1、<p>　　空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺陷對(duì)節(jié)能的影響</p><p>　　摘要：設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)深度是空調(diào)系統(tǒng)建造與運(yùn)行的基本保證，本文分析了空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中普遍存在的設(shè)計(jì)缺陷，指出這些缺陷往往與節(jié)能的方向背道而馳。提出了解決這些設(shè)計(jì)缺陷的思路，對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、降低建造成本、保證空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行有借鑒意義。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：空調(diào)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)缺陷 節(jié)能 </p>&l

2、t;p>　　中圖分類號(hào)：TM08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，空調(diào)系統(tǒng)普遍應(yīng)用到商業(yè)及民用建筑中。在建筑能耗里，暖通空調(diào)的能耗占建筑能耗的30％～50％。在能源日益緊缺的今天，通過精心的設(shè)計(jì)，來(lái)保障暖通空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高資源利用效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。 </p><p>　　一、設(shè)計(jì)存在的普遍問題 </p>

3、<p>　　設(shè)計(jì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)有著至關(guān)重要的影響，它不僅決定了空調(diào)系統(tǒng)的建造成本，也決定著空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，即決定著空調(diào)系統(tǒng)的全壽命費(fèi)用。 </p><p>　　我們知道，空調(diào)系統(tǒng)（尤其是大型公共建筑的空調(diào)系統(tǒng)）是由許許多多設(shè)備、管線、閥門儀表及控制單元所組成的十分復(fù)雜的系統(tǒng)，它所涉及的主要專業(yè)有暖通、電氣（強(qiáng)電）及自動(dòng)控制（必要時(shí)還要包括建筑等專業(yè)）；因此，空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能決不僅僅是選用幾臺(tái)節(jié)能性能高的

4、制冷或制熱設(shè)備就可以達(dá)到節(jié)能目的，而是必須在暖通專業(yè)的主導(dǎo)下，協(xié)調(diào)各專業(yè)的設(shè)計(jì)，通過對(duì)全系統(tǒng)的精心設(shè)計(jì)，才能實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的節(jié)能目的。 </p><p>　　然而，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，由于受限于設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)水平或工作責(zé)任心，各種空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)人員的粗估冒算、草率設(shè)計(jì)下，使得設(shè)計(jì)建造的系統(tǒng)不僅初投資大，運(yùn)行能耗也相當(dāng)驚人，甚至大大超過了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)筆者這些年的工作經(jīng)驗(yàn)，空調(diào)設(shè)計(jì)中存在的缺陷主要有以下幾種情況： </

5、p><p>　　1.對(duì)空調(diào)冷熱源的粗估冒算： </p><p>　　許多設(shè)計(jì)人員出于不愿做詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算（盡管有設(shè)計(jì)計(jì)算軟件），或由于設(shè)計(jì)任務(wù)繁忙而無(wú)時(shí)間做詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，往往只根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)中各種建筑類型與房間功能的冷熱負(fù)荷設(shè)計(jì)指標(biāo)來(lái)確定冷熱機(jī)組的負(fù)荷。這種做法實(shí)際上是非常錯(cuò)誤的、不負(fù)責(zé)任的做法。我們知道，各種類型的建筑及各種功能房間的冷熱負(fù)荷，不僅與其使用功能有關(guān)，更與它的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式及構(gòu)

6、造有關(guān)；況且，對(duì)于大型公用建筑還存在著空調(diào)內(nèi)區(qū)與空調(diào)外區(qū)之分。因此，即使是同樣功能的房間，其冷熱負(fù)荷也往往相差極大。僅僅以冷熱負(fù)荷的設(shè)計(jì)指標(biāo)（為保證設(shè)備能夠完全滿足建筑冷熱負(fù)荷的要求，設(shè)計(jì)人員還往往取設(shè)計(jì)指標(biāo)的上限）來(lái)確定冷熱源機(jī)組的設(shè)備選型往往會(huì)造成設(shè)備選型偏大。冷熱源機(jī)組選型偏大，不僅造成建造費(fèi)用的加大，更會(huì)使設(shè)備長(zhǎng)期處于部分負(fù)荷或極低負(fù)荷工況下運(yùn)行，極大地降低了制冷機(jī)（或熱泵）的制冷系數(shù)，加大了空調(diào)系統(tǒng)的能耗。 </p>

7、;<p>　　2. 對(duì)水泵、風(fēng)機(jī)選型的粗估冒算 </p><p>　　從相關(guān)資料可以得知，公用建筑中空氣處理機(jī)組與風(fēng)機(jī)盤管（主要是風(fēng)機(jī)能耗）的能耗能占到空調(diào)總能耗的45%以上，而系統(tǒng)中泵與風(fēng)機(jī)的能耗之和更能占到空調(diào)系統(tǒng)總能耗的60%～75%左右；因此，水泵與風(fēng)機(jī)的選型對(duì)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能有著舉足輕重的作用。 </p><p>　　我們知道，泵與風(fēng)機(jī)的選型除需要對(duì)系統(tǒng)的冷熱介質(zhì)設(shè)計(jì)參

8、數(shù)、冷熱負(fù)荷進(jìn)行精確計(jì)算外，系統(tǒng)的水力計(jì)算更是至關(guān)重要的。但遺憾的是出于同樣的原因，設(shè)計(jì)人員對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)的水力計(jì)算更是草率，他們往往只是根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)中推薦的管路比摩阻指標(biāo)進(jìn)行非常粗糙的管道口徑選擇，不進(jìn)行總的管道阻力計(jì)算，也不進(jìn)行支管的水利平衡計(jì)算；更有甚者，有的設(shè)計(jì)人員不進(jìn)行任何水力計(jì)算。僅憑經(jīng)驗(yàn)或照抄別的工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖紙來(lái)選擇泵與風(fēng)機(jī)，這樣的設(shè)計(jì)選出來(lái)的風(fēng)機(jī)與水泵，它們的全壓與揚(yáng)程往往是實(shí)際需要一倍乃至數(shù)倍。筆者曾在一項(xiàng)目的空

9、調(diào)系統(tǒng)調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，為消耗多余的揚(yáng)程，冷水泵出口的閥門開度僅為其全開度的10%，冷卻泵出口的閥門開度僅為其全開度的15%，?？梢灶A(yù)計(jì)水泵電耗的50%左右被白白消耗在閥門上，實(shí)在令人痛惜！ </p><p>　　3.送回風(fēng)機(jī)不匹配 </p><p>　　在部分有工藝性要求或舒適性要求較高的房間內(nèi)，為保證室內(nèi)空氣品質(zhì)，普遍設(shè)置了空調(diào)的排風(fēng)系統(tǒng)，由于送風(fēng)與排風(fēng)系統(tǒng)的匹配問題，造成空調(diào)房間負(fù)壓過大并

10、吸入大量新風(fēng)，造成新風(fēng)負(fù)荷加大。 </p><p>　　4.不能認(rèn)為系統(tǒng)越復(fù)雜就越先進(jìn)或越節(jié)能 </p><p>　　在評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案時(shí)，有些設(shè)計(jì)人員往往認(rèn)為復(fù)雜的方案就是高水平的方案。但實(shí)際上因?yàn)橄到y(tǒng)越復(fù)雜，通常其設(shè)備越多、投資就越高，系統(tǒng)的可靠性、可操作性、可控性和可維護(hù)性就越差，因此復(fù)雜的方案并不一定就是高水平的設(shè)計(jì)方案，也不一定就是在運(yùn)行中就是最節(jié)能的系統(tǒng)。在滿足使用要求的前提下，系

11、統(tǒng)越簡(jiǎn)單越好。筆者曾在一個(gè)大型醫(yī)院病房大樓的空調(diào)水系統(tǒng)中看到設(shè)計(jì)人員對(duì)冷凍水系統(tǒng)采用了二級(jí)泵加變頻系統(tǒng)。但事實(shí)上，現(xiàn)在主要的制冷機(jī)制造商提供的空調(diào)冷水機(jī)組已能夠?qū)崿F(xiàn)變流量運(yùn)行，現(xiàn)在的水泵楊程也普遍能夠滿足一般的公共建筑的需要。采用二級(jí)泵加變頻系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的變流量運(yùn)行已失去節(jié)能方面的意義。若這一系統(tǒng)采用冷凍水的一級(jí)泵加變頻不僅可以減少系統(tǒng)的建造費(fèi)用、減少占地面積、簡(jiǎn)化系統(tǒng)構(gòu)成，也可以極大地減少運(yùn)行費(fèi)用。遺憾的是這一系統(tǒng)已經(jīng)建成

12、。 </p><p>　　5.空調(diào)自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤 </p><p>　　由于自控技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)控制設(shè)備的普及，空調(diào)運(yùn)行管理和控制要求的日益提高，空調(diào)自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與使用越來(lái)越得到重視。但現(xiàn)實(shí)的情況是許多空調(diào)設(shè)計(jì)人員不懂得空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行管理，不能明確提出各種空調(diào)參數(shù)（如空氣溫度、濕度、風(fēng)壓、風(fēng)速及冷凍水與冷卻水的流量、溫度、壓力）的控制參數(shù)范圍、控制點(diǎn)位置以及實(shí)現(xiàn)這一控制的基本原理，

13、不知道如何選擇與自控專業(yè)配套的控制閥門（執(zhí)行器）、各種傳感器及相應(yīng)的儀表；當(dāng)然，他們也就無(wú)法提出詳細(xì)的空調(diào)控制的工藝要求。自控專業(yè)設(shè)計(jì)人員又不懂空調(diào)的系統(tǒng)原理。無(wú)奈之下，只好將相關(guān)的自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)交給相關(guān)的制造廠商來(lái)完成。但制造廠商又只能完成其供貨范圍內(nèi)的自控設(shè)計(jì)。這就造成了自控系統(tǒng)被分為兩個(gè)甚至多個(gè)系統(tǒng)（如筆者曾經(jīng)參與建設(shè)的兩個(gè)工程項(xiàng)目中，整個(gè)大樓的空調(diào)自控系統(tǒng)被分成冷凍機(jī)房的空調(diào)自控系統(tǒng)與各樓層空調(diào)的自控系統(tǒng)兩部分。彼此互不關(guān)聯(lián)）。由

14、于自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺陷，會(huì)使得泵與風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間在低效區(qū)運(yùn)行，造成能耗的增加，也使昂貴的自控系統(tǒng)形同虛設(shè)，久而久之失去就被棄之不用。 </p><p>　　6.不進(jìn)行水力失調(diào)與水力穩(wěn)定計(jì)算，造成各分支管路口徑偏大 </p><p>　　近年來(lái)，隨著各種平衡閥的出現(xiàn)及相關(guān)技術(shù)的日益成熟，管路的水力調(diào)節(jié)操作變得相對(duì)簡(jiǎn)單，水力平衡也容易實(shí)現(xiàn)。因此，在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)大量的異程式系統(tǒng)。應(yīng)該肯定的是異

15、程式系統(tǒng)可以減少管線的總長(zhǎng)度，簡(jiǎn)化管路系統(tǒng)的構(gòu)成、減少管道系統(tǒng)所占的空間，進(jìn)而降低建造成本，是有積極意義的。但是，一個(gè)普遍的現(xiàn)象是，設(shè)計(jì)人員對(duì)采用異程式管路系統(tǒng)不再象從前那樣謹(jǐn)慎，不再考慮“各并聯(lián)環(huán)路之間壓力損失相對(duì)差值，不應(yīng)大于15%”的要求，基本不再進(jìn)行管道的阻力計(jì)算。僅僅依靠設(shè)置與支管同口徑的平衡閥（相關(guān)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)資料明確指出：按照管徑選擇同等公稱管徑規(guī)格的平衡閥是錯(cuò)誤的做法）來(lái)進(jìn)行管路阻力的平衡。實(shí)際上這是一種“偷懶”的做法。這種

16、做法的結(jié)果是支管口徑普遍加大；當(dāng)冷熱源的近端與遠(yuǎn)端的負(fù)荷基本相同時(shí)，近端與遠(yuǎn)端支管的口徑被選為基本一致。當(dāng)系統(tǒng)水力失調(diào)度過大時(shí)，平衡閥也將失去調(diào)節(jié)功能。這不僅造成建造成本的加大，也造成近、遠(yuǎn)端空調(diào)用戶的熱力失調(diào)（遠(yuǎn)、近端空調(diào)用戶冷熱不均），進(jìn)而造成空調(diào)舒適度下降與能源的浪費(fèi)。 </p><p><b>　　二、解決方案 </b></p><p>　　本文只是羅列了對(duì)節(jié)

17、能影響較大的設(shè)計(jì)缺陷，事實(shí)上空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題還遠(yuǎn)不只這些。為了提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，強(qiáng)化節(jié)能意識(shí)，筆者認(rèn)為應(yīng)該采取以下措施： </p><p>　　1.加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)培訓(xùn) </p><p>　　加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，定期舉行對(duì)設(shè)計(jì)人員的繼續(xù)教育，提高設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)理論水平。使設(shè)設(shè)計(jì)人員對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及相關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)有深入的掌握。對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)深度的要求有明確的認(rèn)識(shí)。

18、使空調(diào)設(shè)計(jì)人員養(yǎng)成自覺按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范及設(shè)計(jì)深度規(guī)定的要求來(lái)做好每一項(xiàng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 </p><p>　　2.強(qiáng)化設(shè)計(jì)審查及節(jié)能評(píng)審 </p><p>　　強(qiáng)化設(shè)計(jì)院內(nèi)部的設(shè)計(jì)審查及節(jié)能評(píng)審。要求設(shè)計(jì)人員將空調(diào)系統(tǒng)的水力計(jì)算書、負(fù)荷計(jì)算書、設(shè)備選型計(jì)算書及節(jié)能設(shè)計(jì)計(jì)算書作為與施工圖一樣的設(shè)計(jì)成果提交給設(shè)計(jì)評(píng)審人員（或單位），設(shè)計(jì)評(píng)審人員亦應(yīng)對(duì)各種類型的設(shè)計(jì)成果嚴(yán)格把關(guān)，不能草草了事。為

19、了多方面的對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)，對(duì)于政府投資項(xiàng)目，亦應(yīng)將前述設(shè)計(jì)文件提交代建管理單位，作為正式設(shè)計(jì)文件存檔，以便今后的運(yùn)行管理與節(jié)能評(píng)價(jià)。 </p><p>　　3.加強(qiáng)空調(diào)專業(yè)與自控專業(yè)設(shè)計(jì)人員相互學(xué)習(xí)與溝通 </p><p>　　空調(diào)設(shè)計(jì)人員要懂得一定的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理知識(shí)，了解與掌握一定的自控系統(tǒng)原理，能夠給自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供明確并詳細(xì)的自控工藝要求；自控設(shè)計(jì)人員亦應(yīng)掌握一定的空調(diào)系

20、統(tǒng)原理，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成有一個(gè)清晰且全面的認(rèn)識(shí)。 </p><p>　　此外，政府有關(guān)職能部門加強(qiáng)對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的監(jiān)管，建立完善的設(shè)計(jì)質(zhì)量控制程序亦是十分必要的。 </p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　總之，由于空調(diào)系統(tǒng)的能耗占建筑物總能耗比例非常大，對(duì)節(jié)能降耗、建設(shè)綠色建筑有著至關(guān)重要的意義，因