摘要：隨著我國經濟社會的發展，一方面，大量新建公共建筑中大型公共建筑的比例不斷提高，另一方面既有公共建筑相繼改造，由普通建筑升級為大型公共建筑。暖通空調方案設計是整個暖通空調系統生命周期中最為關鍵的一環,是后續工作順利進行的重要保障。社會的進步，科學技術的迅速發展以及對節能和環保要求的不斷提高，暖通空調領域中新的設計方案在近幾年來大量涌現。如何設計一套完美的、節能的、適用的中央空調系統，根據實際工作經驗，對暖通空調設計方案應注意的一些問題進行粗淺的分析。

　　關鍵詞：公共建筑;空調設計;節能;環保

　　Abstract: with the development of our country's economy and society, on the one hand, a lot of new public buildings the proportion of medium public building continues to improve, on the other hand has both public buildings have transformation, the common building upgrades for large-scale public buildings. Air conditioning schemes hvac system design is the whole life cycle of the most key ring, follow-up work is an important guarantee the smooth. The progress of the society, the rapid development of science and technology and energy saving and environmental protection requirement to improve the air conditioning in the field of new design in in recent years in a rash. How to design a set of perfect and energy saving, suitable central air conditioning system, according to the practical experience, the hvac design scheme should be pay attention to some problems are superficial analysis.

　　Key words: public buildings; Air conditioning design; Energy saving; Environmental protection

　　前言

　　一個好的建筑物暖通空調設計，需要達到適用、經濟、美觀三者俱備的實用效果。為達到此目標，在做設計時各工種必須相互配合好。配合好不僅是要互提資料，還有很重要的一點是相互了解。對暖通設計人員來講，首先要了解清楚設計對象。一般說來以下幾個問題首先要了解清楚，才好采取對策，即選用適合的方案和系統。

　　一、分析公共建筑中空調系統能耗高的原因

　　1、不合理的建筑設計與通風方式

　　在能耗較高的一些辦公建筑和綜合商廈等建筑中，由開窗通風、機械排風等造成的室內外通風換氣形成的冷負荷會占到總冷負荷的50%以上。

　　2、不合理的系統和設備選型以及運行方式，導致空調系統效率過低。例如，由于設計不合理和缺少有效的調節手段，使冷機、水泵、風機長期在偏離高效點的狀態下工作，導致其能源利用率不到其高效工況點工況的 50%;停止的冷機未能及時關閉水回路，使得相連接的循環水泵只能多臺運行，水泵的能耗增加一倍;承擔能量輸送功能的風機水泵由于設計偏大，實際上長期小溫差運行，使風機水泵能耗高于正常狀況一倍或更多。

　　3、在運行維護過程中，由于沒有直觀的參考工具和正確的運行數據，運行維護人員判斷系統設備是否處于正常狀態多數靠經驗或僅考電機是否運轉來判斷，這種方式存在很大的隱患，降低了系統運行可靠性。

　　4、在傳統空調的新風設計中，一般只考慮了室內人員引起的污染，而忽視了室內污染物引起的污染。再加上有些地區室外的空氣質量比室內的空氣還要差，同時新風過濾器的效率不高，新風中進入室內的有機化學物質得不到有效的去除，使得室內空氣質量往往滿足不了人們生活工作的需要。另外，實際運行中，如果排風不暢，新風量供應也不可能滿足。各樓層如果不設面積足夠的、可開啟的排風窗或天窗，無組織排風不能達到設計效果，不僅滿足不了最小新風所需要排風量，更實現不了過渡季節的全新風運行，使得室內空氣環境惡化。

　　二、公共建筑空調節能設計措施

　　1、空調風系統節能運行

　　公共建筑多采用集中式或半集中式空調系統，其新風量標準的確定是影響能耗的一個關鍵因素。由于不同空調房間在室內人數等方面的差異，各房間所需要保證室內衛生條件的最小新風量的差別有時可能較大。對于新風量差別較大的個別空調房間，可以考慮將其放入其他系統或采用其他方式來增加其新風量，以滿足其衛生條件的要求。按以上方法確定出的新風量是集中式空調系統的最小新風量。對于全年允許變新風量的建筑和空調系統，在過渡季節，可以增大新風量甚至利用全新風，利用新風冷量來節約運行費用，以達到節能的目的，同時也可以得到較好的室內空氣品質。

　　2、合理選擇空調系統的形式

　　空調系統形式的不同，對空調系統運行能耗有較大的影響。當室內余熱值發生變化而又需要使室內溫度保持不變時，可采用兩種方法：

　　a).定風量：將送風量L固定，而改變送風溫度;

　　b).變風量：將送風溫度值固定，而改變進風量。

　　在以舒適性為主的空調系統中，盡量不采用定風量再熱式系統，而應當采用較大的送風溫差。在辦公、商業等大型公共建筑的內區，變風量空調系統是節能空調的一種形式。全空氣空調系統設計的基本要求，是要確定向被空調房間輸送的、經過一定處理的空氣數量，用以吸收室內的余熱和余濕，從而維持室內所需要的溫、濕度。采用變風量系統，以減少空氣輸送系統的能耗，有資料顯示，采用變風量系統可節省能源達到30%，并可同時提高環境的舒適性。

　　3、冷熱源的節能設計

　　目前，環境污染和能源危機日益成為全球關注和重視的課題。以環保和節能為特征的綠色建筑及與之相應地空調系統應運而生。根據空調是使用環境正確選擇空調系統。水源、地源熱泵空調系統正是滿足這一要求應運而生的空調系統之一。

　　3.1地源熱泵中央空調系統的組成和形式

　　地源熱泵中央空調系統由室外換熱系統和室內換熱系統兩大部分組成，每一部分都有多種不同的系統形式。室外換熱系統有閉式GSHP(土壤源)與開式WSHP(水源熱泵)兩種系統方式。

　　3.1.1閉式換熱方式的組成

　　閉式換熱方式由埋設在地下或拋放在水中的PE管和循環水泵及相關附屬部件組成。由循環水泵驅動PE管路中的循環水，循環水作為熱量的載體將熱量在室內房間與室外土壤或地表水中進行轉換。

　　3.1.2開式換熱方式的組成及各部分的功能

　　開式(水源熱泵)換熱方式由抽水井、回灌井、調節水池、板式換熱器、潛水泵、回灌泵、循環水泵及相關附屬部件組成。由潛水泵將地下水抽取到調節水池中。由循環水泵驅動調節水池中的水流經板式換熱器后在送回調節水池。板式換熱器將地下水與室內循環水進行隔離性的熱量交換。當調節水池中的地下水失去利用價值后由回灌泵送回回灌井內。調節水池將抽取上來的地下水進行暫時存放，當水溫降低至不可利用的溫度(冬季)或當水溫升高至不可利用的溫度(夏季)后再進行回灌，這樣對地下水的抽取及回灌都是間歇性的，充分利用了抽上來的地下水的低位能源，減少了潛水泵的開機時間節約了電能同時還降低了回灌的壓力。

　　3.2 地源熱泵特點

　　3.2.1屬可再生能源利用技術

　　地源熱泵是利用了地球表面淺層地熱資源(通常小于400米深)作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調系統。地表淺層地熱資源可以稱之為地能(Earth Energy)，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能量，比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。

　　3.2.2屬經濟有效的節能技術

　　地能或地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩定，冬季比環境空氣溫度高，夏季比環境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調冷源，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統空調系統運行效率要高40%，因此要節能和節省運行費用40%左右。另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩定，也保證了系統的高效性和經濟性。據美國環保署EPA估計，設計安裝良好的地源熱泵，平均來說可以節約用戶30～40%的供熱制冷空調的運行費用。

　　3.2.3環境效益顯著

　　地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當于減少40%以上，與電供暖相比，相當于減少70%以上，如果結合其它節能措施節能減排會更明顯。雖然也采用制冷劑，但比常規空調裝置減少25%的充灌量;屬自含式系統，即該裝置能在工廠車間內事先整裝密封好，因此，制冷劑泄漏機率大為減少。該裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區內，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。

　　3.2.4一機多用，應用范圍廣

　　地源熱泵系統可供暖、空調，還可供生活熱水，一機多用，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統;可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑，更適合于別墅住宅的采暖、空調。此外，機組使用壽命長，均在15年以上;機組緊湊、節省空間;維護費用低;自動控制程度高，可無人值守。北京某別墅中央空調案例：業主入住3年，空調系統為開發商贈送某品牌風冷熱泵冷水系統，冬天需單獨配備鍋爐供冬季取暖。在保證常年室內恒溫的情況下，空調平均月運行費用六千多元，能耗較高，且室外機在夜晚寧靜是顯得噪音過大，對周圍鄰居造成一定影響。每年兩季換季需請專業工程師上門維護保養。3年后由于業主重新裝修，決定跟換空調系統，推薦使用閉式地源熱泵水冷系統，打井預埋PE管道，總投資為17萬元，設備安裝于設備間內，消除了風冷熱泵主機的運行噪音。業主5月份入住，經過三個月的空調運行情況，3月平均運行費用不足2000元。由于地源熱泵換熱效率高的特點，全年自動恒溫控制，無需值守維護，自動轉換，電量使用急劇下降，大大節約運行費用。按照使用推算，3年將會收回投資成本，還為國家節約能源。

　　近年來，冰蓄冷技術的發展，可以為空氣處理提供 1.1～3.3℃的低溫冷凍水，這為在空調系統中采用低溫送風方式創造了條件。對于集中式空調系統，在與冰蓄冷相結合的條件下，低溫送風與常規全空氣送風方式比較，具有初投資少、運行費用低、節省空間等特點，對于使用波峰電壓是值得關注的節能空調方式，即可實現夜間低峰電壓制冰，白天高峰(工作時間)電壓運行，從而進一步降低運行費用，來降低運行成本，從而達到節約能源的目的。適用于個大型綜超、購物中心、寫字樓等場合。

　　4、熱回收設計

　　傳統上，空調運行中，熱量的排出會造成較大的能源浪費,這些熱量的散發又使周圍環境溫度升高,造成嚴重的環境熱污染和大氣溫室效應。若將制冷機放出的冷凝熱予以回收用來加熱生活熱水和生產工藝熱水,不但可以減少冷凝熱對環境造成的熱污染,而且還是一種變廢為寶的節能方法。

　　5、系統運行過程中的節能

　　加強中央空調的運行管理，采用一定的計量方法在空調能耗中，有很大一部分是由于管理不善而引起的。各項調節和節能措施的實施，亦與操作人員的技術素質直接相關。故應加強對空調操作人員的培訓，提高管理人員素質。另外，集中空調實行計量收費，是建筑節能的一項基本措施。目前在歐美等國熱量計量已是成熟的技術，據調查資料表明：實行集中空調計量收費后，其節能率在8% ～l5%。

　　三、空調節能設計選型

　　對于一個項目空調的節能選型，作為設計方應考慮多方面因素，根據實際的地理情況、建筑類型、使用場合以及區域限制，利用各種系列空調的特點進行篩選，綜合有利于與不利于該項目的各種情況加以分析，最終擇良選擇，設計出一套合理、完美的系統，交出一個節能、美觀、舒適的現代化‘綠色’空調系統。

　　四、結語

　　空調系統的節能可從以下幾個方面進行考慮：系統的選擇、設備的選配及系統的運行管理。具體節能方案應根據建筑物的結構、使用要求、環境條件等因素，通過廣泛的調查研究后確定。

　　總之，隨著社會的發展，大型公共建筑越來越多，人們對其室內環境的要求也越來越高，從而導致空調系統的能耗不斷增大。由于受氣候條件、建筑物特性的影響，對不同地域、不同結構和功能的建筑物，需要根據具體情況具體分析，做好空調節能設計。