某住宅采暖系统设计毕业论文

暖通专业在计算 方法 、程序编制和工程应用几方面都取得了显著成绩。下面是由我整理的暖通专业技术论文，谢谢你的阅读。

暖通空调技术与节能

摘要:随着人们生活水平的日益提高,人们生活的节奏逐渐加快及心理压力的不断增大,使得人们的工作生活环境应该予以重视。而在人们的工作生活环境中倡导环保和节能的生活方式越来越重要。本文主要是对暖通空调技术与节能进行分析。

关键词:暖通空调 技术 节能

2009年9月22日,国家主席胡锦涛在联合国气候变化峰会开幕式上发表题为《携手应对气候变化挑战――在联合国气候变化峰会开幕式上的讲话》的重要讲话,郑重承诺今后中国将进一步把应对气候变化纳入经济社会发展规划,并继续采取强有力的 措施 :一是加强节能、提高能效工作;二是大力发展可再生能源和核能;三是大力增加森林碳汇;四是大力发展绿色经济,积极发展低碳经济和循环经济,研发和推广气候友好技术。明确提出了建设生态文明的重大战略任务,强调要坚持节约资源和保护环境的基本国策,坚持走可持续发展道路,在加快建设资源节约型国家。可见节能对于一个国家乃至世界时是多么的重要。本文主要从节能方面浅谈暖通空调技术。

1.室内设计参数

常规情况下,在冬季供暖时,室内计算温度每降低1℃,能耗将减少约5%～10%;在夏季供冷时,室内计算温度每升高1℃,能耗将减少约8%～10%。室内设计参数必须在规定的参数范围内取值。近几年,低温地板辐射采暖系统已经取代散热器采暖,之所以采用这种方式,主要是因为这种方式具有能耗小、舒适性高、容易分户计量、不占用房间使用面积等优点。

2.采暖设计

采暖空调热负荷为12650KW,热指标为。热源由城市热网供给,一次水供回水温度为95/70℃,经热交换后,高温二次水供回水温度为85/60℃,供采暖系统及空气、新风处理机组使用。各类机房、自行车库等设5-8℃的值班采暖,人防掩蔽体采暖设计温度为18℃,厕所为16℃;低温二次水供回水温度为60/50℃,供风机盘管和汽车坡道化雪系统使用,或者化雪系统由于什么原因没有使用。为保证一层室内良好的温度环境,抵挡大门的冷风侵入,在各大门入口处均设置了热空气幕。

以空气为热泵的热源在寒冷地区进行采暖是当前研究的 热点 。因为它和以往的燃煤、燃油、直接用电等取暖方式比较的话,在环保、节能、安全使用,甚至经济等方面有突出的优点,其可推广性也超过了水源、地源热泵。

地板采暖的空气热泵机组容量的选择

机组容量(W)=当地建筑采暖设计负荷()×用户采暖的建筑面积()÷(1-)×

室外机最好安装在冬季主导风的背风面,应该设置遮雪蓬,机组如果安装在平台上,则底面应抬高至少20cm,以免化霜结冻,机组吸风口距障碍物至少25cm,双机之间距离至少20cm。

地板下埋管的设计

空气热泵作为热源时,供水温度或供回水平均温度应尽可能设计得低些,以使机组效率尽可能高,又由于工程实践证明本机组的供回水温差较少仅2℃-3℃,所以,选择地下埋管时可参照“低温热水地板辐射供暖应用技术规程”( DBJ/T01-49-2000)附录 E-1至 E-3中平均水温35℃一栏,按照地板所需散热量选择间距,然后,将管道直径放大到Φ20/16成间距缩小一档即可。

3.风系统设计

集中空调系统的排风热回收

一直以来,业内人士只是从经济方面的角度来衡量热回收装置的利弊,而环保与节能则被忽视。当今,业内人士考虑的角度有所转变,现在从环保和节能这个角度来衡量热回收装置的利弊。

空调区域排风中的热能量是非常多的,如果把这些热能量加以回收利用,那么环保和节能定会实现。如果新风和排风采用专门独立的管道输送,那么有利于集中热回收装置的设置。新风和排风采用热回收装置进行湿热或者全热交换,节能效果非常明显的表现出来。

空调风系统

(1)有资料显示,以我国南方地区为例,夏季室内设计温度如果每降低1℃或冬季设计温度每升高1℃,其工程投资将增加6%,能耗将增加8%。该数据很明显地说明,适当提高夏季以及降低冬季的室内空气温度,都将起到显著的节能效果。与此同时,为保证室内空气质量以及人们对新鲜空气的需要,现行《采暖通风与空气调节设计规范》对最小新风量作出明确规定,要求建筑满足国家现行有关卫生标准。研究表明,加大新风量能够在一定程度上解决室内空气质量问题,但增加了空调能耗。新风定值必须按照规范来确定,因为新风量对于能耗和人体健康有着非常重要的作用,如果人员密度较大时,新风的供应按人员的密度来进行的话是非常不经济的。我国建筑采用了新风需求控制(检测室内CO2浓度),值得注意的是:新风量变化,排风量随着也发生变化,否则造成负压,可能会适得其反。

(2)暖通设计师对于规范中新风量的规定表示赞同。暖通设计师认为,在目前中央空调清洗不够规范的背景下,加大新风量是必要的。不过,对于室内设计温度的要求,他们却持保留态度。业内人士有这样的一个说法:“如果说节能像一棵树,有很多枝杈可以作为思路,那么,业主方的意见更像那个根。他们的态度,将成为决定暖通专业乃至建筑节能的根本性因素。”业内人士表示,建设方的意见非常重要。

要想增加新风量或者增强风机盘管处理室内回风的能力,风机盘管加新风的新风口应单独或布置在盘管出风口的旁边,而不应该布置在盘管回风吸入口。

(3)房间面积或空间较大、人员较多或有必要集中进行温度控制的空气调节区,其空气调节风系统宜采用全空气空调系统,不宜采用风机盘管系统,以利于集中处理、调节,发挥有利因素,弥补之前产生的问题。

(4)建筑空间高度大于或等于10m、且体积大于时,宜采用分层空调系统。与全室性空调方式比,分层空调系统夏季可以节能30%左右,但是冬季并不节能。通常设计时,夏季的气流组织为喷口侧送,下回风,高大空间上部排风;而冬季一般在底层设置地板辐射或地板送风供暖系统,也可将上部过热的空气通过风道送至房间下部。

(5)多个空气调节区合用1个空气调节风系统,各区负荷变化较大、低负荷运行时间较长,且需要分别调节室内温度,在经济条件允许时,宜采用全空气变风量空气调节系统。设计时应注意:要求采用风机调速改变系统风量,而不能采用恒速风机而改变系统阻力调节;其次,应采取保证最小新风量的措施,避免因送风量减少,造成新风量减少而不满足卫生要求的后果;再者,调节末端送风口风量时,推荐采用串联式风机驱动型末端装置以保证室内的气流分布。

(6)在某些情况下,像屋顶传热量较大、吊顶内发热量较大、吊顶空间较大(此时的吊顶至楼板底的高度超过),如果采用吊顶内回风,导致空调区域增大、空调耗能上升,这样非常不利于节能。所以对于建筑顶层或者吊顶上部有较大热量、吊顶空间较高时,直接从吊顶回风是不合理的。

4.围护结构

北京市建筑设计研究院原院长、北京市建筑设计研究院顾问总工程师吴德绳认为,暖通专业既然是建筑节能的支柱力量,因此,目光不仅要盯住如何优化暖通空调系统设计,更应该有所转移,在围护结构设计方面重点考虑。

围护结构在节能工作中,扮演着愈来愈重要的角色。所谓围护结构节能,通常是指通过改善建筑物围护结构的热工性能,使得建筑在夏季隔绝室外热量进入室内,冬季防止室内热量泄出室外,以保持室内尽可能接近舒适温度,减少通过辅助设备来达到合理舒适室温的负荷,并最终达到节能的目的,如通过采暖、制冷设备达到节能。

传统住宅建筑的围护结构是普通黏土砖,简单架空屋面和单层玻璃钢窗,它们的传热系数分别为、和。而“节能住宅”的围护结构中外墙和屋面采取了保温措施,外窗采用中空塑钢窗或断热中空铝合金窗,它们的传热系数分别为 、和,使围护结构的节能贡献约占25%。采用能效比高的采暖、空调设备(按照国家标准,房间空调器的能效比:制冷>,采暖>),使采暖、空调设备的节能贡献约占25%,两者相加总体达到节能50%的目标。

据介绍,围护结构的节能设计应该从墙体、窗户、屋面等三个方面考虑。对于设计人员而言,如何处理建筑玻璃幕墙的问题,在业内一直存在很大争议。普通玻璃幕墙是建筑节能不能实现的因素之一。统计数据表明,夏季通过玻璃窗的日照热可占制冷机最大负荷的30%,冬季单层玻璃的热损失约可占锅炉负荷的20%。窗体节能技术主要从减少渗透量、减少传热量、减少太阳辐射能三个方面考虑。另外,在保证室内采光良好的前提下,合理确定窗墙比十分重要。当窗墙面积比超过50%时,负荷将明显增加。不仅是外围护结构,内围护结构在设计中同样重要。暖通设计师要比普通建筑师更懂得建筑节能的途径,所以暖通设计师和普通建筑师多进行沟通效果才会更好。

5.实现节能

暖通空调的设计师在方案设计时,首先应深入了解业主的能源状况以及对空调的使用状况和是否有余热、废气等条件,然后对各种能源方案进行合理综合的对比。设计师在设计时应考虑的重点是:如何利用可再生能源和低品位能源。

暖通设计师在设计阶段完成基础工作之后,最关键的就是环保和节能的实现,而环保和节能的实现是通过综合利用各种先进技术、利用各种可再生资源来实现的。

利用自然条件来满足人们对于室内温度的需求,这是最理想的方式。现在通过各种设备实现对温度的调节,只不过是对人们的过错进行补救。冷热源是设计师最关注的一点,因为其能耗往往能占空调系统总能耗的50%左右。

地源热泵系统就是在这种形势下快速发展起来的,它利用地下恒温层土壤热显著提高空调系统效率。同时,采用新能源利用的供给方式,实现冷、热、电三联供;利用燃气、汽、电力能量转换的原理联合循环使用,将工业流程最尾端的余热收集起来,用于供冷系统空调冷冻水和供热系统的生活热水,这样,能源的利用率可提高至70%～80%左右。这些都给暖通空调设计师提供了广泛的节能设计思路。

6. 总结

随着全球逐渐变暖这种现象的出现,空调现在已经是人们生活中不可或缺的一部分,它使人们工作生活更加舒适,人们对于空调也有了一定的依赖性。然而,环保和节能是当今非常重要的问题,因此,在暖通空调设计方面,暖通空调的环保和节能是目前空调技术方面发展的方向,也就是说,城市供热环保和节能是目前亟须加强和可持续发展的问题。

参考文献:

[1] 赵君利. 暖通空调节能从设计开始.中国建设报,2010,(03).

[2] 胡锦涛活动报道集,2009,(09)

[3] 刘金瑶,李婉茹,刘鹏华. 浅谈暖通空调的节能.暖通空调,2008,(04).

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[5]__荣.建筑工程的暖通空调设计.施工技术与设计,2008,(07).

[6] 万蓉. 基于气候的采暖空调耗能及室外计算参数研究.西安建筑科技大学, 2009,(08).

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引言： 随着2001年9月1日北京市建委颁发的《北京市建筑节能管理规定》京建法[2001]689号文，以及《北京市新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》(DBJ01-605-2000)的出台，规定了我们必须按节能的方针进行采暖设计，把“热”作为商品来向用户收取热费。停止福利供热，按面积收费改为由居民家庭直接交采暖热费，从而使居住建筑分户计量成为建筑节能的重要手段之一，把采暖节能变成人们使用热量时的一种自觉行动。这不仅仅是采暖收费制度的改革，也导致了传统的采暖设计方法的转变。无论是从建筑围护结构的热工性能，采暖系统的布置，热负荷的计算等多方面都带来了观念性的挑战。2．建筑围护结构热工性能及体形系数对建筑节能的重要影响：2001年之前的主要节能手段，仅限于居住建筑改善墙体和门窗的保温性能，当然，这是很有意义的。而分户热计量和收费，建立了用户的经济利益与能耗的直接关系，将会减少供热过量建筑采暖热量的无效消耗，同时使开发商真正意识到建筑围护结构的热工性能的重要意义。保证居住建筑围护结构传热系数 K（W/m2.℃）满足《北京市民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）北京地区实施细则》（DBJ01-602-97）的规定。可目前建筑专业大多喜欢追求建筑外观上大玻璃的通透效果，使得建筑物的窗墙比大都超过规范推荐值。这就对围护结构（特别是外窗）的传热系数及建筑的体形系数有较高的要求。我在设计建外SOHO一、二期住宅建筑中，就碰上此类问题。日本建筑大师山本理显所做的方案中，为了追求外表美观，外墙面除了柱子、梁、少量的墙体外均为落地大玻璃。这个方案国内能否满足节能要求，经过热工计算，它的体形系数及建筑物耗热量指标分别如下表，从表中看出，由于严格控制了外窗的传热系数和体形系数，使得该方案的耗热量指标qH< W/m2。同时，我发现，同样的平面当楼层下调至3层时，其体形系数大于时，为满足节能要求，外窗的传热系数必须达到 W/m2.℃，正常情况下的中空玻璃已无法满足这种K值要求，必须用洛依玻璃才可能达到。这一点充分反映了建筑物围护结构的热工性能及体形系数在建筑节能中的相互关系，也是在做住宅分户采暖设计时首先应注意的问题。 * 分户采暖设计中热负荷计算时值得注意的问题： .基本耗热量：按《住宅设计规范》（GB50096-1999）（2003年版）规定：卧室、起居室和卫生间温度为 18℃，但室内采暖计算温度应按提高2℃来计算，即20℃，以此温度与室外采暖计算温度的温差，计算出的耗热量为每个房间的基本耗热量。.户间传热量：传统的住宅设计，并不考虑户与户之间的热传递，当部分房间空置、或部分住户降低采暖标准、或有的住户间断采暖时，户与户之间的墙体及楼板就会有较大的热传递量，一般散热器采暖户间传热按6℃温差计；当采用地板辐射采暖时，则按8℃温差计算。不可简单地按基本负荷的附加系数取值。只有当户间传热量大于基本耗热量80%时，按基本耗热量的倍计，此举为避免增加不必要的投资。基本耗热量及户间传热量之和是布置室内散热器及户内管道管径的计算依据。.如若该房间采用地板辐射采暖时，则室内计算温度应比室内采暖温度降低1~2℃来计算温差。且地板表面温度不得大于60℃，以防地面由于温度过高而产生龟裂。.在设计建筑物采暖热力入口时，对户外供热量要求，则应仍按基本耗热量提出。.通常按规范要求做的节能建筑，整幢住宅楼采暖热负荷指标绝大部分可<52 W/m2（塔楼甚至可以做到40~43 W/m2，板楼可做到45~48 W/m2，）。 * 分户热计量采暖系统的各种形式： .独立燃气炉采暖:北京时代庄园东区（为连排别墅式）即采用此种形式，每户根据采暖热负荷再加上生活热水用热量，来选择壁挂炉的大小和型号，将壁挂炉设置在封闭阳台或面积较大的厨房内，靠外墙设置，且炉体设有单独通向室外的排烟及进气风管，并可根据起居室的温度来自动调节天燃气火力大小，控制出水温度，有严格自动熄火装置。壁挂炉自带采暖用循环水泵，需注意的是当系统末端为风机盘管时，要校核该水泵扬程。时代庄园工程系统末端为散热器，壁挂炉选用依马强制排风产品，其质量安全可靠。目前该项目已经竣工。 另据北京市环保局意见，在高层建筑不推广此种做法，因其排放物-氮氧化物浓度超过《大气环境质量标准》） GB3095-1996）中二级标准，但在多层（如回龙观小区）或别墅区使用效果良好，氮氧化物排放浓度合格。用户室温调节自如。.低温发热电缆地板辐射采暖:在建筑保温较好的住宅内，使用电热采暖，是可行的，从能源利用上分析，把高品位电能当作热能使用是不经济的，但随着2002年北京供电局出台《北京市电采暖低谷用电优惠办法》的通知，经过一次投资与运行费用比较，若合理使用是可行的。如北京龙潭路住宅小区，采用低温发热电缆地板辐射采暖，由于该小区建筑保温做的较好，墙体采用欧文斯科宁的外保温材料，K值达到 W/m2K，外窗为进口产品，K值达到 W/m2K。经过去年一个冬季的试运行测定，使用效果良好，运行费用为35元/平方米，总体比热水采暖费用略高一点。.集中热水采暖分户热计量：目前大多数住宅建筑仍以集中供热为主。经过3年设计经验的积累，下面将总结几条集中热水采暖分户热计量设计的经验：根据《分户热计量设计规程》DBJ01-605-2000第条规定，采暖热力入口要设置热量表及各种阀门、压力表、温度计、水过滤器及平衡阀等装置，其中热量表要注明额定流量以便订货。各居民用户须设置户用热表，锁闭阀，水过滤器等，并且要一户一表。.建筑物热力入口处要说明该系统热负荷及系统总阻力，因为户内部分装了户用热表，其采暖水阻力约为30kPa，再加上热力入口的总热表及各种附件阻力，提供外网设计依据时总阻力值约在50kPa左右。目前小区采暖外网设计较为混乱，有的住宅小区部分建筑物是2000年以前建成的，未设分户热计量装置，而现在新建的住宅均设了分户计量装置，二者水阻不平衡，外网又用一套热力管道系统，结果阻力相差甚大，新建楼群室温达不到标准，连调试都难以解决。目前东冠英小区即是如此。我认为这个问题应提醒重视。住宅楼内的公共用房、商业用房、人防、地下车库等应单独设置采暖热表，便于将来收费方便。一个单元的采暖公用立管及户用入口装置要设置在户外，一般设在楼梯间的公用管井内，这样物业管理人员可将拒付采暖费的用户进行锁闭，立管放气也可在管井操作，不必进入户内，减少物业管理与用户间的纠纷。散热器应选用铸铁无沙型或钢制型，以免堵塞热表。每个散热器宜设温控阀，以实现分室调温。采暖系统水平敷设有双管同程式，双管异程式，单管串联式，双管放射等形式。. 高层建筑采暖公用立管应注意热膨胀问题，每户水平支管与立管连接处宜设软连接（金属软管），以防由于热表或分集水器固定而立管胀缩导致接口开裂。. 每户的户用入口宜设泄水装置，泄水管可引至下一层管井内，以便维修或装修时，将户内水平管道泄空。但管井内不宜做垫层，否则三通接头在垫层内。5.采暖用塑料类管材选用及施工问题：. 从公用立管户用入口引入室内开始至户内的采暖管道多为埋在地面面层内，该管道采用塑料类管材，常用的有铝塑复合管，PB管，PE-X管，PP-R管。.埋在面层内的塑料管不得有接头，当采用PB管或PP-R管时，连接散热器处可以采用热熔连接，面层厚度一般不小于50mm。.采用塑料类管材时，供暖热水温度不宜高于85℃。.选用塑料类管材时，应考虑管材温度、压力及使用寿命为50年来选择使用等级，采暖管材可按5级来选，其壁厚应根据管材许用设计环应力和系统承压之间的关系来计算，或按《低温热水地板辐射供暖应用技术规程》附录J-1~4表来选择。当采暖热水温度为90℃时，应按5A级来选择塑料管材的厚度。.在《北京市新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》(DBJ01-605-2000)中第条中明确：“在垫层内埋设的管道：除采用下分双管式系统连接散热器处的PB管和PP-R管可采用相同材质的专用连接件进行热熔外，其它管材和所有管材在其它部位均不应设置连接配件。”而实际市场中PP-R管为直段管材，长度一般为6~8米，如果房间内需连接的管道长度超过8米，其接头处必须上翻，影响美观，垫层内做热熔接头又违反规范；同样，管径大于25mm的PB管市场上只有直段管材，问题与PP-R管相同；管径小于25mm的PB管材市场上有盘管，但是盘管的弯曲半径有一定要求，且有弯曲方向性，这就导致了PB管在某些转角处不能紧贴墙边且离墙较远，若在靠墙处有散热器时，就需在干管上做三通，接出一段支管再接散热器或采用弯头作为热熔连接件，此两种热熔连接件（三通、弯头）都在垫层内又违反了规范。而如果否定这两种做法，等于否定了PB和PP-R这两种管材。北京幸福家园一、二期工程中就遇到此问题，质量检查监督站就此问题提出疑义，经几次讨论，并咨询了北京市建筑设计标准化办公室，得到的答复是上述两种做法是可行的。但目前技术规程与实际施工验收有矛盾，我认为应尽快对规程进行修订，保持其初衷：减少埋在地下的隐患；同时又要让先进的材料及做法普遍推广，并持续发展下去。.埋地管道穿卫生间时的做法问题：目前的标准图集和规程中均未提及。在实际工程中各种做法都有：有采暖用塑料管道走卫生间防水层上，水平穿防水卷边的；有管道走卫生间防水层下，接散热器支管竖直穿防水层的；两种做法穿防水层处均做防水套管。但每种做法均存在一定问题和隐患。前者做法，当卫生间不做结构降板时，防水套管下部空间太小，一般仅为10mm~20mm，工人不便操作，防水处理很难到位，在卫生间闭水试验时，很容易从套管渗漏到其它居室，在朗琴园一期工程中就发生了此种情况，在住户购房时引起了纠纷。后者做法，防水套管不好固定，尤其是采暖以后，由于管道的热伸缩则更要破坏防水涂料层，致使卫生间内的水泄漏到下层用户，也要引起纠纷。通过经验总结，我目前通常采用不穿防水层的做法：采暖干管不进入卫生间，接散热器的支管埋入卫生间侧墙（非承重墙），并上翻至防水卷边上部（一般为30cm）进入卫生间，一进入卫生间就接散热器，保证不影响高点放气。而卫生间散热器要高于地面30cm安装，只要散热器布置时注意与其它洁具协调即可。这种方式用于北京幸福家园一、二期工程，通过一个采暖季的使用，效果较好，甲方及业主均满意。6.采暖分户热计量各种形式经济比较：新建或改建采暖系统应根据该地区具体条件来选择热媒，根据环保要求，城市热力气源、电源、水源等因素做相应的技术经济比较，由开发商和设计人员共同协商决定，下面列出各种能源的一次性投资和运行费用参考价格。