大空间工业厂房暖通空调设计与节能探讨

大空间工业厂房暖通空调设计与节能探讨

李伟 刘玉杰

中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司 河北省秦皇岛市 066000

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摘要：随着经济条件的不断优化，很多建筑中均安装了暖通空调，来提高生活的舒适度，给生活带来便利，这其中就包括大空间工业厂房。大空间工业厂房具备占地面积大、空间大的特点，在环保和经济角度而言，暖通空调的设计合理性显得非常重要。在设计过程中不仅需要考虑工艺生产的需求，同 时还需要根据国家的相关政策以及节能规范标准等对暖通空调系统进行优化、节能设计。对此，本文详细分析大空间工业厂房暖通空调设计与节能。
关键词：大空间工业厂房；暖通空调；设计；节能

1、大空间建筑暖通空调的设计原则
  1.1舒适原则
  在现代大型宇宙建筑中，HVAC的主要作用是为建筑物的室内调节温度，使室内冬天和夏天暖和，使人们感到更加舒适，因此其本质是为人服务的工具。作为为为人服务的工具，首先要遵循健康宜人的原则。也就是说，使用对人类健康无害的环保材料，通过合理的设计为人们创造适合居住的建筑空间。
  1.2经济性
  暖通空调设计过程中，还需要合理的考虑其经济性的问题，简而言之，就是在满足暖通空调节能要求的同时，还能确保其整体达到经济性的要求，不能投入太多的资金。因此，在设计暖通空调系统的时候，就需要合理的考虑其暖通空调设计的经济性，能够坚持对应的原则，这样才可以合理的选择暖通空调材料和对应的设备，这样才能确保整体节能的要求下，尽可能降低成本方面的投入，通过科学合理的资金成本安排，才能合理有效的应用每一份资金，最终防范浪费问题的出现。
  1.3减排原则
  地球上的各种资源和能源都是有限度的，在人类社会的发展中，不应为对自然资源和能源的鲁莽浪费付出代价，否则我们地球的家园会遭到严重破坏。研究表明，在现代的大型宇宙建筑中，HVAC能耗约占建筑总能耗的30%，这显示了能耗的大部分。为了实现我国可持续发展战略的需求和建设节约型社会的目标，现代大型航天建筑的HVAC设计必须遵循节能减排原则，一方面通过优化分配和合理使用各种资源和能源，最大限度地减少能耗，另一方面为了减少环境污染。

2、暖通空调设计的难点
  暖通空调系统设计是大空间场馆设计中的难点之一，设计过程中它不但要满足室内优美、均衡供暖和制冷、室内热水供应等基本要求，与此同时，还要降低能源浪费程度，达到有效控制成本和方便实操的目的。这里体现了对设计合理性、科学性更高的标准。
  2.1暖通空调控制系统设计难点
  暖通空调由于受到使用范围和地点的影响，促使它的控制系统比较复杂。大多数建筑单位出于对建设成本的考虑，促使暖通空调的设计无法达到技术标准，导致控制系统运行受到影响。如果控制系统设计的不好，会导致暖通空调的正常运行受到影响。具体表现在：设计效果差的控制系统，导致暖通空调运行系统水平受限；对每个系统的控制减弱以及信号处理效果差，从而不能有效保证信号得到及时处理和传递，在一定程度上对空调运行产生负作用。
  2.2大工业厂房内的层高设计，增加了温控难度
  大工业厂房为了满足室内采光条件和生产建设，所以它的层高一般情况下设计的都比较高，也正是因为层高高的原因，造成温控介质难以实现输送。建筑层较高一般会造成温控系统水压增大，如此一来管网在地面水平的运输就会出现问题。由于空间内温度梯度大，建筑层高太高会减弱室内温控效果，还会导致空调送风效果发生偏差，一定程度上也提升了室内制冷或者制热难度和耗能水平。
2.3温控系统送风位置选择难
  现今，设计大空间工业厂房中的送风系统时，要想对大空间厂房整体进行温度调控，可以选择上送下回的方式来实现。在现实的使用中一般要结合实际应用情况，在厂房内的不同位置进行送风口设计，在现实操作中也会结合具体需求，选择厂房送风口位置、数量和送风口角度进行调整和设计。尽管如此，厂房内重点位置还是达不到风量增加的目的，只有在在重点位置增加送风口。所以，选择送风口位置在大空间工业厂房的温控设计中是十分关键的。
  2.4日常能耗大
  一般情况下，大空间工业厂区内使用暖通空调系统耗电量是很大的。自开启到切实感觉到效果和关闭后的冷却耗能都是很大的。用最小的能耗达到最佳的暖通效果，这是一个十分值得思考的问题。

3、大空间工业厂房暖通空调设计与节能
　　3.1 暖通空调水系统的设计与节能
　　为了促使暖通空调拥有更好的运行性能，设计人员必须将空调水系统进行区分，并按照水系统的实际承载压力以及承载能力进行区域划分。为了确保分区的合理性，设计人员必须对空调的每一个设备进行全面性分析，例如空调系统所承受的压力、管道所承受的压力等等。同时，设计人员还可以适当的引入新技术，例如变频技术，以此降低空调自身的能源消耗，达到能源节约以及推动环境保护的目的。另外，在日常使用暖通空调的过程中，空调水系统会在使用过程中生成一些污垢，这些污垢会影响暖通空调的使用功能，降低空调系统中的传热效率，增大暖通空调的功耗，从而浪费掉很多能源。虽然在一般情况下，空调系统本身会装备有对水处理的部件，但是在日常的使用中，仍然需要在2至4月时采用人为的方式对水系统中的水进行处理，降低系统中的污垢，从而来达到节能的目的。

　　3.2 减少开启设备的时间和开启设备的台数
　　暖通空调的开机台数和开机时间段都要按照不同季节和不同时间的不同温度来合理安排。比如春秋这样的过渡季节，天气既不炎热也不寒冷，就可以依靠室外的新风来达到净化空气，控制室内温度的目的，减少开启设备的台数，从而达到节能的目的。而冬夏温差大，则应该合理规划大空间工业厂房格局，尽量在不需要空调的房间或是地点不开空调，从而减少开启设备的台数。另外在早上或是晚上，温度不是很高的情况下，就可以调小或关闭空调，来达到节能的目的。此外在一些特殊时间段工作人员集体外出活动的情况下也可关闭空调，来减少开启设备的时间，达到节能的目的。
　　3.3 合理安排冷却塔风扇的开启台数
　　在暖通空调的使用耗电中，冷却塔的耗电占据百分之八左右，因此有效降低冷却塔的耗电也可以达到节能的目的。一般情况下，在盛夏时节气温最高的时候，可以开启全部的冷却塔风扇，而在其他时间就没有必要全部开启冷却塔风扇了。通常情况下要根据温度来合理控制开启的冷却塔风扇数量。由于冷却水温度降低时制冷机组的COP增大，因此只要在制冷机组允许的情况下，应尽量降低冷却水温度，从而使整个空调系统处于最节能状态。
　　3.4 日常节约使用达到节能
　　日常节约是最简单同时也是能源使用量影响最为明显的一种途径。日常使用中，工作人员可以合理调整厂房的温度，当然也得保证员工的需求，确保他们感到舒适良好。我国相关文件规定，一般情况下，夏天的房间温度不应该低于二十六摄氏度，冬天的房间高度不应该高于二十摄氏度。另外，相关人员需要按照天气的实际情况适当的调节空调的使用方案，减少不必要的浪费。

结语：目前国内很大一部分空间厂房的暖通空调设计和节能性都存在一定的问题，具有广阔的完善和提升空间，如果暖通空调系统的设计达到最佳状态，那么对于温控能耗来说就会被降低许多，效果也会凸显出来，同时也能将大空间暖通空调系统的作用发挥到极致。
参考文献：
[1]范丽丽.大空间工业厂房暖通空调设计与节能探讨[J].城市建筑,2020,17(21):68-69.
[2]杜瑞环.大空间工业厂房暖通空调设计与节能分析[J].工程建设与设计,2019(18):58-59.
[3]许俊峰.厂房能源整合优化改造[J].城市建筑,2019,16(17):102-105.
[4]王佳明.大空间工业厂房暖通空调设计与节能分析[J].科技经济导刊,2017(16):64.