《暖通空调新进展》课程论文

第一篇：《暖通空调新进展》课程论文

浅谈净化空调系统节能控制技术

摘要：本文通过对洁净室的特点研究，提出采用变频技术；研究开发使用新型能耗低的高效过滤器；合理对回风的利用以达到洁净室能源的节约。

关键词：洁净室 变频新型高效过滤器回风利用

ABSTRACT: THIS PAPER STUDIES THE CHARACTER OF THE CLEANROOM, APPLY THE TECHNOLOGY OF FREQUENCY CONVERSION, OR THE NEW TYPE HIGH FILTER, OR REASONABLE AIR RETUREN TO SAVE THE ENERGY OF THE CLEANROOM.KEY WORDS: CLEANROOMFREQUENCY OF CONVERSIONNEW TYPE

HIGH FILTER RESEANABLE AIR-RETURN

1.研究意义

我国人均能源资源占有量约为世界平均值的1/2，且不及同期发达国家的20%，而我国能源消费量约占世界能源消费总量的10%，能源利用效率很低，万元GDP总能耗值约为世界平均值的3倍，是发达国家如日本的6倍。广东能源更显匮乏，人均拥有一次能源资源储量约为全国人均储量的1/20，一次能源消费量约90%需靠外调和进口，2003年广东万元产值能耗约是日本的4倍。近些年来依靠消耗大量的能源来支撑经济的增长，不仅使我国能源供需矛盾更加突出，环境保护压力加大，而且也制约着我国经济增长质量的进一步提高，影响着可持续发展战略的实施。因此，国家《节能法》规定“节能是国家发展经济的一项长远战略方针”，强调能源节约与能源开发并举，把能源节约放在首位。

据统计，近年来夏热冬暖地区夏季用电高峰期空调耗电已占该地区用电总量的30%～40%，2004年夏季用电高峰期广东空调用电量占总用电量的37%，致使供电负荷缺口增大，造成全天候用电紧张，一些城市不得不拉闸限电，对正常经济生活造成影响。电力是清洁能源也是用量最大的二次能源。因此，依靠技术创新，提高能源利用效率，切实实现空调节能尤其是节电，对经济持续发展不仅具有重大的社会意义，而且具有迫切的现实意义。

1.1 洁净室的节能潜力巨大

随着科学技术的进步，经济的发展，洁净技术的应用越来越广泛。诺贝尔得奖者著名的科学家杨振宁在2001年中国科协学术会议年会上判断，未来的二三十年中①芯片的广泛应用、②医学与药物的高速发展、③生物工程这三个方面将成为科技发展的火车头，是未来科技发展的三大战略方向。如今，现代工业产品生产和现代化科学实验活动要求微型化、精密化、高纯度、高质量和高可靠性，带来洁净技术也随着科学技术的发展和工业产品的日新月异而健康、高速地发展，并在三大战略外的食品、化妆品、军工等行业有更好的表现。然而，目前我国洁净技术总产值约占我国国民经济的0.15‰，而同时期日本的此比例

为1.5‰；另一个数据是目前我国生产的集成电路数量仅是韩国的1/20。这就要求我国洁净技术生产规模在一定时期内要比目前提高10-20倍，为此我国在将来要建立更多的洁净室。

洁净室是能量消耗大户，这是因为要保持洁净的生产环境所必需的空气洁净度等级、压差、温度、相对湿度要求；防止污染和交叉污染，洁净室内应根据产品生产过程的要求排除生产过程产生的粉尘、热量、有机溶剂等所需的全室或局部排风装置，与此同时需向洁净室送入相应的或必需的室外新鲜空气；根据不同的空气洁净度等级的要求需要有必须的换气次数/送风量。为进行正常的产品生产，洁净室内的生产工艺设备需按产品的特点供应电力、纯水、高纯化学品等，这些也需消耗大量的能源，伴随着电力等能量的消耗，在洁净室内生产的各种形式的发热量还需要进行冷却，有时这种需进行冷却的热负荷量是不可忽视的。

洁净室所需的净化空调系统的冷负荷与一般工业厂房或写字楼的一般空调系统的冷负荷相比，前者因空气洁净度等级和洁净室内生产工艺的要求不同，冷负荷大约为2093-6280KJ/(m2.h)，而写字楼的一般空调系统冷负荷仅335-502KJ/(m2.h)。半导体集成电路制造或生物医药产品的主要生产工序都要求在洁净室内进行，为了保持所必须的空气洁净等级，需要将大量的空气通过高效过滤器过滤后送入洁净室内，写字楼的一般空调房间换气次数为10次/h以下，而大规模的集成电路生产所需的5级（100级）、4级（10级）、3级（1级）洁净室的换气次数可能达到百次，其送风量将会比前者大数十倍以至百倍以上，因此洁净室的净化空调系统及其制冷机的耗电量比其他类型建筑物的一般空调系统及其制冷机的耗电量大得多，据调查统计大规模集成电路制造工厂洁净厂房的净化空调系统及其制冷机的耗电量约占工厂总耗电量的50%左右；制药工厂洁净厂房的净化空调系统及其制冷机的耗电量约占工厂总耗电量的60%左右。

洁净室的能量消耗包括：洁净室中的生产设备用电、用热、用冷，净化空调系统的耗电、耗热和冷负荷，冷冻机组的耗电，排气装置的耗电、耗热，各种高纯物质的制取、输送耗电、耗热和冷负荷，公用设施的用电和照明用电等。洁净室的能量消耗是一般写字楼的10-30倍，据了解目前一个大规模集成电路生产用洁净厂房的电力负荷约数万千瓦。在各类能量消耗中除生产设备随产品品种、生产工艺不同而不同外，能量消耗总量中比例较大的是冷冻机的电耗，通常要占总量的15-30%，洁净室的净化空调系统的冷负荷是一般空调的5-15倍。

可以看出，洁净室的耗电量是很大的，若洁净室设计时精心设计，周密规划，节约能源、降低能耗是可能的，节能的潜在容量是不小的。随着科学技术的发展，工程设计技术水平的提高，各类净化空调和制冷设备技术性能的改进，使洁净室的能量消耗降低的可能成为现实。据有关调查分析表明，即使空气洁净度相同的洁净室，由于设计和设备配置的不同，能源消耗量可能相差50%以上。

2洁净室空调系统的特点

2.1 风量大

洁净室主要是通过空气量的循环来过滤空气中的尘埃、细菌等，实现对空气中非生物粒子和生物粒子的控制，达到洁净的标准。因此需要有足够的风量来保证室内的洁净度。

洁净室的风量一般按照室内换气次数来计算，通常是10倍，甚至几十倍，尤其是单向流洁净室，换气次数达到房间体积的几百倍。

大风量对空气处理机组的强度是个考验，目前市面上常见的空气处理机组的都是采用铝合金框架结构、方钢结构的比较多，如果面板的厚度和框架的强度不够，容易造成空气处理机组变形，特别是医用空气处理机组，一般要采用正压设计，如果面板和框架固定不够，就有可能会出现面板飞出砸人的恐怖现象。所以洁净用空气处理机组首先要满足高强度的要求，目前市面上常见的面板厚度有30mm和50mm，也有一些厂家率先推出60mm的面板的高端机组，相信在洁净场合将得到广泛的应用。

2.2 风机的压头高

净室一般至少要采用初、中、高三级过滤器过滤，而这三级过滤器的阻力加起来就有700～800帕左右，洁净室一般也要采用集中送、回风的方式，以保证维持洁净室的正负压调节的要求，所以洁净室的管道阻力一般比普通空调的要多一倍以上。需要克服这些阻力，就要求空气处理机组的送风机有足够的压头，所以洁净室的空气处理机组的送风机组一般采用后弯机翼型的风机，或者是无窝壳的风机，才能达到足够高送回风压头。

在这种大风量，大压头的情况下，对机组的漏风率也是一种考验，洁净室用空气处理机组的漏风率越低，为客户节省的能源就越多，运行费用就越低。

2.3 温湿度控制精度高

和普通舒适性空调的满足人员舒适的要求不同，洁净室的温湿度控制的精度是为了满足工艺要求，如在某些电子产品的制造中，对温湿度的控制要求非常严格，在医用和实验动物等方面，对温湿度的控制精度也有明确的要求。为了实现恒温恒湿，那么要求空气处理机组中至少要具备制冷、制热、加湿、除湿等功能段，而且需要精密控制的方式；如换热器要采用高效率的亲水翅片，并且水流量采用比例积分控制，加湿量也要采用比例积分或者是PID调节的方式，以便实现更高的控制精度。

2.4 正负压控制严格

无论是电子厂房还是隔离病房、制药厂、实验动物室等，为了防止粉尘、细菌扩散到其他的洁净区域，还是为了防止病毒细菌的扩散引起交叉感染，洁净房间的正负压控制非常重要，特别是在医用场合需要防止放射性尘埃、有害气体、臭气及细菌向外扩散，准确有效的控制正负压极其关键。实际工程应用中，工业洁净室和一般生物洁净室都是采用正压维持，但对于使用有毒、有害气体或使用易燃易爆溶剂以及其他有特殊要求的生物洁净室则采用负压控制。要想有准确的压差控制值，在洁净室空气处理机组要求要有较低的漏风率，才能有较高的控制精度。同时采用集中送回风的分流段将在空调箱中被广泛应用。

2.5 拥有良好的过滤系统

无论是满足工艺设计要求的工业洁净室，还是满足医用、制药、实验动物等的生物工

程，共同的特点是要满足无尘，这将靠一套良好的空气过滤系统来完成。洁净技术对微生物、尘埃等的控制程度，主要取决于过滤器的性能。洁净室一般至少要经过三级过滤，空气处理机组配备初、中效过滤器，送风末端配高效过滤器。空气过滤器需要有良好的品质，一旦发生泄漏，就再也不可能达到洁净的可能。除了本身不能有任何的泄漏，过滤器在空调箱的密封也要引起注意。

2.6 采用变频技术

洁净空调系统大风量的特点带来了高能耗，各种节能技术在洁净空调系统中得到广泛的应用。其中变频技术在洁净空调系统中被广泛的选用。由于洁净空调一般至少要经过初效过滤器、中效过滤器(亚高效过滤器)、高效过滤器的过滤，而过滤器都是随着使用的时间越来越久，其阻力也越来越大，和普通空气处理机组的送风机是按过滤器的计算阻力来选型的不同，在洁净室中选用空气处理机组的送风机电机功率都是按过滤器的终阻力来选型的，在空调系统运行初期，风机的压力是绝对足够克服系统的阻力来满足使用要求的，这时候采用变频器，可以将风机的转速降低，减少功耗，起到良好的节能目的；随着系统的运行，过滤器的阻力越来越大，空调系统的风量将会减少，通过风管里风量或者是静压变化提供变化的数据给变频器，又变频器将风机的转速变大，就可以满足系统风量的要求，同时也可以对风机转速的调节，对房间的正负压保持有良好的调节作用。另外选用变频风机，也可以在洁净室不使用时，将机组的转速变低，送风机的风量减少，相当于值班风机的使用。

2.7 相当的稳定性和可靠性

现代工业的高度发展，使得工业产品拥有体积小、高价值的特点，如果洁净空调机出现故障，将带来数于千计的损失，特别是医用洁净室中，如果在手术或者是产房过程中，如果空调机组出现故障，将带来生命的安危，因此要求空调机组拥有相当的稳定性和可靠性，要求空气处理机组的每一个部件采购中应该采用拥有良好的品质管理的厂家的产品，如在机组内部应该选用有AMCA认证的高品质风机和高品质的电机，对过滤器的选用也要非常慎用，特别是高效过滤器，如果有一个小孔，就带来无数的细菌，后果是无法想像的。另外在空气处理机组的生产和检测也要严格按照国家的标准制造。

3国内外研究现状

近年来，我国夏季空调用电量急剧上升。在东南沿海地区，空调用电激增的趋势已引起电网供电紧张，各地纷纷拉闸限电或错峰用电。据统计，2003年全国有21个省市拉闸限电，2004年拉闸限电的省市已扩大到24个。电力紧张已成为制约我国社会经济发展的一大瓶颈。因此，抑制空调能耗增加，积极研发推广绿色节能型空调技术和设备，已成为建筑暖通空调领域一个迫切而热门的研究课题。然而，国内外大部分研究都集中在中央空调的研究上，而关于日益增长的洁净室空调系统的研究和文章较少。一般主要集中在以下几个方面：

（1）采用变频技术，通过变频器，降低风机转速，从而减少能耗；

（2）研究开发新型能耗低的高效过滤器；

（3）对回风的利用；

参考文献

[1]陈霖新，洁净厂房设计与节能，第五界中国国际（北京）洁净技术学术论坛论文

[2]许钟麟沈晋明空气洁净技术应用[M]，中国建筑工业出版社1989。

[3]张子慧黄翔张景春制冷空调自动控制科学出版社2001

第二篇：暖通空调课程报告

给排水07级《暖通空调》课程报告

根据本学期所学的《暖通空调》这门课程，并结合自身专业特点，以《我对暖通空调的认识》为题写一篇课程报告，总结学习这门课程的收获、体会、与本专业的联系等。

阐述线索（供参考）：

1． 暖通空调的含义、作用、关键技术、发展趋势等；

2． 暖通空调系统组成、系统特点等；

3． 与给水排水专业学科特点比较；

4． 给水排水专业学习这门课程的目的、意义；

5． 课程建议。

第三篇：暖通空调设计规范

暖通空调设计规范

一、空气调节

GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范

二、能耗计量

GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范

《公共建筑节能设计标准》GB50189

三、冷热水系统

《公共建筑节能设计标准》GB50189

GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范

《公共建筑节能设计标准》GB50189

GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范

四、冷却水系统

GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范

《公共建筑节能设计标准》GB50189

五、风系统

《公共建筑节能设计标准》GB50189

GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范

《公共建筑节能设计标准》GB50189

六、检测与控制

《绿色建筑评价标准》GB50378 4.2.10采暖和（或）空调能耗不高于国家和地方建筑节能标准规定值的80%。5.2.15 楼宇自控系统功能完善，各子系统均能实现自动检测与控制。

5.5.1 采用中央空调的建筑，房间内的温度、湿度、风速等参数满足设计要求。GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范

《公共建筑节能设计标准》GB50189

七、公共建筑节能改造

《公共建筑节能改造技术规范》JGJ176

第四篇：暖通空调设计方案

暖通空调设计方案比较的一些问题

时间：2009-12-09 12:46:31 来源：冷源在线 作者：COOL 设计方案对暖通空调工程设计的成败优劣关系重大。近年来，随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有几种、十几种甚至几十种不同的设计方案可以选择，设计人员不得不进行大量的方案比较和优选的工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响暖通空调设计质量和效率的一项重要工作。

暖通空调设计方案的评价因素很多，一些因素很难定量表述，许多因素又不具可比性，每种设计方案往往都有各自的优缺点，面对众多的设计方案，由于考虑问题的角度不同，各方的看法往往各不相同，甚至大相径庭。目前在设计方案比较中存在的一些混乱状况使设计人员无所适从。如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。笔者根据从事设计、审图和方案评审工作的一些体会，对暖通空调设计方案比较中应注意的一些问题进行粗浅的分析。

1、可行性和可靠性问题

能够满足使用要求，这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范的要求，包括有关环境保护的要求；设计方案应能满足有关方面的要求（如供电、供气、供水、供热等），并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。例如采用水源热泵设计方案时应考虑当地地质情况、地下水资源的现状和变化趋势、冬季热负荷和夏季冷负荷不平衡所产生的热（冷）蓄积效应等问题。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目，应对设计方案进行全年工况分析，以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。

对于一些无法采用标准设备的特殊情况，对非标准设备应提出详细的参数要求，并且所提出的参数要求应合理可行。能否有足够的机房面积也是评判设计方案可行性必须考虑的问题，尤其是对于一些改造工程和建筑面积比较紧张的情况。对于一些要求全年保证室内空气参数的重要工程以及空调系统故障停机将产生严重损失的场所，如航天发射场，应考虑系统中设备的工作可靠性和备份问题，进行系统工作可靠性分析。在这种情况下，室外气象参数和安全系数的确定也应特殊考虑。

2、经济性比较问题

经济性比较是目前暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较，这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较，显然是不合理的；如果不考虑舒适性的区别，对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较，显然不可能做出正确的选择；如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较，对集中式空调方案显然是不公平的。

一次投资是投资方最为关注的一个参数，在计算投资时应全面准确、不能漏项。暖通空调设计方案的一次投资不仅包括各种设备、管道、材料的投资，而且应包括各种相关收费（如热力入网费、用电设备增容费、天然气的气源费等），相应的安装、调试费用，相关的工程管理等各种收费，相关水处理和配电与控制投资，机房土建投资与相应室外管线的费用，而这些在实际设计工作中容易被遗漏。由于同一种设备的生产厂家较多，价格各异，因此在不同方案经济性计算比较时各种设备的价格应采用平均价格。以上都是直接费用，在一些情况下间接效益也应综合考虑。如宾馆、饭店、写字楼的空调机房节省的面积，作为商业用房可产生的效益。如果采用贷款进行建设，全面的经济性比较还应考虑贷款利率和还贷期限等动态因素。

3、调节性和可操作性问题

暖通空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的，因此系统应有较好的调节性能，以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案，如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案，其一次投资通常较高，但运行能耗较小，在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼，设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。

设计方案的管理操作方便性是用户十分关心的问题。空调系统自动化水平的提高，可以减少管理人员的数量和劳动强度，从而使人工费减少，但使一次投资增加，对操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制，应根据实际情况和要求，经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程，宜采用自动控制，以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化，以提高系统的经济性和可靠性。对于只有季节转换时才操作的阀门不宜采用自动控制。对于一些各部分不同时使用的建筑物或各部分出租给不同使用单位的商业建筑，系统设置应考虑分别管理控制和运行费用分别统计交纳的要求。

4、安全性问题

设计方案的安全性是以往考虑较少的问题，随着美国“9·11”等恐怖袭击事件的发生以及SARS的出现和迅速蔓延，暖通空调系统的安全性问题已经成为公众关注的焦点，在SARS严重流行时期，人们甚至对空调系统产生恐惧而不敢使用，这将对暖通空调行业的发展产生深远的影响。经过对这些事件的认真分析、研究和反思，将会在工程设计、设备研制、运行管理、规范和技术措施等诸多方面进行改进，使暖通空调系统的安全性得以提高。在大中型建筑方案设计阶段，对其暖通空调系统进行安全性评估将是十分必要的。

暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时，安全性成为必须考虑的重要因素，应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题，应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统，并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑，在此不作详述。

设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、北方暖通空调系统冬季防冻、空调系统电加热与风机联锁保护等问题。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响，例如，重要机房、重要资料库和文物库房不应采用在吊顶设置风机盘管的空调方案，因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。

人员环境安全主要包括暖通空调系统对人体的危害、防止恐怖袭击和防止传染性疾病扩散这3个方面的问题。采用氨制冷方案时，应考虑氨泄漏对人体的危害。锅炉房的布局应考虑人员安全性问题。在防止恐怖袭击方面和防止传染性疾病扩散方面，应注意空调新风口是最薄弱环节，因此必须采取可靠的防范措施，新风口应设置在人员难以接近、不易受到污染的地方。由于全空气空调系统回风口很多，因此它是最容易遭受恐怖分子生化袭击的空调系统形式，如果不采取特殊的措施，它也是最容易造成流行性疾病扩散的空调系统形式。从这方面来说，分体空调、一拖多空调系统、风机盘管空调系统的安全性较好。

在确定系统新风量时，除了要考虑以往的一些因素外，还要考虑在流行性疾病暴发期间，稀释室内有害病毒浓度的要求。在这方面，应注意不要走向另一个极端，对空调系统安全性的过度恐慌是没有必要的。例如，为了防止传染性疾病扩散而采用全新风直流系统，显然是不合理的，这将使投资、能耗和运行费用大大增加，关键是要合理确定系统方案和新风量，加强有组织排风，并采用隔绝式的热回收装置、加强对空气的过滤与消毒处理。系统新风量应能调节，平时按正常风量运行，流行性疾病暴发期间或室内受到生化污染的情况下按较大风量运行。吊顶暗装风机盘管的回风应采用风管连接，不应采用将吊顶作为静压箱的吊顶回风方式。另外在表冷器、蒸发器和冷却塔等结露积水、病菌容易繁殖的地方应采取可靠的排水和消毒措施。

5、环境影响问题

随着工业生产的迅速发展和人们生活水平的日益提高，环境保护问题越来越受到人们的重视，而燃煤锅炉的排烟又是北方城市大气的主要污染源，因此北京等大城市对燃煤锅炉进行了严格的限制，而且限制的区域不断扩大。在这些区域内，环境影响成为了关系到设计方案可行性的一个重要因素。在设计方案选择时应特别注意环境保护要求不断提高的趋势，避免建筑物建成不久就进行改造。在空调设备选型时，要特别注意各种氟利昂制冷剂替代的进程要求，不能选用以已经或即将禁用的制冷剂为冷媒的空调产品。在这方面暖通空调设计人员既要有环境保护的责任感，同时也要考虑建设方和用户的经济承受能力，不要盲目冒进，以免给建设方和用户增加不必要的经济负担。

在对设计方案进行经济性比较分析时，还应综合考虑暖通空调设备的废气、废水、废渣和噪声等污染治理的费用。如何对设计方案污染物排放的危害、对臭氧层的破坏和产生的温室效应的危害、系统和设备全过程（包括设备制造、使用和淘汰处理的全过程）的能源和资源消耗等进行全面、科学、定量的经济性评估比较，是一个需要深入研究的问题。

6、设计方案比较中的一些误区

由于设计方案比较是一项影响因素多、专业技术性很强的复杂技术工作，即使是暖通空调专业的设计人员，要在众多设计方案中选出最佳方案也非易事，对于局外人更是雾里看花。目前在该项工作中仍然存在一些认识上的误区。例如，认为采用最新技术的设计方案就是最佳的设计方案，出现不管使用条件而盲目追求新技术的倾向，甚至以此作为卖点进行炒作。实际上每种方案都有其适用条件和范围，在其适用范围之外，先进的技术方案就可能变成不合理甚至是不可行的方案。一种设计方案对某个工程项目可能是最佳方案，但对于另一个工程项目就可能是不可行的方案，因此在方案选择时不能赶时髦、搞攀比。

另外往往认为投资最低的方案就是最佳方案，但是一次投资低的方案有可能因为其运行费用很高或设备寿命很短，需要经常更换，从长期运行来说并不合算。在评价设计方案时，往往认为复杂的方案就是高水平的方案。但实际上因为系统越复杂，通常其设备越多、投资就越高，系统的可靠性、可操作性、可控性和可维护性就越差，因此复杂的方案并不一定就是高水平的设计方案，在满足使用要求的前提下，系统越简单越好。此外，在选择设计方案时切忌不加分析地采用建设方的意见，因为建设方通常不是暖通空调专业设计人员，不可能对设计方案进行全面技术经济性分析比较。因此应对建设方的意见进行认真的分析，通过全面技术经济性分析比较来确定最佳的设计方案。

暖通空调设计方案的选择是一个直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优劣的重要问题。暖通空调设计方案的比较和优选是一个涉及面广、影响因素多的复杂技术工作。一个优秀的暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，使其综合效益最高。综合考虑的因素越多，通常其方案设计的水平越高，同时其设计工作量和难度就越大。但由于目前工程设计周期普遍较短、暖通空调专业的设计收费太低、设计收费与设计产生的经济效益不挂钩以及一些技术性问题没有完全解决等原因，在实际设计工作中往往不能对设计方案进行多方案多参数的综合对比分析和优化选择，对设计方案的选择容易出现片面性和主观性的问题，由此造成的经济损失是相当严重的。这一问题应引起有关方面的高度重视，在设计管理和技术研究两个方面均要作大量的工作。

在设计方案比较选择时必须对工程设计项目的各项实际需求、环境条件的特点、需求和环境条件的变化趋势等情况进行深入调查研究，对各种技术方案的特点、适用条件和范围进行客观深入的分析，对暖通空调各种技术发展的方向和趋势有深入的了解，尤其必须对各种设计方案的可行性、可靠性、安全性、投资、能耗、运行费用、调节性、操作管理的方便性、环境影响、舒适性和美观性等技术经济评价因素进行客观准确的计算和综合对比分析。只有这样才能对各种设计方案进行科学的比较和优选，避免因片面性和主观性带来的失误和经济损失。

第五篇：暖通空调新技术

暖通空调新技术

简介:

暖通空调是分户的中央空调，中央空调它最大特点,是能够创造一种舒适的室内环境。而家居一般的分体的空调，它只能解决冷暖问题，而解决不了空气处理过程。现在，有了暖通空调就不一样了。暖通空调是分户的中央空调，中央空调它最大特点,是能够创造一种舒适的室内环境。而家居一般的分体的空调，它只能解决冷暖问题，而解决不了空气处理过程。现在，有了暖通空调就不一样了。

一 暖通空调新技术基本内容

1、空调系统类型

按照使用目的，空调可分为：

舒适空调---要求温度适宜，环境舒适，对温湿度的调节精度无严格要求、用于住房、办公室、影剧院、商场、体育馆、汽车、船舶、飞机等。

工艺空调---对温度有一定的调节精度要求，另外空气的洁净度也要有较高的要求。用于电子器件生产车间、精密仪器生产车间、计算机房、生物实验室等。

按照空气处理方式，可分为：

集中式（中央）空调---空气处理设备集中在中央空调室里，处理过的空气通过风管送至各房间的空调系统。适用于面积大、房间集中、各房间热湿负荷比较接近的场所选用，如宾馆、办公楼、船舶、工厂等。系统维修管理方便，设备的消声隔振比较容易解决。

半集中式空调---既有中央空调又有处理空气的末端装置的空调系统。这种系统比较复杂，可以达到较高的调节精度。适用于对空气精度有较高要求的车间和实验室等。

局部式空调---每个房间都有各自的设备处理空气的空调。空调器可直接装在房间里或装在邻近房间里，就地处理空气。适用于面积小、房间分散、热湿负荷相差大的场合，如办公室、机房、家庭等。其设备可以是单台独立式空调相组，如窗式，分体式空调器等。也可以是由管道集中给冷热水的风机盘管式空调器组成的系统，各房间按需要调节本室的温度。

按照制冷量可分为：

大型空调机组---如卧式组装淋水式，表冷式空调机组，应用于大车间、电影院等。

中型空调机组---如冷水机组和柜式空调机等，应用于小车间、机房、会场、餐厅等。

小型空调机组---如窗式、分体式空调器，用于办公室、家庭、招待所等。按新风量的多少来分：

直流式系统---空调器处理的空气为全新风，送到各房间进热湿交换后全部排放到室外，没有回风管。这种系统卫生条件好，能耗大，经济性差，用于有有害气体产生的车间。实验室等。

闭式系统---空调系统处理的空气全部再循环，不补充新风的系统。系统能耗小，卫生条件差，需要对空气中氧气再生和备有二氧化碳吸式装置。如用于地下

建筑及潜艇的空调等。

混合式系统---空调器处理的空气由回风和新风混合而成。它兼有直流式和闭式的优点，应用比较普遍，如宾馆、剧场等场所的空调系统。

按送风速度分： 高速系统---主风道风速20－30m/s。低速系统---主风道风速12m/s以下。

2.、空调冷热源的形式

集中式空调系统冷热源方式的选择对国民经济的总能耗、工程投资、运行效益、环境都有重要影响。

常用的冷热源方式主要有：电动式制冷机组加锅炉、溴化锂吸收式制冷机加锅炉、热泵式机组、直燃式溴化锂吸收式制冷机组、电动式制冷机组加锅炉加冰蓄冷系统。

①从性能特点方面考虑主要是设备运行的可靠性，技术先进性，节能性，结构紧凑性，安装操作维修方便性，噪声振动性等。总的说来，电动式冷热水机组在技术上比热力式冷热水机组成熟可靠，在调试、运行维护方面比热力式机组方便。而热源以城市热网供热为首选。

②从投资方面考虑在选择空调冷热源设备时，需要对设备的初投资和运行费用进行综合分析。溴化锂吸收式制冷机组耗电少、电力增容费低、但价格比同等产冷量的电制冷机组高。从初投资、一次能耗、运行成本来看，电动式优于热力式。风冷热泵机组比常规的制冷机加锅炉方案一般节省初投资25%.③从能耗方面考虑吸收式冷水机组的一次能耗比电动式制机组高，其中蒸气型或热水型双效吸收式制冷机的能耗为电动式的2～3倍。直燃式约为电动式的1.6～2.1倍。若无余热可利用热水型机组一般情况下应尽量少用，无特殊情况不宜提介用锅炉新蒸汽作吸收式制冷机组的热源。制冷机制冰时COP值降低，所以蓄冷空调比常规空调要消耗更多的电能，不能称为节能。但就电力供应系统而言，蓄冷所起到的移峰填谷作用，均衡了电网负荷，提高了电网的供电能力。④从对环境污染方面考虑热电厂烟尘对环境的污染源比分散锅炉房造成的污染要小，同时应考虑电动式机组的CFC对臭氧层的影响，以及热力式机组温室气体CO2排放和SO2的排放问题。

⑤从设备适用性件方面考虑,由于不同的空调冷热源设备具有各自不同的性能特点，各适用于一定的外部条件。在电力紧张地区，溴化锂吸收式机组可作为空调冷源的优先选择，其中直燃式机组一般采用轻柴油或城市煤气为燃料，污染物排放量小但燃料成本高。当环保要求高、地价昂贵、电力增容费较高、冬季需采暖、又经技术经济比较较为合理时，可采用直燃式机组。对实行分时电价政策的地区，蓄冷空调有较广阔的发展前景。对缺水地区可考虑风冷冷水机组。

3、空调系统设计基本步骤

（一）气象资料的收集。

（二）热湿负荷计算

计算设计建筑物在最不利条件下的空调热、湿负荷。

（三）确定最佳空调方案

（四）送风量与气流组织计算

1、根据计算的空调热、湿负荷以及送风温差，确定冬、夏季送风状态和送风量

2、根据设计建筑物的工作环境要求，计算确定最小新风量

3、根据空调方式及计算的送、回风量，确定送、回风口形式，布置送、回风口，进行气流组织设计。

（五）空调水、风系统设计

1、布置空调风管道，进行风道系统的水力计算，确定管径、阻力等

2、布置空调水管道，进行水管路系统的水力计算，确定管径、阻力等

（六）主要空调设备的设计选型

1、根据空调系统的空气处理方案，并结合i—d图，进行空调设备选型设计计算

2、确定空气处理设备的容量及送风量，确定空气处理设备的结构形式及其热工参数

2、根据风道系统的水力计算，确定风机的流量、风压力及型号。

（七）通风及防、排烟系统设计

1、确定通风方案，计算系统所需通风量，预选风机

2、布置通风系统管道和设备，计算管路阻力，确定管径，选定风机型号

3、确定防、排烟系统设置的部位，选择防、排烟方式，进行防、排烟设计。

（八）冷、热源机房设计

1、根据空气处理设备的容量，确定冷、热源的容量和型号

2、根据管路系统的水力计算，确定水泵的流量、扬程及型号

（九）空调设备及管道的保冷、消声和隔震设计

二． 蓄能空调

空调蓄能技术是一种最有效地获取分时电价差效益、节省电制冷或电制热运行电费的技术。在国外已经是一项成熟的技术，目前国内正在大面积推广应用。在用户扩容改造或新装制冷中央空调系统时，按蓄能方式设计系统，由于在空调负荷高峰时，可以使用预先储存的冷量来供冷，因此不必象常规空调系统那样按高峰负荷配备主机设备，而是按全天的平均负荷来配备空调主机设备,系统装机容量可减少达30—50%。从而使得按蓄能方式设计的系统比按常规设计的系统节约投资费用。

1.冰蓄冷

空调冰蓄冷技术，即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用电动制冷机制冷，使蓄冷介质结成冰，利用蓄冷介质的显热及潜热特性，将冷量储存起来。在电力负荷较高的白天，也就是用电高峰期，使蓄冷介质融冰，把储存的冷量释放出来，以满足建筑物空调或生产工艺的需要。冰蓄冷有以下主要特点：

电力移峰填谷 均衡电力负荷，加强电网负荷侧（Demand Side Management）的管理。由于转移了制冷机组用电时间，起到转移电力高峰期用电负荷的作用。制冷机组在夜间电力低谷时段运行，储存冷量，白天用电高峰时段，用储存的冷量来供应全部或部分空调负荷，少开或不开制冷机。对城市电网具有明显的“移峰填谷”的作用，社会效益显著。

享受峰谷电价 由于电力部门实行峰、谷分时电价政策，所以冰蓄冷中央空调合理利用谷段低价电力，与常规中央空调系统相比，运行费用大大降低，经济效益显著。且分时电价差值愈大，得益愈多。

降低电力设施投资 由于冰蓄冷空调系统具有储存冷量的能力，故制冷机组无需按照峰值负荷进行选型，制冷主机容量和装设功率大大小于常规空调系统。一般可减少30％～50％。电力高压侧和低压侧设施容量减少，降低电力建设费用。

充分使用设备 冰蓄冷空调系统制冷设备满负荷运行的比例增大，从而提高了制冷设备COP值和制冷机组的经常运行效率，制冷机组工作状态稳定，提高了设备利用率并延长机组的使用寿命。

投资比较： 冰蓄冷空调系统的一次性投资比常规空调系统略高（仅机房部分，末端设备与常规空调系统相同）。但如果计入配电设施的建设费等，有可能投资相当或增加不多，甚至可能投资降低。

效率比较： 夜间冷水机组制冰工况运行时，由于气温下降带来的得益可以补偿由蒸发温度下降所带来的效率的损失。

2.水蓄冷

水蓄冷是利用3-7°C的低温水进行蓄冷，可直接与常规系统区配，无需其它专门设备。

其优点是：投资省，维修费用少，管理比较简单。但由于水的蓄能密度低，只能储存水的显热，故蓄水槽上地面积大。如若利用高层建筑内的消防水池，在确定制冷机容量与蓄冷槽的容量时，可根据消防水池的容量来计算出蓄冷量，然后根据剩余负荷量来确定制冷机组的制冷量。最后校核一下冷水机组能否满足夜间蓄冷的需要。

3.蓄热空调

所谓蓄热空调，是指在不需装备锅炉的条件下，利用深夜电力，将电能转化为热能，使水充分吸热。你后将热水存储在一个保温的容器之中，在调荷避峰的情况下，虽然把大负荷的用电设备停止运转，也能有热水自保温的容器中不断地在中央空调的变风量或风机盘管等管道中循环，继续维持空调取暖，使室内仍保持在舒适的环境中。

从多年实践证明，我们所指的蓄热空调，不是指在用电高峰时完全不准用电，而是要把用电负荷的峰值削平，维持电网的正常运行，因此，在这个设计思想的指导下，我们可以在当用电高峰时，中央空调采用蓄热装置后，可减少三分之一或一半左右的负荷，所以蓄热空调也得到电力部门和用户的认可和欢迎。

三．地源热泵

地源热泵是利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊）和土壤源中吸收的太阳能和地热能，并采用热泵原理，既可供热又可制冷的高效节能空调系统。

地源热泵机组运行时，不消耗水也不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。地源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比也可以减少40%以上；与电供暖相比可以减少70%以上，它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%，比燃气锅炉的效率高出了75%。

地源热泵系统可供暖、空调制冷，还可提供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统，特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物。地源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量的能量，而且用一套设备可以同时满足供热、供冷、供生活用水的要求，减少了设备的初投资，地源热泵可应用于宾馆、居住小区、公寓、厂房、商场、办公楼、学校等建筑，小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。

四．变风量空调系统

变风量空调是指，在送风温度不变的条件下，通过改变风量的办法来适应负荷变化。而风量的变化是通过专用的变风量末端装置来实现的。变风量技术的基本原理很简单，就是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷。由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行，所以，风量的减少带来了风机能耗的降低。在同一空调系统中，各空调区域内设置变风量末端送风装置，可以根据区域需求，调节所需风量，满足不同温度控制需要，节省运行费用。

五． 保温技术

保温、隔热是采暖、空调工程中重要的的组成部分，保温、隔热确保了我们的采暖、空调等各种系统的正常工作，是各种系统的技术参数达到设计要求的保证。

保温、隔热的材料有很多种，大致可以分为以下三类：

1、纤维材料：矿岩棉制品、玻璃棉制品、硅酸铝纤维制品；

2、无机材料：泡沫玻璃制品、硅酸钙制品、复合硅酸铝镁制品、膨胀珍珠岩、泡沫石棉制品；

3、有机材料：聚氨酯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料、橡塑海绵、聚乙烯泡沫（俗称EPS）、聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）。

此外建筑节能也是很重要的一个方面。这是对于建筑专业的要求，如屋面和墙一定要采用高保温材料，减少墙体的传导能源损失。

六．锅炉技术 锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或者有机热载体。

燃气锅炉燃用发热量高的燃气，空气用量大，要使燃气能充分燃烧，需要大量的空气与之混合。燃气的燃烧过程没有燃油的雾化过程与气化过程。燃气与空气的混合方式，对燃烧的强度、火焰长度和火焰温度都有很大的影响。

七.学习体会

中国建筑的能耗(包括建材生产、建造能耗、生活能耗、采暖空调等)约占全社会总能耗的33.3%，建筑业的二氧化碳排放占全国总体碳排放的43.7%，如今能达到新建建筑国家标准(必须节能50%)的建筑只占同期建筑总量的约10%。随着我国住宅产业的发展，建筑节能越来越受到国家各部门的重视。目前暖通空调系统作为办公楼、住宅的耗能大户，对整个建筑物的能耗有着直接的影响。因此，暖通空调的发展受到多方关注。

暖通空调作为耗能较大的行业，在节能环保的大背景下，低碳环保的生活方式对暖通空调市场影响深远。随着暖通空调行业不断发展，产品布局正在悄然发生变化。低碳节能已经成为暖通空调产品的基本诉求。暖通空调企业不断运用先进的科技，提高空调产品的能效等级，开发能源替代和再生能源利用，研制新制冷剂等。

节能环保时代的到来为节能技术占优的企业赢得了更多商机，同时也向一些产品技术落后的品牌提出了挑战。节能环保成为暖通空调行业发展趋势。作为即将步入社会的当代大学生，我们更应该以扎实的专业素养为保证，同时开阔视野，为暖通空调行业，为节能环保事业尽自己的一份力量。