内容发布更新时间 : 2024/5/7 12:53:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

浅谈工业厂房建筑空调系统的节能设计

摘要 随着国民经济的发展,工业厂房建筑设计迅速增加。可以说工业建筑的节能前景非常广阔。同时工业建筑不同于一般民用建筑，其设计过程多受制于工艺专业的要求，因此也决定了工业建筑多样性的特点。在工业厂房空调系统的设计中应针对这种多样性考虑其节能方案。

关键词 工业厂房空调系统设计 节能

引言 随着国家工业化、城镇化、机械化及国际化程度的不断提高，室内环境温湿度要求和舒适性意识逐步增强，对暖通空调专业也提出了更高的要求。如何以最小的能源、资源代价，取得高效的暖通空调生产环境，是摆在每个设计人员面前的难题。

在暖通空调系统设计中，采取必要的节能措施降低其能耗和对环境的影响，是降低能耗和保护环境的重要举措。本文主要结合实际设计经验以及一些暖通空调界专家的试验分析数据，对工业建筑工程中的暖通空调系统节能设计进行了简单的分析。

一、室内设计参数的选择

在工程设计中，室内设计参数取值标准往往过高，其主要原因是有些设计人员的保守思想和业主的要求过高造成的。

室内计算温度的高低与能耗的多少有直接联系。在冬季供暖工况下，室内计算温度每降低1℃，能耗可减少5%～10%左右；在夏季供冷工况下，室内计算温度每升高1℃，能耗可减少8%～10%左右。因此，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。

工业类厂房的办公区应尽量按照《公共建筑节能设计标准》中的条款，车间区域或是仓库区域需和业主就生产产品类别、性质、温湿度要求及工艺排气等方面进行讨论后方可决定。很多新建厂房项目的业主对其使用空间的温湿度需求标准不了解，定的室内温湿度参数值比较保守，设计方可根据相关项目设计经验和现场意见反馈，提出合理化建议，尽量降低系统能耗。

二、冷热负荷的计算

冷热源负荷是空调与供暖工程设计中最重要的基础数据，是确定供暖与空调

冷、热源容量，空气处理设备能力，输送管道尺寸，水泵大小的依据。目前，有些设计人员在施工图设计阶段，往往不加区别地将设计手册或技术措施中的单位建筑面积冷、热负荷指标直接用作确定施工图设计阶段空调与供暖冷、热负荷的依据，导致冷热源设备装机容量偏大、水泵配置偏大、末端设备偏大、管道尺寸偏大的现象。其结果是工程初投资偏高，运行费用和能耗偏大，造成了资源的浪费。

在方案设计和初步设计阶段，由于建筑设计还达不到有详细建筑构造和门窗尺寸的深度，所以只能凭经验数据进行估算。但是在工程实际中，各种项目的情况千差万别，所计算得出的负荷指标有较大的差异，数值分布比较离散，回归结果很难获得理想的相关系数。拿我们公司设计的这么多案子为例，即使生产同类型产品的厂房，其“指标”值也是不一样的。所以指标仅可作为初期设计的参考值。在施工图设计阶段，已具备了进行详细负荷计算的充分条件。这时，再按指标去确定负荷，显然是不恰当的。为此，《采暖通风与空气调节设计规范》和《公共建筑节能设计标准》，均明确规定必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算，并列为强制性条文。

当前，大部分省、市规定设计院在向施工图审查机构送审设计文件时必须同时提交通过正版软件计算的冷热负荷计算书，其目的就是让广大设计人员对冷热负荷的计算引起重视并落到实处，以提高计算速度和准确度，满足建筑节能的要求。

三、冷热源方案选择

对某既定的项目来讲，冷热源方案的选择是空调系统设计过程中的一个重要的决策环节。冷热源形式不同，初投资和能耗差别会很大，因此，如何根据实际条件正确选择冷热源，已成为设计工作者和用户经常碰到的一个问题，也是影响社会总能耗和工程投资的重要因素。现以苏州某项目为例，进行简单阐述和分析。

本项目位于苏州高新技术开发区，建筑面积107400平方米，空调及工艺冷/热量用量如下：

夏季空调耗冷量: 30000 kW(冷源7/12℃冷冻水), 冬季空调耗热量14000 kW(热源45/40℃热水)。

工艺冷量用量: 工艺冷却水系统（一）:27060 kW, 24/36.5℃工艺冷却水

工艺冷却水系统（二）: 1750 kW, 14/17℃工艺冷却水

工艺冷却水系统（三）:2790kW, 29/39℃工艺冷却水

工艺冷却水系统（四）: 3640 kW, 24/39℃工艺冷却水

本项目无市政热源，若采用冷水机组+燃气锅炉的形式，初投资及运行成本均很大。同时注意到本项目中工艺冷却水产生的废热量很大并且发热量较稳定。怎么能利用好这些能量？设计人员经研讨决定采用水-水热泵系统，将低品味工艺废热提升为高品位的空调用热能。采用水-水热泵系统需要很精确的冷热量用量分析和冷热源平衡。

经分析计算， 夏季，工艺冷却水系统（一）、（三）可共用一套冷冻水系统，工艺冷却水系统（二）和工艺冷却水系统（四）各自采用独立的冷冻水系统。

工艺冷却水系统（一）、（三）总废热量为29850kW，其中的11695kW可由闭式冷却塔承担，18155kW需由冷冻站承担。冷冻站设计采用1500RT离心式冷水机组2台，1200RT螺杆式水-水热泵机组4台,1台备用。夏季，冷冻机组均制取15/20℃冷冻水提供工艺冷却冷源，冬季冷水机组无须制冷，工艺冷却负荷一部分由闭式冷却塔承担，一部分由螺杆式水-水热泵机组承担用于制取45/40℃的空调用热水。工艺冷却水系统回水先经过闭式冷却塔降温后再通过板式换热器与冷冻水换热的方式，有效降低冷冻机组装机容量35%左右，大大节约了成本。

工艺冷却水系统（四）设计采用400RT风冷热泵机组3台,夏季制取15/20℃冷冻水提供工艺冷却冷源;冬季，工艺冷负荷由闭式冷却塔承担,风冷热泵机组运行制热工况，制取45/40℃的空调用热水，作为水-水热泵机组的备用热源。

因此，空调与供暖系统的冷、热源的选择应根据建筑规模、冷热量需求情况，结合当地能源结构及价格政策、环保规定并通过综合论证确定。因地制宜的系统才是合适的系统，才是高效节能的系统。

冷、热源的选择建议遵循以下原则：

(1)具有城市、区域供热或工厂余热时，宜将其作为供暖或空调的热源。

(2)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组作空调冷源。

(3)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填谷，提高能源的综合利用率。

(4)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3：1)，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，均可采用蓄冰(热)系统，以便降低白天制冷能耗。即可以节省电费，又可以缓解白天用电高峰期市电总电量不够的问题。

(5)具有天然水资源或地热可供利用时，宜采用地(水)源热泵供冷、供热。

四、风系统的设计