摘要: 在空调设计过程中，特别在施工图设计阶段，设计人员会容易出现一些设计问题，严重的将使施工难以顺利进行及空调效果不理想。根据多年的设计经验和设计管理体会，对一些常见问题进行分析和探讨并提出节能设计若干措施。
关键词:空调;设计问题;节能措施
在空调设计过程中，特别在施工图设计阶段，设计人员会容易出现一些设计问题，严重的将使施工难以顺利进行及空调效果不理想。根据多年的设计经验和设计管理体会，对一些常见问题进行分析和探讨。
1 空调设计常见问题
1.1制冷量的确定
国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》（GB 50019-2003)第6.2.1条明确规定:应对空气调节区进行逐项逐时的冷负荷计算。但在图纸审查过程中发现常有设计单位提交不了逐项逐时的冷负荷计算书，设计人员基本是将单位空调面积的冷负荷估算指标作为设备选型的依据，从而导致装机容量过大、水泵配置过大、冷却塔配置过大、末端设备过大、风管及水管尺寸过大，使得工程投资过大、运行费用提高，给投资方带来经济损失。
1.2设备选择
①许多投资方仅考虑制冷机是否便宜，没按性价比来确定采用哪个厂家的设备。在进行设备性能比较时，也仅仅比较满负荷工况下的耗电量，没有按机组综合部分负荷性能系数来考察。
②制冷主机台数选择不当，制冷主机选择过多或过少，带来系统复杂或调节性能差。对此建议主机台数在2~4台。
③制冷主机大小匹配不当。为保证所有主机都在较高效率区工作，必须仔细分析冷负荷的组成和变化，防止主机在低效率区工作甚至不能工作。笔者曾遇到一个项目，由于设计人员疏忽，在选择制冷机组时没考虑到节假日或晚上加班时的需要，致使该办公楼在节假日或晚上加班时离心制冷机组因喘振而无法正常工作，后新增加一台小型机组才解决这一问题
④冷冻水泵、冷却水泵扬程过大。对冷冻水系统和冷却水系统没进行水力计算，靠经验估算系统的阻力，致使冷冻水泵、冷却水泵扬程过大。所选的水泵也没在高效率区运行
⑤当多台冷却塔并联运行时，每台冷却塔进出水管应设计电磁阀并和制冷主机联锁、设计水盘连通管并说明每台冷却塔的水盘高度要求一致。否则只开启部分制冷机时，冷却塔的冷却能力不够。笔者在多个项目都遇到此类问题，特别是因场地不够，多台冷却塔需要分开放置在不同地方时，更容易出现这种问题
⑥在进行制冷主机、风机盘管、风柜、新风处理机的选型时，要特别注意设计工况和资料上的是否一致，否则应修正参数再选型
1.3 风系统设计
①机械进排风口的设置不当。进排风口位置太近、高度一样、进风口高排风口低等不当的设置导致了短路。所以在建筑设计阶段，要求建筑和空调专业协调，防止气流短路。
②新风口、排风口风速过高。由于建筑设计时，建筑师和暖通工程师沟通不够，常会由于建筑的外形限制，或外形美观的限制，导致新风和排风口过小。
③排风没有出路。对许多二级排风的排放方式，常发生无排风出路的情况，使得排风果差。
④回风面积不够。由于天花或墙面条件的限制，使得空气处理机的回风面积不够，导致空调效果差，严重的会导致噪音大。
⑤两台型号不同的风柜共用一个静压箱，两台型号不同的风机共用一条送风管，风管的风速设计太高或太低，在弯头、变径处开风口。
⑥暖通要求风口布置与装修要求风口布置间的矛盾。通常暖通设计师根据装修设计的天花图进行施工图设计，当二者产生矛盾时，经常会为装修的美观牺牲空调的效果。如何使得空调风口布置与装修的天花一致、既能保证空调效果又能使天花美观，需要暖通设计师和装修设计师进行良好的沟通。
⑦风机的余压选择太小。常规情况下风机的余压设计都不会错，但面对现场管线复杂的情况时，由于实际阻力比理论计算的阻力要大得多，因此往往导致余压不够。
1.4水系统设计
①冷凝水排水距离太远。冷凝水排水距离太远，会因天花高度的限制导致排水坡度不够。常有设计人员将整层的冷凝水只通过一条冷凝水管排放，导致冷凝水排水不畅，发生漏水事件。因此，必须尽量缩短排水距离。冷凝水应就近排放。
②空调处理机、风机盘管共用一个水系统。由于水阻力不同，阻力难于平衡，水系统用太多的调节水力平衡装置，各水系统间未进行水力平衡计算。
③水系统的流速取得过大，导致浪费材料，增加了工程的造价。
④排气阀设置不够，管内空气难于排出。许多设计文件都没有指出排气阀在何处设置、设置多大的排气阀，这看起来是个小问题，但在实际运行中，因管内空气排不出，导致空调效果不好的案例却很多，因此需对其予以重视。
2 节能设计的若干措施
在设计管理中，许多设计对中央空调的节能考虑得不多。如果对方案把关不严，就会导致运行费用过高。根据设计经验，可在如下设计中考虑相应的节能措施。
2.1优化建筑设计
①建筑方案阶段，暖通和建筑充分沟通，对建筑能耗进行模拟分析。
②使用新型材料。如采用外墙保温和隔热、屋顶保温与隔热，使用传热系数小的外窗和玻璃幕墙，使用低辐射的镀膜玻璃、夹层充惰性气体的双层玻璃。
2.2优化空调方案
①合理选择制冷量，对空气调节区进行逐项逐时的冷负荷计算，而不是靠经验选取。
②制冷机组的选取。应使每台单机都运行在高效率区，并且能量调节范围要宽，即使是低负荷运行也使其有较高的效率。充分比较当地的能源政策和价格，优化选择用电、燃油、燃气的空调主机。
③使用变频泵。由于水泵按满负荷设计，而实际运行中负荷是变化的，实际运行耗电量就会增加。对此如果采用变频水泵便可以解决这一问题。
④选择效率曲线较为平坦的水泵。这样水泵在设计工况和偏离设计工况时都有较高效率。
⑤采用热回收装置。采用新风回收排风能量的热回收装置，降低新风负荷。
⑥在过渡季节采用全新风运行工况。
⑦采用二氧化碳检测器。利用二氧化碳检测器来控制新风量的大小，达到既降低新风负荷又能保证室内空气品质的目的。也可利用二氧化碳检测器来检测地下车库二氧化碳的浓度，从而控制补风机和排风机的开启，达到节能目的。
⑧降低输送系统能耗。尽量使得各水系统阻力一致，少用调节阀；尽量用水输送冷量，因为用水输送冷量所耗的能量为用空气输送冷量的10%；采用供回水温差在4℃以上的冷冻水，从而减少水泵耗电。
⑨采用分层分区控制，不用的功能区可关机并不输送冷冻水。
⑩设置电了水处理器和化学水处理装置，减少管道阻力和增加换热器传热量。保证保温的密度和厚度，减小输送损失。
2.3优化控制技术
①冷却塔设置水温控制系统。当冷却水温较低或制冷机部份开启时，关闭冷却塔风机，利用冷却塔自然降温，以利节能。
②设置最佳冷冻水出水温度。冷冻水出水温度越高，制冷机组的制冷系数越大，就越节能。所以可根据每天的气候变化和一年的季节变化，设置不同的出水温度，以提高制冷机组的制冷系数。
③控制制冷机开启的台数。通过控制制冷机开启的台数，使每台制冷机都运行在高效率区。
3 结束语
在空调设计中，只要多总结和多留意，上述设计常见问题是可以在设计过程中避免的。节能设计的各项措施均可根据具体项目和投资费用情况加以运用。其中制冷量的确定不仅影响空调效果、工程造价还影响运行费用，对此必须予以足够的重视。而优化控制技术也可作为空调设备运行管理中节能的措施。
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