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摘要随着工业科技的进步，在产品生产时的温湿度要求也越来越高，而控制车间温湿度的空调系统能耗在整个工业建筑中的比重也相当大，本文从工业建筑中空调系统设计角度出发，提出一些空调节能技术的设计方案。
关键词工业建筑；空调系统；节能设计
引言
随着工业科技的迅猛发展，使得空调系统在工业建筑中越来越普及，特别是高精端的电子行业的发展，对空调温湿度的要求越来越高，从而使空调系统的能耗在整个建筑中能耗比重也随之增加，图1为国内电子洁净厂房的能耗比例，可见工业建筑中空调系统的能耗比例达50%。由于电力供应紧张，许多大城市纷纷采取“拉闸限电”
“分段收费”的方法，我国很多城市夏季用电紧
张主要是由于空调系统的用电所导致。如何改善
和提高空调系统的运行效率，减少能耗，在设计
和应用空调系统时，充分合理运用各种节能方法
降低空调系统能耗，对节能减耗具有重要的现实
意义。
图1
1 目前工业建筑中空调系统设计存在的问题
1.1负荷设计过大
目前多数暖通设计人员在进行设计时，往往采用负荷指标进行保守估算，出于安全的考虑，指标往往选得过大，造成了系统的冷热源设备装机容量偏大、能量输配设备选型偏大、末端换热设备的容量等都大大的超过了实际需求，形成了“大马拉小车”的现象，既增加的了投资也不利于节能。
1.2空调设备选型不当
空调系统消耗的大部分能量是在冷热源系统中消耗的。所以合理选择冷热源系统对空调系统节能至关重要。空调系统常采用冷热源方式是：水冷冷水机组+锅炉；热泵；溴化锂吸收式+锅炉。
因此空调系统设备的选型设计时，应根据建筑物的用途、规模、使用特点、负荷变化情况与参数要求、所在地区气象条件与能源状况等，通过技术经济比较来确定[1]，否则会造成选型不当，使生产无法正常运行。
1.3对生产工艺不熟
工业建筑中的暖通设计，由于大多数设计人员对所设计车间生产工艺不清楚，如设备的排风，废气的排放大小，设备的发热量，以及对于工艺生产的温湿度的特定要求，从而在设计时出现照搬类似设计的设计经验，进而导致空调无法满足生产需求的情况。
2 工业建筑中空调系统节能设计措施
2.1确定合理的温湿度参数
在满足人体健康和热舒适性的条件下，如果将夏季室内空气湿度提高1℃，就可使空调节约能量10左右，而相对湿度若提高10%，可节约能量15%左右[2]。美国国家标准局认为吧夏季设定温度从24℃改为26.7℃，约可节约能量15%，冬季设定温度从24.4-26.7改为21-22℃，约可节能18%[3]。而工业建筑中的特定的生产工艺对温湿度需求，对于设计人员来讲，只要能达到其生产即可，不可过于保守的进行设计。如锂电池生产车间，除注液车间要求的相对湿度必须是低于2%以外，其它工艺过程相对湿度要求是低于30%或者是50%即可，因此在除湿机的选型及车间的温湿度的设计上均加以重视。
2.2提高供回水溫差
若空调系统中输送冷（热）量的载冷（热）介质的供回水温差采用较大值，则当它与原温差的比值为N时，从流量计算式可知，采用大温差是流量为原来流量的1/N，而管道损耗及管道或风机的能耗则减小为原来的1/N2，节能效果显著[4]。故用在满足空调精度、人体舒适度和工艺要求的前提下，进可能加大温差，但供回水温差一般不宜大于8℃。
2.3选用变流量水系统
一般空调水系统的输配用电，在冬季供暖期间约占整个建筑动力的20%-25%，夏季供冷期间约占12%-24%，从空调系统能耗分配情况来看，输送动力能耗约占整个 能耗的50%以上，如何降低这部分能耗是空调系统节能的重要环节之一[5]。
在设计空调水系统时，如采用定水温变流量或变水温变流量的调节方式，使供水量随空调负荷的变化而增减，不但可以减少处理过程的能耗还能节省输送能耗，还可实现水泵电机的软启动、软停机，提高水泵电机的效率，改善电机的运行效率，延长设备的使用寿命。
2.4采用变风量系统
变风量空调（VAV）系统可以通过改变送风量的办法来控制不同空间的温湿度，同时，当空间的负荷小于设计负荷时，变风量系统可以调节输送的风量，从而减少系统的总输送量。这样，空调设备的容量也可以减小，即可以减少设备费的投资，也进一步降低了系统的运行能耗。有资料显示，采用变风量系统可节省能源将近30%，并可同时提高环境的舒适性。对于工业厂房中由于生产需求的变化导致车间设备或人员的变化，此时采用变风量系统可有效的解决车间过冷或过热问题。因此，变风量系统在运行中是一种节能的空调系统。
2.5焓值控制技术
在建筑物的空调负荷中的新风负荷占得比例很大，一般占总负荷的20%~30%。空调系统冬夏季取最小新风量，以满足室内的卫生要求，用以稀释有害物、补偿局部排风，保证空调房间的一定正压。
在过渡季节，随着室外空气焓值的变化，通过调节新风阀门和一次回风阀门来改变新风和回风的混合比，可以利用室外新风的冷量来推迟和减少使用制冷设备的时间，节省制冷系统的能耗。在冬季和过渡季节，对于那些室内周边负荷影响较小，而内区发热量较大的工业厂房内部，这时中分利用新风的冷量，也可全部引入新风，减少制冷设备的使用时间和运行能耗。
2.6采用热交换设备
由于工业建筑中由于设备排风或除尘等，将室内的冷/热风排至大气中，而大气温度与排气温度有一定温差，如制冷时若室内温度为26℃,室外温度为35℃，则将27℃的气体排入大气会带来能量损失，采用热回收交换设备使新风在被处理前与排气进行热交换，新风温度便有所降低，就可减少新风机组的负荷，减少了能耗。
2.7蓄冷技术
在实施峰谷电价的地区，可利用低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量，高电价时段再将冷量释放出来。采用冰蓄冷技术有利于减少国家对电力建设的投资和压力；有利于均衡电力负荷、提高现有发电设备与供电电网的利用率和改善电力建设的投资效益；有利于降低系统的运行费用；还有助于调节送风温差，是一举多得的节能好举措[6]。
3 空调节能技术的合理选择
（1）任何节能技术必须与现场设备配置情况相适应，在满足要求的前提下尽量选用简单的控制方案，防止控制过程复杂，造成整个系统的成本过高；
（2）各种节能技术是相互联系的，对一个实际的系统必须综合考虑整体的节能，避免相互之间产生的影响可能抵消，达不到很好的节能效果；
（3）注意设备本身的运行和限制条件，防止因采用的节能方法对设备寿命产生影响；
4 结论
为实现我国可持续发展战略，建筑的节能势在必行，然而采用合理的节能方式来节约空调的能耗，可以节约资源、保护环境，并且可以避免不必要的电力建设投资；对用户来说则可以减少空调运行费用的开支。而工业建筑能量消耗大、节能潜力巨大，节能减排正在兴起，可以预见随着国家不断加大推行节能减排力度，综合利用各种节能技术，选择合理的节能方案，提高暖通空调的能源效率，有着重要的社会与经济价值。
参考文献
[1] 李会艇. 浅谈空调系统的节能设计[J].科技情报开发与经济，2009,19（1）
[2] 赵辛，姜国伟. 中央空调系统的节能方法[J].渤海大学报，2009,29（1）
[3] 陈丽茹.高层建筑空调节能设计的探讨[J].洁净与空调技术，2010（2）
[4] 伍震洲，李小华.建筑空调的节能设计[J].制冷与空调，2009,23（2）
[5] 李晓燕，闫泽生.制冷空调节能技术[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2004
[6] 严德隆，张维君. 空调蓄冷应用技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1997
作者简介：蒋辉华（1981—），男，大学本科，工程师。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词工业建筑；空调系统；节能设计
引言
随着工业科技的迅猛发展，使得空调系统在工业建筑中越来越普及，特别是高精端的电子行业的发展，对空调温湿度的要求越来越高，从而使空调系统的能耗在整个建筑中能耗比重也随之增加，图1为国内电子洁净厂房的能耗比例，可见工业建筑中空调系统的能耗比例达50%。由于电力供应紧张，许多大城市纷纷采取“拉闸限电”
“分段收费”的方法，我国很多城市夏季用电紧
张主要是由于空调系统的用电所导致。如何改善
和提高空调系统的运行效率，减少能耗，在设计
和应用空调系统时，充分合理运用各种节能方法
降低空调系统能耗，对节能减耗具有重要的现实
意义。
图1
1 目前工业建筑中空调系统设计存在的问题
1.1负荷设计过大
目前多数暖通设计人员在进行设计时，往往采用负荷指标进行保守估算，出于安全的考虑，指标往往选得过大，造成了系统的冷热源设备装机容量偏大、能量输配设备选型偏大、末端换热设备的容量等都大大的超过了实际需求，形成了“大马拉小车”的现象，既增加的了投资也不利于节能。
1.2空调设备选型不当
空调系统消耗的大部分能量是在冷热源系统中消耗的。所以合理选择冷热源系统对空调系统节能至关重要。空调系统常采用冷热源方式是：水冷冷水机组+锅炉；热泵；溴化锂吸收式+锅炉。
因此空调系统设备的选型设计时，应根据建筑物的用途、规模、使用特点、负荷变化情况与参数要求、所在地区气象条件与能源状况等，通过技术经济比较来确定[1]，否则会造成选型不当，使生产无法正常运行。
1.3对生产工艺不熟
工业建筑中的暖通设计，由于大多数设计人员对所设计车间生产工艺不清楚，如设备的排风，废气的排放大小，设备的发热量，以及对于工艺生产的温湿度的特定要求，从而在设计时出现照搬类似设计的设计经验，进而导致空调无法满足生产需求的情况。
2 工业建筑中空调系统节能设计措施
2.1确定合理的温湿度参数
在满足人体健康和热舒适性的条件下，如果将夏季室内空气湿度提高1℃，就可使空调节约能量10左右，而相对湿度若提高10%，可节约能量15%左右[2]。美国国家标准局认为吧夏季设定温度从24℃改为26.7℃，约可节约能量15%，冬季设定温度从24.4-26.7改为21-22℃，约可节能18%[3]。而工业建筑中的特定的生产工艺对温湿度需求，对于设计人员来讲，只要能达到其生产即可，不可过于保守的进行设计。如锂电池生产车间，除注液车间要求的相对湿度必须是低于2%以外，其它工艺过程相对湿度要求是低于30%或者是50%即可，因此在除湿机的选型及车间的温湿度的设计上均加以重视。
2.2提高供回水溫差
若空调系统中输送冷（热）量的载冷（热）介质的供回水温差采用较大值，则当它与原温差的比值为N时，从流量计算式可知，采用大温差是流量为原来流量的1/N，而管道损耗及管道或风机的能耗则减小为原来的1/N2，节能效果显著[4]。故用在满足空调精度、人体舒适度和工艺要求的前提下，进可能加大温差，但供回水温差一般不宜大于8℃。
2.3选用变流量水系统
一般空调水系统的输配用电，在冬季供暖期间约占整个建筑动力的20%-25%，夏季供冷期间约占12%-24%，从空调系统能耗分配情况来看，输送动力能耗约占整个 能耗的50%以上，如何降低这部分能耗是空调系统节能的重要环节之一[5]。
在设计空调水系统时，如采用定水温变流量或变水温变流量的调节方式，使供水量随空调负荷的变化而增减，不但可以减少处理过程的能耗还能节省输送能耗，还可实现水泵电机的软启动、软停机，提高水泵电机的效率，改善电机的运行效率，延长设备的使用寿命。
2.4采用变风量系统
变风量空调（VAV）系统可以通过改变送风量的办法来控制不同空间的温湿度，同时，当空间的负荷小于设计负荷时，变风量系统可以调节输送的风量，从而减少系统的总输送量。这样，空调设备的容量也可以减小，即可以减少设备费的投资，也进一步降低了系统的运行能耗。有资料显示，采用变风量系统可节省能源将近30%，并可同时提高环境的舒适性。对于工业厂房中由于生产需求的变化导致车间设备或人员的变化，此时采用变风量系统可有效的解决车间过冷或过热问题。因此，变风量系统在运行中是一种节能的空调系统。
2.5焓值控制技术
在建筑物的空调负荷中的新风负荷占得比例很大，一般占总负荷的20%~30%。空调系统冬夏季取最小新风量，以满足室内的卫生要求，用以稀释有害物、补偿局部排风，保证空调房间的一定正压。
在过渡季节，随着室外空气焓值的变化，通过调节新风阀门和一次回风阀门来改变新风和回风的混合比，可以利用室外新风的冷量来推迟和减少使用制冷设备的时间，节省制冷系统的能耗。在冬季和过渡季节，对于那些室内周边负荷影响较小，而内区发热量较大的工业厂房内部，这时中分利用新风的冷量，也可全部引入新风，减少制冷设备的使用时间和运行能耗。
2.6采用热交换设备
由于工业建筑中由于设备排风或除尘等，将室内的冷/热风排至大气中，而大气温度与排气温度有一定温差，如制冷时若室内温度为26℃,室外温度为35℃，则将27℃的气体排入大气会带来能量损失，采用热回收交换设备使新风在被处理前与排气进行热交换，新风温度便有所降低，就可减少新风机组的负荷，减少了能耗。
2.7蓄冷技术
在实施峰谷电价的地区，可利用低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量，高电价时段再将冷量释放出来。采用冰蓄冷技术有利于减少国家对电力建设的投资和压力；有利于均衡电力负荷、提高现有发电设备与供电电网的利用率和改善电力建设的投资效益；有利于降低系统的运行费用；还有助于调节送风温差，是一举多得的节能好举措[6]。
3 空调节能技术的合理选择
（1）任何节能技术必须与现场设备配置情况相适应，在满足要求的前提下尽量选用简单的控制方案，防止控制过程复杂，造成整个系统的成本过高；
（2）各种节能技术是相互联系的，对一个实际的系统必须综合考虑整体的节能，避免相互之间产生的影响可能抵消，达不到很好的节能效果；
（3）注意设备本身的运行和限制条件，防止因采用的节能方法对设备寿命产生影响；
4 结论
为实现我国可持续发展战略，建筑的节能势在必行，然而采用合理的节能方式来节约空调的能耗，可以节约资源、保护环境，并且可以避免不必要的电力建设投资；对用户来说则可以减少空调运行费用的开支。而工业建筑能量消耗大、节能潜力巨大，节能减排正在兴起，可以预见随着国家不断加大推行节能减排力度，综合利用各种节能技术，选择合理的节能方案，提高暖通空调的能源效率，有着重要的社会与经济价值。
参考文献
[1] 李会艇. 浅谈空调系统的节能设计[J].科技情报开发与经济，2009,19（1）
[2] 赵辛，姜国伟. 中央空调系统的节能方法[J].渤海大学报，2009,29（1）
[3] 陈丽茹.高层建筑空调节能设计的探讨[J].洁净与空调技术，2010（2）
[4] 伍震洲，李小华.建筑空调的节能设计[J].制冷与空调，2009,23（2）
[5] 李晓燕，闫泽生.制冷空调节能技术[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2004
[6] 严德隆，张维君. 空调蓄冷应用技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1997
作者简介：蒋辉华（1981—），男，大学本科，工程师。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。