低碳节能背景下的暖通空调设计—理念技术方法（伍小亭

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1、低碳节能背景下的暖通空调设计天津市建筑设计院伍小亭目录1.引言2.实现低碳节能要求的设计理念3.实现低碳节能要求的设计方法引言---必须降低单位面积建筑能耗中国建筑能耗约占全社会总能耗的30%暖通空调系统能耗占到建筑能耗的60%以上我国单位面积建筑能耗低于发达国家，特别是公共建筑巨大建筑总量使我们的建筑能耗总量呈快速上升的趋势只有持续不断的提高建筑节能标准才能在建筑总量不断增加的形式下，使这种趋势得到控制理想的结果是，通过建筑节能进一步降低单位面积建筑能耗，从而实现建筑总量增加但建筑能耗总量的增加速度明显低于建筑总量的增加速度，甚至为零增长引言---挑战与系统特点暖通空调系统能耗

2、通常会占到建筑能耗的60%以上降低暖通空调系统能耗是建筑节能关键所在也是暖通空调工程师必须持续面对的挑战称其为挑战是因为与其他建筑用能系统相比：系统构成复杂——冷热制备/接受/转换、输配与末端换热、空气品质保证，每个环节均涉及耗能设备技术方案不唯一——以办公建筑为例，以有以下选择：1.风机盘管加新风系、2.VAV系统、3.VRF、4.温湿度独引言---挑战与系统复杂性立调节系统等，其中每种形式又会有多种衍生与复合形式：机盘管加新风系统→两管制、四管制、分区两管制；VAV系统→单纯VAV、也可以是内区VAV+外区风机盘管影响因素复杂且具时变性——气象、围护结构热工特性、内部热扰、建

3、筑外部与内部空间形状↓暖通空调系统的设计的复杂性暖通空调系统设计的不足在哪里？引言---不足在哪里？重功能，轻节能的设计思维定式与误区只关注典型工况点的静态设计方法动态设计分析工具还远未普及等原因↓节能设计普遍水平与优化设计以降低能耗，提高能效的要求尚有较大差距↓转变设计思维、变革设计方法、丰富设计工具设计理念——以节能为导向暖通空调设计应以节能为导向以往的设计基本以功能为导，对系统节能的考虑仅限于保证设计满足设计规范、标准的限定性要求↓设计师对节能要求仅仅是被动适应而非主动追求↓以节能作为暖通空调的设计导向，即“保证功能前提下尽量节能”，会从根本上提高建筑节能设计水平设计理念—

4、—以节能为导向案例——根据以上两种设计导向，天津地区公共建筑，构造两个均满足供冷供热要求的系统方案，并比较其一次能源消耗：方案1（仅满足功能要求）区域锅炉房供热+水冷电制冷+风机盘管加新风系统+两管制+循环泵冷热共用；方案2（满足功能要求基础上，充分考虑节能）埋管地源热泵供热、制冷+风机盘管加新风系统+两管制+循环泵冷热共用设计理念——以节能为导向方案1设计参数：供热量Q（热）100kWh/m2·年、供冷量Q（冷）80kWh/m2·年、水系统60℃/50℃供热，7℃/12℃供冷、循环泵扬程32m水柱，效率70%、冷却泵扬程26m水柱，效率70%、区域锅炉房供热季节平均热效率65%

5、，冷水机组IPLV=5.0风侧综合能效Ws取30；（交流有刷电机）方案2设计参数：供热量Q（热）100kWh/m2·年、供冷量Q（冷）80kWh/m2·年、水系统45℃/38℃供热，6℃/13℃供冷、循环泵扬程30m水柱，效率75%、地源循环泵设计扬程28m水柱，效率75%热泵机组制冷IPLV=5.0，供热季节能效比COP=4.2、风侧综合能效Ws取37（直流无刷电机）；一次能源消耗计算（标准煤）方案1E（供热）=Q（热）*[860/0.65/7000+0.347*(ER（供热）+Ws)]=20.43kgE（供冷）=Q（冷）*[1/IPLV+ER（供冷）+ER（冷却）*(1+1/

6、IPLV)+Ws]*0.347=7.65kgE（全年）=E（供热）+E（供冷=28.1kg方案2E（供热）=Q（热）*[1/COP+*(1-α)+Ws)]*0.347=10.06kgE（供冷）=Q（冷）*[1/IPLV+*(1-α)+Ws)]*0.347=6.97kgE（全年）=E（供热）+E（供冷=17.03kg设计理念——以节能为导向设计理念——以节能为导向方案2的一次能源消耗仅为方案1的60.6%，即每平米每年可节能11.07kg标准煤方案2技术复杂程度并不高，仅仅是将节能

7、目标引入设计过程，就得到了相对更节能的暖通空调系统方案。设计理念——仅满足节能限定性要求不一定就是节能设计通常认为满足节能设计规范、标准的限定性要求就是节能设计所以除非业主要求项目节能水平高于节能规范、标准，设计师通常不会主动发掘系统的节能潜力。这样的设计不一定就能实现节能规范、标准制定者预判的节能水平即便能达到，但系统节能的潜力依然较大。以下以一个温、湿度独立调节空调系统的显热处理子系统为例，分别构造两个方案并计算其系统能效COPS：设计理念——仅满足节能限定性要求不一定就是节