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        工业厂房暖通空调设计与节能分析

        1引言

        国家对于基础设施的建设也越来越重视,尤其是在大空间场馆建设中的投入越来越多。大空间工业厂房属于大空间场地。通常大空间工业厂房都会采用能保证人体舒适性的建筑暖通空调。但是大空间设计中的各种问题和建筑环境本身的特殊性,给大空间暖通设计带来了很多困难。如果设计不好也会出现很多的问题,例如,调温效果不好,送风效果差,甚至可能直接影响到室内的采暖效果。

        2大空间工业厂房中的暖通空调设计

        作为由一个或者多个冷热源系统和多个空气调节系统组成的暖通空调系统,通常需要通过液体汽化吸热的原理,达到一定的制冷效果,以此来抵制室内的高温负荷。而制热系统则可以为空气调节系统提供一定的热量,以此来达到抵消室内环境中的冷负荷。对于暖通系统的要求,不仅仅是要为室内提供温控调节的作用,更要具有精美的外观,且四季均可运行的特点[1]。大工业厂房一般都拥有较大的施工作业面积,室内都有很大的空间。在这样的大空间内,如果空气循环不好,就容易造成温控系统的实际效果很难达到预期标准,尤其是在冬天和夏天的室温控制的问题上,很容易出现室内温度不均衡的状态。为了满足大空间建筑内的采暖问题,以及夏季的制冷和热水供应等需求,通常会对大工业厂房内单独设计热源。但是由于目前的大空间室内设计越来越紧凑,为了达到美观、节约面积和统一调控的目的,往往会将所有暖通系统一设计在一个单独的房间内,通常是在建筑的地下室或者是室内专门的锅炉房内。这样虽然有利于对整个厂区的供暖或制冷系统统一管理,但是也会造成整个空调系统管网相对复杂。这样做的弊端就是一旦出现设计不合理时,就会出现管网的能量散失较大,进而会造成室内的温控效果差,能源浪费和供暖成本增大等问题。如大工业厂房等一些面积较大的地方,屋内的室内建筑高度较高,这也给大空间建筑内的控温介质输送带来了很大的问题,会造成类似系统水压较大、不稳定等问题,从而加大了给管网水平运输的压力,造成大建筑内的温控效果差等问题。

        3大空间工业厂房暖通空调设计中的难点

        暖通空调系统作为大空间场馆设计中的一个难点,不仅要在设计时满足室内美观、均衡供暖和制冷、室内热水供应等基础问题,同时,也要避免对能源的浪费,实现供暖成本的控制以及实际操作的方便性。这就对设计的合理性和科学性提出了很高的要求。

        3.1暖通空调控制系统设计差

        由于暖通空调的使用范围和地点,使其控制系统具有一定的复杂性。很多建设单位过多地考虑建设成本,使得暖通空调的设计不能满足技术水平要求,进而使其控制系统的运行较差。控制系统的设计效果差,将直接影响暖通空调的运行情况。一方面表现在,控制系统的设计不够科学合理,使得暖通空调的运行系统水平无法得到进一步的提高,另一方面表现在,控制系统较差的设计使其对各个系统的控制和信号处理能力较差,因而导致暖通空调控制系统在运行的过程中不能及时处理和传递信号,很大程度地影响了空调的运行。

        3.2大工业厂房内层高设计导致温控难度增大

        大工业厂房内的设计通常是层高较高的,这样的设计有利于厂房内的采光和场内生产建设,但是层高也导致了温控介质的输送出现问题。建筑层高的问题通常会导致温控系统水压力较大,这样就会给管网在地面水平的运输带来很大的问题。因为建筑层高偏高,空间内温度上下梯度变化较大,这就会直接导致室内的温控效果差,使空调的送风效果出现偏差,进而增加了室内制冷或者制热难度和能耗。

        3.3温控系统送风位置选择难

        目前,在大空间工业厂房中的送风系统的设计上,主要是采用上送下回的方式来对大空间进行整体的温控。在实际的操作中通常是要根据实际的使用需求,选择在厂房内的不同位置设计送风口,在实际操作中也会根据使用需求,对厂房内的送风口的位置、数量和送风口角度进行设计和调整[2]。但是这种方式依然是不能对重点的送风位置增加风量,只能通过在重点位置增加送风口。所以在大空间工业厂房的温控设计中,送风口位置的选择也非常重要。

        3.4日常能耗大

        通常,在大空间工业厂区内,选择开启暖通空调系统是非常耗电的。从开启到真正能感觉到效果以及关闭后的冷却都需要消耗很多的能源。在日常使用中,如何用最小的能耗创造最好的暖通效果,也是一个非常大的问题。

        4设计与节能

        为了能使用最少的场地,最小的能耗产生最大的控温效果,必须要考虑实际的场地设计。要根据设计温度、场地实际情况、预期效果等,对场地面积和控温环境进行精细计算。空调系统自身能耗的高低、室内保温效果以及建筑物本身的结构和室内自身发热量等因素都应该考虑在设计内。如果室内场地本身的保暖效果不佳,或者使用了大量的落地窗等设计,将造成场地自身热量损失严重。为了应对这样的问题,就必须做好室内场地的保温措施,在室内尽量避免使用或者不用大面积落地窗作为增加采光的手段。现有的送风系统中,在送风过程中产生的负荷占到了总负荷的30%以上,所以在送风过程的设计上,应该尽量设立可调节风量的送风系统,不仅提高了室内的舒适度,也增加了对能耗的控制,避免在送风系统中消耗过多的能量。送风系统在换气的过程中也常常会排出气体,对这些气体进行有效回收利用,减少能源消耗。同时,增加智能室内温控系统,在发现室内温度过低或过高时,自动对出风口进行关闭处理[2]。

        5结语

        室内温控系统,尤其是大空间工业厂区的暖通空调系统能有效地提高室内工作人员的工作环境舒适度。为了在给大家提供良好环境的同时,减少对能源的消耗和浪费,有效利用资源,就必须在室内温控系统的设计上多花些功夫,在实际的设计中要多方考虑,精细化测量实际环境,要在设计时考虑对建筑的层高、窗户数量、大小等可能影响实际效果的因素。在规划场地实际运用的过程中,要注意场地内的实际使用需求,减少资源的浪费,对于会增加能耗或者降低温控效率的因素要多加考虑,尽量解决这些问题,达到节能高效的效果。综上所述,当前我国的大多数大空间厂房的暖通空调设计和节能性仍存在一定的问题,有着明显的改进和创新空间,如果暖通空调系统的设计能更加合理,能使空间温控的能耗降低,效果增大,也能让大空间的暖通空调系统发挥更大的作用。

        【参考文献】

        【1】张国鹏.工业厂房暖通空调的节能设计探讨[J].工程建设与设计,2010(8):85-88.

        【2】叶鸣.浅议工业厂房通风空调设计中的几个问题[J].暖通空调,2012(1):26-30.

        作者:杜瑞环 单位:河北钢铁集团矿山设计有限公司

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