, 应选择光效高、寿命长、显色性较好的光源。下表列出了几种常见灯具的技术特性。见表1。

综合以上因素, 在各照明场所按照度需要安装紧凑型荧光灯、金属卤化物灯高效灯具, 结合现场实际情况, 按灯具布置进行分组, 具体分布及分组根据照明场所形状、面积、照度标准设定。

2.2 线路敷设

站台灯按站台、股道分组布线, 这样站台灯组可以实现按股道开灯, 并可根据不同的作业过程灵活选择开启的灯组数。候车厅按照明区域分组布线, 根据候车时段实行分时、分批开、关灯。

2.3 建设绿色照明自动控制系统

2.3.1 车站绿色照明控制系统功能及节能技术概述

照明自动控制系统采用工业控制计算机, 通过网络技术、时控、光控, 可使车站的站台、候车室、进站大厅、售票厅、地下通道、行包房和其它公共场所等主要场所的照明实现最优控制。根据各车站实际情况设置各项参数, 例如照明灯盏数、四季开关灯时间、定期昼夜交换时间、列车到达前提前开灯时间、列车开出后延时关灯时间、强制开关灯等。通过RS-485总线将控制信息发送至控制柜的逻辑编码译码器, 最后由逻辑编码译码器将控制信号传送到相应的终端执行设备, 从而实现对站台、候车室、进站大厅、售票厅、行包房和其它公共场所照明的自动控制。同时, 将实际控制效果反馈给工业控制计算机, 以便主机检查、检验运行效果, 并具有对日常工作状态进行监控、错误报警、自动记录以及系统数据维护等功能。

自动控制的节能方法, 主要是通过自动化控制技术对照明灯进行自动启闭, 根据不同的作业过程 (预告、到达、停检、发出) , 可以点亮不同的灯盏数, 以达到节能的目的。这种技术代替了人工反复、无序的操作, 有效减少了人工操作在操作时间上带来的电能消耗。其根本就是通过运用计算机控制技术, 合理启闭照明灯或减少照明灯的开启数量, 以此来达到降低能耗的目的。

绿色照明自动控制系统中特有的“智能节电调控器”, 日常可起到稳压的作用, 减少因电网电压过高而产生的电能损耗, 并可根据系统主控计算机的软件设置, 多时段自动控制, 灵活调整灯组的工作电压, 使灯具工作在稳定合理的工作状态。并可有效地延长灯具寿命。

另外, 根据照明灯具 (尤其是高压气体放电灯) 及线路功率因数普遍偏低的情况, 在每个终端控制柜内各设一套自动无功补偿装置, 此装置可对照明线路的功率因数进行在线自动侦测、计算、投入补偿, 有效提高线路的功率因数并将其控制在一个合理的范围内, 以减少因线路功率因数过低而造成的电能损耗。

计算机通过采集旅客列车预报系统的列车运行信息或通过自身数据库所建立的车次信息、现场光照度传感器数据以及系统时间, 组合逻辑判断, 并发送控制指令给控制终端的逻辑编/译码器, 实现在光照度低于设定值, 或者达到系统设置的开灯时间, 以及有车到站时打开灯具, 其余情况下照明灯关闭, 以节约能源。同时, 现场照明灯组的工作状态可通过系统反馈在主控计算机上实时显示出来, 以便监控和操作。

2.3.2 绿色照明自动控制系统的节能效果

建设车站绿色照明自动控制系统, 主要是为了实现车站照明的智能化管理从而达到节能效果。车站照明自动控制系统, 将改变原来由于人工控制所造成的失控状态, 同时系统中采用了智能节电器, 可避免因电网电压过高而带来的电能损耗, 无功补偿设备可对功率因数进行自动侦测、补偿, 从根本上实现节约能源的目的, 提高车站的现代化管理水平。

绿色照明自动控制系统针对候车厅、售票厅的灯具, 可在控制软件中设定一定数量的时间段和不同数量的灯组, 系统在到达软件设定的时间段后, 对照明灯具采用关闭部分灯组或降功率运行的方法来完成节能降耗的目的。

站台的节能方法, 就是根据各站台列车车次的运行时间, 通过系统软件加以判断, 当站台空闲时间满足照明灯具启闭的时间要求时, 即关闭站台上的部分或全部灯组, 当同一站台两列车间隔时间较短, 灯组不能关闭时, 则灯组自动进入降功率运行, 同时根据不同的作业过程 (预告、到达、停检、发车) , 可以点亮不同的灯盏数, 以达到节能的目的。

当股道有列车停靠时, 相关站台的常明灯、行车灯打开, 以保证旅客安全乘降, 满足行包装卸作业及站台管理的需求。当列车离站, 相关站台的行车灯关闭。

以南阳车站照明改造为例, 南阳车站原为传统照明, 现改造为绿色照明, 首先按上述原则将室内灯具更换为75W金属卤化物灯, 站台等室外灯具更换为65W紧凑型荧光灯, 并使用绿色照明自动控制系统。

健康住宅的新风系统节能设计 篇9

1 传统民居的自然通风设计及局限

(1) 为住宅建筑提供新风, 这不是一个新话题。

广义上讲, 中国传统民居通过建筑构造及布局等手段所进行的自然通风换气即是一种新风供给方式。其利用了房屋在不同朝向、不同高度的热压及风压作用, 使室内空气有组织流动, 从而排除房间内产生的污浊空气、余热余湿, 提供富含氧气的新鲜空气。改善室内环境, 使人身处其中时“形、声、色、味、触”五感舒适、身心愉悦, 保证室内空气清新是自然通风过程非常重要的目标。所以在我们探讨现代住宅的新风技术之前, 我们需要先简单了解一下我们的先人们是如何解决房屋通风问题的。我国的传统民居以山西民居和皖南民居为代表, 一北一南, 如北方的平遥古城、乔家大院, 南方的黟县西递、宏村。南北民居建筑风格各异, 但二者对自然通风的设计利用均十分的巧妙有效。

a.首先, 建筑群落的整体通风考量。中国传统民居小到独门独院的一组房屋, 大到村落、乡镇乃至城市, 均都非常讲究风水之道。去除掉风水学中有关迷信的糟粕, 其余对于房屋或建筑群落的选址、总体规划、房屋布局等方面的理论, 十分符合我们现有的通风理论知识。民居建筑群落的选址及总体平面布局充分顺应并利用了当地的自然气候特点和气象条件, 通过对地形地貌、主导风向、日照等自然要素的分析, 审慎选址、合理规划、精心布局, 巧妙的运用各种建筑手段 (如:建筑物的朝向、体量、间距、功能等) 人为调整建筑区域内的风压、热压, 进行整个区域的气流组织, 从而有效影响并改善区域内的自然通风效果。

b.其次, 房屋院落内, 各地民居都会根据当地的气候特点, 通过院落、池塘、天井、门窗、屋檐、山墙、镂空花墙、外廊、植被、架空夹层等等手段调节通风量大小及气流组织, 形成全面顺畅的自然通风条件, 达到有效排除建筑物室内余热余湿及污染、提供清新的空气、调节室内温、湿度的效果。

(2) 传统民居所采用的自然通风方式虽然十分的巧妙且有效, 但由于自然通风容易受到各种外界因素的干扰, 其风量、风速、风向均随时变化, 且无法长时间持续稳定存在, 难以根据人们的生产生活需要进行及时有效的控制, 显然不能满足现代生活的高品质要求, 所以仅仅依靠自然通风换气的应用方式在如今的城市生活中却越来越受到局限。对于要求节能与健康的现代住宅, 不用说冬、夏季房间自然通风时大量的冷、热损失, 只需看看时常笼罩在我们窗外浓浓的雾霾就让人欲开 (窗) 不能。

a.在不同的纬度、不同气候区, 由于各地气候条件的差异, 受气温、主导风向、日照等因素影响, 自然通风效果差异大。

b.自然通风效果受室外气象条件影响大。室外温度过低或过高的冬夏季、潮湿的梅雨季节以及大风天气等, 均不适宜进行自然通风。当作用在建筑上的热压和风压发生变化时, 室内气流方向变化不受控, 送、排风口随风向变换, 可能导致卫生间、厨房等处的污染空气倒灌进入居室。

c.当室外环境空气质量较差, 尤其在沙尘、雾霾等室外空气污染严重的天气, 由于自然通风难以对进风进行有效过滤, 室外污染空气会直接进入室内。

d.建筑物周边的自然地势、地貌情况, 周边建筑的排列形式、体量大小、建筑高度、建筑朝向等对自然通风效果影响大。

e.对于建筑物自身来说, 外窗的高度、朝向、位置、形式、开启数目、有效开启面积, 室内家具、隔墙的布置等都影响着建筑的自然通风性能。

f.自然通风进排风口面积较大, 室内外遮挡少, 所以室内受到室外社会生活环境噪声影响大。诸如建筑周边的噪声污染源位置、远近、噪声大小、声源沿途遮挡情况等因素。

2 现有新风系统的形式

本文所讨论的新风系统指通过设置具有送 (排) 风功能的机械设备及管道、附件, 或结合自然通风措施, 为室内有组织提供清洁新鲜、富含氧气的空气的系统形式。现在工程中常用的住宅新风系统形式按照送、排风方式可以分为简易新风系统、户式单向流新风系统、户式双向流新风系统、集中单向流新风系统、集中双向流新风系统。

2.1 简易新风系统

利用小型专用的管道型新风机或窗式新风机为室内提供新风, 并保证室内送、排风量平衡。这种小型新风机分为送风机和排风机, 可装设在外墙、外窗或吊顶中。通常, 送风机安装在卧室及起居室、书房的外墙或外窗上, 直接引入室外新鲜空气, 送风机入口处设有防雨罩、可启闭的风阀及过滤网, 可对室外的蚊虫、柳絮、沙尘、花粉等进行简单过滤, 并防止风、雨的侵入;排风机则安装在卫生间等污染区域或走道等非人员长时间停留的区域。

这种简易新风系统的优点是:系统由送风机和排风机配合共同使用, 手动操控, 使用配置灵活, 主要组合方式可分为:机械送风+机械排风、机械送风+自然排风、自然送风+机械排风;系统可全天24小时连续运行, 设备简单, 易于操控和日常维护, 一次性投资及日常运行费用均较低;由于这种管道型新风机结构简单、电机功率很小, 在制作安装工艺保证的前提下其设备噪音较低;在室外环境温度、湿度等参数适宜时, 使用效果好。

缺点是:不适宜在严寒地区使用, 冬季寒冷空气直接送入室内会导致送风口及墙面结露、发霉;送风气流不均匀, 风口局部区域过冷或过热;无法进行排风热回收, 加大了冬夏季供暖供冷设备负荷, 为保证合适的新风量, 持续热损失过大;设备直接安装在卧室起居室, 噪音会对人员休息产生影响;设备布置分散、控制点多, 需人工手动启闭, 送排风机启闭数量不匹配会造成室内压力的混乱;设备功率低, 风机压头小, 只能安装简单的过滤器, 无法对室外空气进行有效过滤;点式送风, 无法保证室内送风气流均匀, 难免会有死角;

2.2 户式单向流新风系统

配合自然排风口或自然送风口, 由风机通过风管将室外新风送入室内或将室内排风排至室外。这种系统由于将产生噪声的设备主机吊装在阳台、储物间或厨房等对噪声要求较低的房间, 并且通常选用低噪声型产品, 设置消声装置, 对居室内噪声影响小;系统中的主机及活动部件集中布置, 操作简单方便, 维护难度不大, 系统可连续运行。但同时, 由于风管尺寸较大, 需协调建筑室内装修进行合理布置。

(1) 当采用机械送风+自然排风的形式时, 室内相对室外为正压环境, 新风可以从外墙直接引入也可以通过集中的新风竖井引入, 在风机入口设置防雨百叶、电动风阀 (寒冷及严寒地区设置防冻保护电动风阀) 、过滤装置、空气净化装置、预热装置、冷热盘管、加湿装置等, 可以实现对新风简单的过滤净化、控温调湿。优点:新风经过滤吸收及杀菌消毒, 送入室内空气质量较好;新风经过冷热盘管制冷或加热, 避免送风口附近区域室温过热或过冷;冬季新风经预热及盘管加热后, 避免风口结露;新风系统通过风管将新风均匀送至卧室、起居室、书房等房间, 送风方向及风口形式可根据房间布局合理进行气流组织, 送风均匀, 死角少;室内为正压环境, 可减少室外空气渗透对室内温湿度及洁净度的影响。缺点:无排风热回收, 新风负荷较大;新风冷热源的增加对建筑空间、建筑用电量均有影响, 设计时需提前考虑;严寒地区新风应进行预热处理, 需要增加高温热源系统, 并且要严格控制电预热系统的使用。

(2) 当采用自然送风+机械排风的形式时, 室内相对室外为负压环境。其优点是在各个房间内设置排风口, 通过排风管集中排至室外, 气流组织较好。缺点:无排风热回收, 加大了冬夏季供暖供冷设备负荷;自然进风口无法对新风进行有效的过滤吸收及杀菌消毒, 无法对新风制冷或加热, 并且送风气流不均匀, 送风口附近区域室温易过热或过冷;室外冷空气直接送入室内导致送风口及墙面结露、发霉, 因此不适宜在严寒地区使用;室内为负压环境, 室外空气渗透对室内温湿度及洁净度有影响。

2.3 户式双向流新风系统

新风系统由送、排风机提供动力, 分别通过送、排风管道, 将室外新鲜空气送入室内并将室内污浊空气排至室外, 送、排风均经由全热交换器进行能量回收。这种系统同户式单向流新风系统一样, 将设备主机吊装在阳台、储物间或厨房等房间, 选用低噪声型产品, 设置消声装置, 对居室内噪声影响小;系统操作简单方便, 维护难度不大, 系统可连续运行;风管需协调建筑室内装修进行合理布置。由于双向流系统也可以设置空气过滤净化装置、预热装置、冷热盘管、加湿装置等, 所以其具有采用机械送风的正压单向流系统的一切优缺点, 同时, 由于双向流系统在送排风间设置了全热交换器进行排风能量回收, 所以, 新风负荷增加较小。

2.4 集中单向流新风系统

是一种配合各户内的自然排风口或自然送风口, 由将大型新风机组或排风机组设置在新风机房内, 通过送、排风管道集中为住宅楼内各住户提供新风或排风的单向流新风系统。这种系统与户式单向流新风系统的原理基本一致, 只是将分散在各户的小型新风送风机或排风机替换成集中设置在新风机房内的大型新风机组或排风机组, 通过风管与户内送风或排风系统连接, 组成的一种供多户集中使用的新风系统。根据系统布置情况可分为竖向新风系统和水平新风系统, 竖向系统的新风机房通常集中设置在地下层、设备层或屋顶机房层, 而水平系统的新风机房则需逐层设置, 机房的位置选择要充分考虑机组的振动及噪声对住户的影响。由于新风机组或排风机组在机房内集中设置, 各用户室内基本无检修工作, 设备的日常检修维护工作均可由专业人员完成, 系统的正常运行效率高, 用户不必了解新风机组的运行情况, 降低了日常系统维护入户带给用户的干扰, 减少了设备运行噪声及安全带给用户的影响和隐患, 从而提高了用户的居住品质。

2.5 集中双向流新风系统

与集中单向流新风系统一样, 将分散在各户的小型新风全热交换器替换成集中设置在新风机房内的大型新风热交换机组, 通过风管与户内送排风系统连接, 组成的一种供多户集中使用的双向流新风系统。

3 住宅建筑新风系统节能设计

3.1 室内、外污染分析

根据室内、外污染发展的阶段和主要污染源的不同来分类, 大致可以分为煤烟型污染、光化学烟雾污染、室内空气污染和噪声污染。我国现阶段基本是这几种污染共同作用。

随着建筑物内应用越来越多的合成材料、化工制品、电子设备, 室内空气的污染源迅速增加, 持续大量的散发着甲醛、甲苯、苯并笓 (油烟) 、臭氧 (电气设备) 、氨气 (卫生间) 、二氧化碳 (人体) 等有毒有害气体及各种有机挥发物和细菌、病毒。与此同时, 在我国经济发展进程中, 环境保护并没有完全跟上工业发展的脚步, 直接导致室外 (尤其是大中型城市) 空气污染的不断加剧, 城市热岛效应明显, 极端气候天气增多, 沙尘、雾霾在越来越多的日子里遮蔽着我们的天空。

如今, 随着生活水平的提高, 人们对于居室内空气环境的要求也在不断的提升着。尤其是经历了SARS危机、禽流感疫情带给人们的担忧, 伴随着沙尘天气、雾霾天气对日常生活的困扰, 人们已经越来越关注于自己每天所处生活环境所能提供的空气品质, 健康建筑除了要具备避免上诉外界环境中的病菌及有毒有害物质侵入室内的能力, 还要能够避免建筑内部污染所导致的病态建筑综合症、建筑相关疾病以及化学物质过敏症。现代建筑的节能要求及节能性能不断提高, 建筑物的密闭性有了极大的改善, 室内外通过门窗进行的自然渗透空气量非常少, 在缺乏合理有效的通风措施的房屋里, 室内大量装饰材料、电子设备及人员活动等产生的污染物无法及时有效排除, 空气含氧量不断降低, 室内空气质量 (IAQ) 变差, 人员长时间在这种封闭的环境中生活, 对人体健康危害极大。

为此, 保证新风供给量及新风送风品质对于室内空气环境的改善和人员的健康舒适有着至关重要的作用。为了保证室内有效通风, 并避免不可控通风造成的室内冷、热量损失, 解决室内空气品质与建筑节能之间的矛盾, 需要对新风系统进行优化设计。

3.2 新风系统形式的选择

我国现阶段大部分的普通住宅, 室内全面通风完全依靠开窗自然通风, 通常仅在卫生间及厨房设有局部间歇型机械排风设备, 如排气扇和排油烟机, 无法连续运行, 仅能为局部通风排除局部区域短时间内的污染气体。普通住宅对房屋的自然通风效果考虑太少, 大部分房屋结构、室内格局不利于自然通风, 导致普通住宅普遍存在着自然通风效果不佳的问题, 加剧了人们日常对空调系统、机械新风系统的依赖。我们应该对改善住宅的自然通风性能并选择适合的新风系统给予足够的重视。

住宅新风的提供应首先考虑并采用自然通风的方式, 当仅采用自然通风无法满足室内新风要求时, 应采用同时设置自然通风及机械新风系统的复合方式。在室外温、湿度适宜且室外空气清洁, 在自然通风可以满足室内新风要求的时间及区域优先采用自然通风, 以排除室内余热及室内污染物, 为室内人员提供新鲜空气, 调节室内温湿度, 其余情况采用机械新风系统, 以此降低室内空调负荷并减少机械新风系统运行费用。

常听到一种说法:不用设置新风系统, 每户自己采购一台家用空气净化器就可以了。是这样吗?采用家用空气净化器的确可以通过循环过滤净化处理室内空气, 在一定程度上去除室内污染物, 降低空气中污染物浓度, 但由于其工作过程中并不引入室外空气, 无法提供室内人员所必须的氧气, 即无法降低室内CO2浓度, 所以ASHRAE规定:不允许用空气净化器完全替代室外新鲜空气。

(1) 既有住宅改造:我国现阶段占绝大部分的既有住宅, 其自然通风功能的实现基本上是利用风压或热压作用, 通过开启门窗进行的最简单的自然通风形式。这种自然通风方式对于一些有正、负风压可利用的双向外窗的户型效果相对较好, 但对于只有单向外窗的户型, 则通风效果就十分有限了。有些住户为了改善其通风条件不得不长时间开启户门通风, 不仅自家的隐私性无法保证, 对邻居的生活产生干扰, 更会产生安全隐患;对于这种既有住宅, 我们可以首先通过对建筑内部格局的改变、建筑门窗形式的改变、家具摆放位置的改变等等方面的调整来改善居室内的自然通风性能。有条件的建筑可以利用或增加竖向通风通道, 或利用太阳能辐射热 (太阳暖房、蓄热墙等) 进一步改善热压通风状况, 但要特别注意热压对中和面上下, 尤其是底部和顶部几层的通风影响。要同时考虑风压和热压对各层自然通风的影响, 合理梳理风量、风向。根据建筑条件选择适合的系统, 并考虑投资的经济性, 可选择的系统包括:简易新风系统、户式单向流新风系统、户式双向流新风系统。既有住宅的新风系统通常都是设计时未考虑, 后期用户自行安装, 这就涉及到对建筑外立面的影响, 并且吊装新风设备要考虑设备振动噪声对邻居的影响, 所以要注意施工前应与周围其他住户及物业协调, 取得认可, 并经物业公司批准或备案方可安装。

(2) 新建普通住宅:对于新建普通住宅, 我们可以在建筑物建设之初就有针对性的对整体区域的规划、布局进行合理的室外自然通风环境设计。例如我们可以在建筑物南向设置开敞空间以获得更多的冬季日照和夏季通风, 设置水面或植被等, 夏季利用水体蒸发冷却降温以改善区域环境, 冬季强化太阳辐射的反射作用;进行合理的植被及构筑物规划设计, 植物结合挡风墙和导风墙, 灵活组合, 利用风压作用, 在建筑物南侧引导夏季风进入建筑室内, 在北侧起到屏障的作用, 阻挡冬季寒风。

在建筑体型设计中使朝向夏季主导风向的外表面积增大, 改善迎风面的风环境。减少甚至避免建筑主立面与冬季主导风向垂直, 削弱冬季冷风的影响。在建筑物中适当位置设置通透空间, 利于疏导以及释放过大的室外气流。

对于建筑室内自然通风设计, 注意门窗的相对位置、开启方式及可开启面积, 注意室内家具摆设的尺寸及位置, 注意建筑迎风面的构造对正压区气流的引导和压缩作用。并可利用热压原理通过天井等竖向通道实现并加强自然通风效果。

适用于新建普通住宅的新风系统包括:简易新风系统, 户式单向流新风系统, 户式双向流新风系统, 集中单向流新风系统。

(3) 新建高档住宅:高档住宅的“高档”对于新风系统的要求一方面是指设备选择及配件材料内在的高品质和外在的美观时尚, 另一方面主要是指对室内环境的参数控制要求更为全面、精确、稳定、便捷以及更为友好的人机交互界面。首先考虑配合楼宇自动控制系统进行可靠的可控自然通风设计, 然后合理选择带有热回收装置的新风系统, 并设置室内空气品质控制器, 自动监测室内空气状况, 自动调节系统运行状态。如户式双向流新风系统, 集中双向流新风系统。

3.3 新风的处理

(1) 新风的净化:当遇到室外污染天气, 例如沙尘、雾霾等, 甚至是传染病流行的情况, 如禽流感、非典等, 如果新风系统缺乏能够对于各类污染物进行有效过滤并净化消除的措施, 随着室外新风源头的室外空气品质降低, 室外污染空气直接进入室内, 新风系统送入室内的新风品质也会随之下降, 使得室内污染加剧。当室内挥发性有机化合物VOC达到一定浓度, 人体会产生头痛、恶心、四肢乏力的状况, 并对肝、肾、脑及神经系统产生伤害, 严重者会引起抽搐、昏迷、记忆力衰退。新风处理中常用的空气净化装置种类有板式过滤器、袋式过滤器、高压静电除尘器、紫外线消毒器、活性炭吸附器等。根据过滤效率可分为粗效过滤器、中效过滤器、高中效过滤器、亚高效过滤器。应根据当地室外常见污染物的种类以及建筑物室内空气净化品质的要求选择适当的空气净化装置。在选择净化过滤装置的时候一定要注意其压力损失对新风系统的影响, 控制系统风速及系统的服务半径。过滤器应设置在表冷段、加热段、消声段之前。

(2) 新风的热回收:小型的户式新风设备常采用板式热回收装置或冷凝热回收装置。板式热回收又分为全热回收及显热回收两种, 全热回收装置的换热核心采用特制的纸制材料, 需要定期更换, 而显热回收装置的换热核心多采用铝等金属材料制成, 使用寿命较长。冷凝热回收装置由于内置压缩机等运动部件, 选择时对产品噪声和产品质量应注意考察。对于集中新风机组, 除了上述热回收装置外, 通常还可考虑转轮热回收装置及热管热回收装置等。热回收新风机宜选择带有旁通路由的设备, 新、排风在过渡季不必通过换热核心, 以便延长其使用寿命。当室内采用辐射供冷系统或干式风机盘管, 新风系统需要承担室内全部潜热负荷时, 由于新风温度需被处理至露点温度之下以便除湿, 为避免室内送风口结露, 除湿后的新风需进行再热处理后送入室内, 应限制采用外部热源, 采用排风热回收再热装置等方式提高送风温度更为合理。

(3) 新风的热湿处理:

a.冷却减湿处理:表面式冷却器, 使用温度低于空气终状态温度的冷工质对新风进行冷却, 新风的焓值、温度及含湿量均降低。

b.等湿加热处理:利用蒸汽、热水或电热对新风直接进行加热处理, 新风的焓值及温度增加而含湿量保持不变。在严寒地区, 为防止冻坏热水盘管, 我们需要对室外引入的寒冷空气进行预热处理, 预热热源可以考虑蒸汽、高温热水或电热。

c.等温加湿处理:利用干蒸汽对新风进行加湿处理, 新风的焓值及含湿量增加而温度不变。在有蒸汽源的情况下, 我们可以优先考虑使用干蒸汽加湿器;电加湿器 (电热或电极) 也可以实现等温加湿过程, 但其耗电量过高及对水质要求高的特点限制了其应用范围。

d.降温升焓加湿处理:利用水喷雾的方式对新风进行加湿处理, 新风的焓值及含湿量增加而温度下降。常用的加湿器种类有高压喷雾加湿器、超声波加湿器、湿膜加湿器等。

(4) 新风系统的消声降噪:由于住宅是人们休息生活的重要场所, 为保证舒适的室内居住环境, 室内的噪声要求相对较高。集中新风机组应设置在专用新风机房内, 户式新风设备应布置在远离卧室的设备间或储藏间内, 四周墙壁均做消声、隔声处理。卧式新风机组配置减振垫或减振器, 吊装新风设备采用减振吊杆;机组进出风管上均装软接头, 进出水管上装避振喉软管;设备选型时注意选择低噪声产品, 同时根据设备出口噪声值及服务空间噪声限值设置消声器或消声弯头。风管、水管应采用减振吊杆, 其穿墙或楼板处均做隔振和软接处理。

3.4 新风系统的气流组织

新风系统的设计如果未充分考虑室内的风量平衡、未合理布置送排风口、未正确选择送排风口形式等等因素都会对室内整体的新风分布及室内污染物的排除效率产生较大影响, 我们通过对新风系统送排风口的不同的组合与安装方式, 可以实现户内正负压的合理分区。住宅建筑的新风应先送入室内人员主要活动区, 并优先考虑人体处于相对被动的睡眠时段的新风需求。新风流经各房间的顺序, 可以考虑在卧室和起居室内设置新风送风口送入室内, 然后经由走道等过渡区域, 最后进入卫生间, 由设置在卫生间内的集中排风口排出。卧室、卫生间等新风需要流通的房间门上设置百叶或在门下留有间隙。

由于我国的饮食文化, 厨房内的油烟很重, 即便是烹饪时保持排油烟机的开启, 厨房内的油烟也会对排风机的工作寿命及效率产生较大影响, 所以在设置排风口时应注意尽量避免设在油烟很重的厨房。当排风口设在卫生间内时, 应采用能够完全隔断新、排风路由的热交换器, 避免新风由于排风的渗透泄漏而受到二次污染。

3.5 新风的运行管理

新风系统运行一段时间后应注意定期清理过滤网及热交换器的换热核心, 并对风管、风口等部位也要适当清理, 以防止新风系统的二次污染。新风系统的风管、风口、过滤网及换热核心等不能及时清洗或更换, 会造成风管、风口、过滤网上积灰过多而导致的二次扬尘, 造成换热核心堵塞而降低换热效率。冷盘管或加湿设备等不能及时清洗并消毒, 其潮湿的环境造成霉菌滋生, 随新风送入房间会对室内人员的身体健康构成不可见的直接威胁。

新风系统的日常运行管理也很重要, 很多建筑中的新风系统为了节约电费常年关停, 甚至个别项目根本无人会操作, 全靠开窗通风。在天气寒冷或雾霾风沙天气室内密闭, 室内空气状况十分恶劣。针对以上情况, 我们一方面应普及新风与健康的关系, 宣传正确使用新风系统对于提升室内健康生活环境品质的重要性, 宣传正确的新风系统运行保养知识;另一方面应说明健康住宅与节能运行的实现方式, 在保证健康舒适的室内生活环境的前提下有效节能, 当室外环境不佳, 自然通风无法满足室内空气环境的要求时, 我们需要以手动或自动的方式适时开启新风系统。以上两方面要求不仅是面向管理集中新风系统的物业管理人员, 也是面向使用户式新风系统的每位住宅业主。

4 结语

住宅采暖系统节能设计概论 篇10

关键词：住宅,采暖系统,节能,设计

我国是一个能源大国, 但是也是全世界人口最多的国家, 资源的人均占有率不富裕, 所以我国设定了资源节约战略。政府对于节能工作也是非常的重视, 而在节能当中, 供热是一项非常大的资源消耗, 对供热的节能改善势在必行。在最初的供热中, 往往都是按照住户的居住面积来收取费用的, 但是存在一定的不合理性, 还会造成不必要的能源浪费。随着人们对居住区供暖要求的增加, 使得人们对供暖系统的改善越来越重视。

1 我国节能方面的分析

随着供暖系统中节能问题的出现, 尝试着在节能的方式和方法上进行相应的改善, 还采取了相应的符合供暖设备的设施, 在节能的问题上, 我国的节能方式大多采用前期设计和后期保养相结合的方法, 这样做既保证了取暖的成功, 而且还在一定程度上节约了供热成本。

2 旧式采暖系统的基本形式及其优缺点

我国城市住宅室内采暖系统设计基本上都采用单管垂直系统的方案进行设计。这种设计方案有以下优点:一是供暖系统比较简单, 操作方便。二是施工比较方便, 适合人们居住区安装。三是造价较低, 能够被大多数人们所接受。但是相应也会出现一些不足, 最明显的就是用户不能够自己进行调节, 自家温度高低都得等系统操作人员去调节, 这样就很不方便, 而且长时间不必要的供热还会间接地造成资源浪费, 而随着资源结构的改变以及物业管理的要求, 这一不足越来越明显, 使得这种旧式的采暖系统不得不进行改进。

2.1 供暖系统不具备单独调节能力

单管式供暖系统最大的一个缺点就是不能够进行局部调节, 没有办法改善用户的冷热舒适度, 而且这一系统是先将热水输送到楼顶之后再依次向下送达到各用户中, 这就在一定程度上改变了各个楼层用户之间的传热系数。造成了不稳定情况的出现。

2.2 供暖系统维护维修能源浪费严重

由于单管采暖系统是一个整体的热水循环系统, 这一系统类似于电路的串联。如果有某一处出现了裂缝或者堵塞的话, 这个系统就会受到影响, 严重时还有可能导致整栋住宅楼出现停止供应暖气的情况, 而且这一系统在进行维修维护时要先把系统中的水抽出才能够进行维修维护, 这样就造成了大量的水资源浪费, 此外在一些比较寒冷的地方如果出现了水管冻裂的情况, 很有可能会引发一些事故, 从而影响居民的正常生活。

2.3 供热部门管理不方便

由于供暖系统是一个整体的循环系统, 是逐一分派到各个用户家中的, 由于它不具备单独调节功能, 一旦有用户出现拖欠供暖费的情况, 这时就比较难办, 拖欠用户不交供热费, 如果把这一用户的供暖停止的话, 那么就得把整栋楼的供暖全部停掉, 这就会影响到整个住宅楼的供暖, 长此以往, 最终导致供热企业入不敷出。

2.4 闲置住房能源浪费严重

由于供暖系统是单管串联式的, 所以每一层每一户的住宅都是供暖的, 但是有些住宅是没有人居住的, 这样的话就会造成能源浪费, 现阶段有些地区出现了非采暖的小区, 但是这是比较突出的现象, 并不多见。

3 分户计量的发展前景及控制原理

目前我国的分户式计量系统研究刚刚起步, 而分户式计量的发展也处在尝试阶段, 目前大多数的室内供暖系统多属于单管的垂直系统, 这也使得其自身的独力调节能力比较缺乏, 这也就间接地造成了对节能意识的不重视。据已知的能源消耗来看, 我国的住宅采暖能源消耗要足足高出其他发达国家2倍, 而且我国的供热还不利于管理。使得系统按户计量逐渐成为了供热发展方向, 也成为了目前解决收费问题和节能问题的出路。

4 单管制采暖系统

4.1 单管水平串联系统

这一系统是目前比较常见的采暖系统, 主要是利用每一个住宅设置一个总的回水系统, 而每一个用户我们把它设置为独立的小系统, 在每一个小系统的出入口处安装上可以调节的阀门以及热计量表, 这样便于用户计量热费, 而且这一系统对住宅没有什么影响, 它可以竖向无穿楼层的立管, 不会影响到住宅的装修。

4.2 单管水平跨越系统

它与单管水平串联系统是相同的, 都是采用的大系统, 虽然这一系统可以实现分室控制温度, 而且也不会影响到住宅的装修, 但是它的管线在经过住宅阳台时也是跟单管水平串联系统一样, 都要进行相应的处理, 而且这一系统的每组散热器都要加设排气阀。

5 双管制采暖系统

5.1 双立管并联式系统

对于双立管并联式系统, 任何一层的用户只要在散热器支管上加调节阀, 就可以达到调节介质流量, 从而满足用户对热舒适性的要求, 并实现节能。

5.2 水平双管系统

采用水平双管设计方案, 可以避免双立管并联式系统的垂直失调问题, 而且该系统可以实现每户一个独立系统, 有利于热量表的安装, 能实现散热器个体调节。

6 供暖系统设计中应注意的问题

在供暖系统设计中, 最基础的就是热负荷的计算, 这是非常重要的一项内容。在以往的设计中, 由于担心暖气不够热而盲目的加大热负荷值, 这样做是不理智的, 将会导致散热器安装的面积过大。我们应该选择更加合理的热指标估算方法。室内的散热器位置也要分布合理, 而室内安装散热器时必定会使水平的管线增多, 这样就会出现管线明装占用居住空间, 影响室内的布置等问题。

参考文献

[l]杨春华.住宅采暖系统节能设计浅析[J].黑龙江科技信息, 2009, (34) :89.

[2]刘春凤, 徐会斌.住宅采暖系统节能设计浅析[J].黑龙江科技信息, 2012, (23) :68.