我國(guó)的環(huán)境問(wèn)題與建筑設(shè)備的關(guān)系

1、鄭州華信學(xué)院建筑工程學(xué)院建筑設(shè)備論文姓 名：葉露丹學(xué)號(hào)：1103010272專業(yè)班級(jí)：2011級(jí)建筑工程技術(shù)專業(yè)2班院系：建筑工程學(xué)院指導(dǎo)老師：賈靜恩2013年10月我國(guó)的環(huán)境問(wèn)題與建筑設(shè)備的關(guān)系建筑環(huán)境與設(shè)備工程每個(gè)人都希望過(guò)上舒適，開(kāi)心的生活。然而，人類的祖先借山洞棲息，躲避 風(fēng)雨嚴(yán)寒。我們的祖先過(guò)著這樣落后的生活，我們又是怎樣過(guò)上這種冬暖夏涼， 方便的用水和電的生活的呢？這就是靠建筑環(huán)境與設(shè)備工程的專業(yè)人員們來(lái)完 成的。建筑環(huán)境與設(shè)備工程是從事室內(nèi)環(huán)境設(shè)備系統(tǒng)和建筑公共設(shè)施設(shè)計(jì)、安裝 調(diào)試、運(yùn)行管理及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)所需的特殊環(huán)境開(kāi)發(fā)的高級(jí)工程技術(shù)。建筑環(huán)境與設(shè)備工程作為一個(gè)對(duì)未來(lái)發(fā)展有著

2、很重要的意義的專業(yè)，我們專 業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)建筑物理環(huán)境和環(huán)境控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)，受到建筑設(shè)備 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試和運(yùn)行管理等方面的基本訓(xùn)練，并初步具備這方面的工作能力。 畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力：較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域必需的技術(shù)基 礎(chǔ)理論知識(shí)，主要應(yīng)包括：傳熱與傳質(zhì)、流體力學(xué)與流體機(jī)械、工程熱力學(xué)、計(jì) 算機(jī)、建筑電氣、電子、機(jī)械、建筑環(huán)境等；較系統(tǒng)地掌握建筑環(huán)境工程、建筑 設(shè)備工程的專業(yè)基本理論知識(shí)，并了解本專業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)；具有一定 的室內(nèi)環(huán)境及設(shè)備系統(tǒng)測(cè)試、調(diào)試及運(yùn)行管理的能力；初步掌握室內(nèi)環(huán)境及設(shè)備 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法；具有較好的自然科學(xué)基礎(chǔ)及人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)；具有較強(qiáng)

3、的工 作適應(yīng)能力及協(xié)作精神和自學(xué)能力。新世紀(jì)里，健康、能源、環(huán)境已成為倍受人類關(guān)注的三大主題，建筑環(huán)境與 設(shè)備專業(yè)和這三個(gè)方面有著密切的關(guān)系。在環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)的明天，本專業(yè)有 著重要的研究和應(yīng)用前景。1992年，世界“環(huán)境與發(fā)展”會(huì)議已將人類居住區(qū) 納入議事日程。除原有的傳熱學(xué)、流體力學(xué)、熱力學(xué)外，我們需要越來(lái)越多地掌 握人與建筑、人與自然等方面的知識(shí)，包括生理學(xué)、心理學(xué)、氣象學(xué)、生態(tài)學(xué)、 城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等學(xué)以及聲、光等知識(shí)，努力營(yíng)造建筑物內(nèi)適宜而健康的人 工熱濕環(huán)境，使之滿足于需要。改革開(kāi)放以后，該學(xué)科與國(guó)際的合作交流越來(lái)越 頻繁，一起參與協(xié)作科研和一些重大的國(guó)際會(huì)議，與國(guó)外知名教授合

4、作，使該專 業(yè)獲得巨大的發(fā)展，暖通行業(yè)已成為世界各界共同關(guān)注的行業(yè)。為了更加了解建筑環(huán)境與設(shè)備工程這一專業(yè)，我對(duì)社會(huì)對(duì)我們專業(yè)人才的需求進(jìn)行了調(diào)查。安裝、施工企業(yè)由于比較辛苦，以前對(duì)本科生的吸引力有限，但由于近幾年 基礎(chǔ)建設(shè)的飛速發(fā)展，安裝、施工企業(yè)逐步壯大、正規(guī)化，對(duì)技術(shù)的要求也在提 高，現(xiàn)在吸納了很大一部分的畢業(yè)生，成為本科生就業(yè)的一個(gè)主要方向。為此， 應(yīng)增加工程方面的教學(xué)，讓學(xué)生能夠很快地適應(yīng)工作。隨著建筑節(jié)能工作的加強(qiáng)， 運(yùn)行管理將會(huì)成為畢業(yè)生一個(gè)很大的就業(yè)渠道。本次調(diào)研結(jié)果表明，設(shè)計(jì)研究院 中，大學(xué)本科以上學(xué)歷占60%左右，其中大學(xué)本科學(xué)歷占到45.2%，碩士研究生 學(xué)歷占到了 14

5、.8%；而施工企業(yè)中，?？茖W(xué)歷和成人教育學(xué)歷占35.8%左右，本 科生學(xué)生占25.3%，研究生學(xué)歷僅占12.2%。值得注意的是，各企業(yè)單位專業(yè)人 才分布不均勻。從人才結(jié)構(gòu)上來(lái)看，一般分為學(xué)術(shù)型、工程型（應(yīng)用研究、技術(shù) 理論研究型）、技術(shù)型（實(shí)用型、技術(shù)應(yīng)用型）、技能型四種類型。本次人才需 求狀況調(diào)查表明，工程型人才占50.3%，技術(shù)型人才占32.8%，學(xué)術(shù)型人才僅占 5.6%。因此可以認(rèn)為，隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，工程型、技術(shù)型人才的需 求數(shù)量將增加，人才需求結(jié)構(gòu)比例將呈現(xiàn)橄欖型。人們?yōu)榱酥评?，千方百?jì)地尋找容易蒸發(fā)的物質(zhì)?，F(xiàn)在用的空調(diào)采用的蒸發(fā) 工作物質(zhì)一般都是制冷劑（氟里昂是其中一種）

6、。我們知道，在一個(gè)大氣壓下，水要到吸熱到100C才燒開(kāi)，才沸騰，才大量 蒸發(fā)。而F22（氟里昂）在一個(gè)大氣壓下-30C時(shí)就汽化了，就大量蒸發(fā)了。而且 它的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在一般情況下又無(wú)毒性，因此，它是一種比較理想的制冷物 質(zhì)。如何使氣態(tài)氟里昂還原為液態(tài)氟里昂呢？只要注意一下我們周圍兩種極普通 的情況，就能想出辦法來(lái)。將灌滿液化氣的鋼瓶，稍微搖晃幾下，就可體察到， 里面大都是液體。這就是液化氣被壓縮而成的液體。從而為我們解決這個(gè)問(wèn)題得 到一個(gè)啟發(fā)。只要將氣體加壓，就可以把氣體變成液體。而且壓力越高，越容易 變成液體。還有一種情況是，鍋里燒水，鍋蓋上會(huì)有水珠。大家知道，這是鍋里 的水蒸汽遇到較冷的

7、鍋蓋凝結(jié)而成的。這又為我們解決這個(gè)問(wèn)題得到一個(gè)啟發(fā)， 只要將氣體冷卻，就能把氣體變成液體。而且溫度越低，越容易變成液體。要重 復(fù)利用氟里昂，還要使氟里昂不要漏掉了，不要跑掉了。這就要一個(gè)密閉的系統(tǒng)。 人們都叫它做空調(diào)系統(tǒng)。空調(diào)的主要工作過(guò)程:首先，低壓的氣態(tài)氟里昂被吸入壓縮機(jī)，被壓縮成高溫高壓的氣體氟里昂； 而后，氣態(tài)氟里昂流到室外的冷凝器，在向室外散熱過(guò)程中，逐漸冷凝成高壓液 體氟里昂；接著，通過(guò)節(jié)流裝置降壓（同時(shí)也降溫）又變成低溫低壓的氣液氟里 昂混合物。此時(shí)，氣液混合的氟里昂就可以發(fā)揮空調(diào)制冷的“威力”了：它進(jìn)入 室內(nèi)的蒸發(fā)器，通過(guò)吸收室內(nèi)空氣中的熱量而不斷汽化，這樣，房間的溫度降低 了

8、，它也又變成了低壓氣體，重新進(jìn)入了壓縮機(jī)。如此循環(huán)往復(fù)，空調(diào)就可以連 續(xù)不斷的運(yùn)轉(zhuǎn)工作了。而室外機(jī)主要就是空調(diào)壓縮機(jī)，所以室外溫度會(huì)被高溫高 壓的氣體氟里昂升高。最后講一講空調(diào)水又是怎么來(lái)的，平時(shí)你一定見(jiàn)過(guò)拿出冰 箱的冷飲外表面立刻凝結(jié)很多露珠的現(xiàn)象，這是因?yàn)榭諝庵泻泻芏嗟乃魵猓?溫度越高，可以包含的水蒸氣就越多，溫度越低，可以包含的水蒸氣就越少（和 水溶解鹽的多少隨溫度改變?cè)碛悬c(diǎn)相似），而前面說(shuō)的空調(diào)蒸發(fā)器是冷卻周圍 空氣的，溫度就低，周圍空氣里的水蒸氣就和凝結(jié)在蒸發(fā)器上了，和冷飲瓶外表 面凝結(jié)很多露珠一樣的道理。但是這個(gè)水不能任其凝結(jié)，不然房間里就不斷滴水 了，所以需要用一個(gè)托盤(pán)收集

9、起來(lái)排到室外，這就是空調(diào)水。二.中央空調(diào)水系統(tǒng)構(gòu)成及原理?？照{(diào)水系統(tǒng)主要是由制冷機(jī)組、冷凍水泵、 冷卻水泵、冷卻塔等組成的一個(gè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作原理是制冷劑在制冷機(jī)組的 蒸發(fā)器中汽化吸收冷凍水的熱量，從而使載冷劑一冷凍水的溫度降低，然后，在 蒸發(fā)器內(nèi)被汽化的制冷劑經(jīng)制冷機(jī)組的壓縮機(jī)時(shí)被壓縮成高壓高溫的氣體，當(dāng)高 溫高壓的制冷劑流經(jīng)冷凝器時(shí)被來(lái)自冷卻塔的冷卻水冷卻變成低溫高壓的氣體， 低溫高壓的制冷劑通過(guò)膨脹閥后重新變成了低溫低壓的液體，而后再在蒸發(fā)器內(nèi) 氣化，完成一次循環(huán)。通過(guò)不斷的循環(huán)，載冷劑不斷地輸送冷量到空氣處理單元， 同時(shí)，制冷機(jī)組產(chǎn)生的熱量不斷的被冷卻水所帶走，在流經(jīng)冷卻塔時(shí)散發(fā)到空

10、氣 中，冷卻塔上裝有風(fēng)機(jī)，對(duì)流經(jīng)冷卻塔的水進(jìn)行降溫。中央空調(diào)制熱時(shí)，冷卻水 系統(tǒng)停止運(yùn)行，空調(diào)機(jī)組直接對(duì)冷凍水進(jìn)行加熱，目前主要有電加熱和燃?xì)馊紵?加熱。經(jīng)過(guò)加熱后的水通過(guò)管道流至各個(gè)房間，風(fēng)機(jī)把進(jìn)風(fēng)口吸進(jìn)的涼空氣通過(guò) 熱管加熱在通過(guò)出風(fēng)口排出，此時(shí)一吹出的便是熱風(fēng)，達(dá)到了制熱的目的。同時(shí) 變冷的水流進(jìn)機(jī)組，再一次被加熱，然后采暖泵迫使熱水再一次流入房間管道， 如此形成循環(huán)。實(shí)際中央空調(diào)應(yīng)用中，由于其冷凍水和熱水用一套水循環(huán)管道，所以在設(shè)計(jì) 水泵時(shí)，有些設(shè)計(jì)只有兩種水循環(huán)系統(tǒng)，即冷卻水循環(huán)和冷凍水循環(huán)，此時(shí)水泵 也就只有冷凍水泵和冷卻水泵，夏季兩種水泵均工作，而到了冬季，關(guān)閉冷卻水 泵，只有冷

11、凍水泵工作。但是由于夏季的制冷量很大，所以冷凍水的流量同時(shí)也 很大，因此冷凍水泵的功率設(shè)計(jì)比較大，是按最大制冷量加余量而設(shè)計(jì)。冬季時(shí)， 制熱量相對(duì)較小，不需要很大的制熱量，自然需要的熱水循環(huán)量也就較小，如果 還用冷凍水泵就會(huì)造成很大的浪費(fèi)。因此有些中央空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)。 熱水循環(huán)系統(tǒng)，它通過(guò)節(jié)流閥連接到冷凍水管道上，夏季時(shí)，關(guān)閉節(jié)流閥，使冷 凍水使用循環(huán)管道，冬季時(shí)，關(guān)閉冷凍水的節(jié)流閥，打開(kāi)熱水節(jié)流閥，使熱水使 用循環(huán)管道。這樣的話，熱水的水泵功率就可以根據(jù)制熱量加余量來(lái)設(shè)計(jì)，不會(huì) 造成很大的浪費(fèi)?？紤]到第二種現(xiàn)象在目前的中央空調(diào)應(yīng)用中比較常見(jiàn)，因此本 水系統(tǒng)控制系統(tǒng)是針對(duì)第二種情況

12、設(shè)計(jì)。對(duì)于冷凍/蒸發(fā)器的設(shè)定值，回水溫度 取決于大廈的熱負(fù)荷?，F(xiàn)采用蒸發(fā)器的出水管和回水管路上裝有檢測(cè)其溫度的變 送器，通過(guò)冷凍水的溫差控制，即可使冷凍水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變 化。參考目前中央空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì)和運(yùn)行的實(shí)際情況，冷凍溫差為5 7C時(shí)最為 合理。冬季的時(shí)候，由于進(jìn)水溫度低，出水溫度高，所以溫差為負(fù)值。對(duì)于冷卻 水系統(tǒng)，由于低溫冷卻水溫度取決于環(huán)境溫度與冷卻塔的工況，只需控制高溫冷 卻水的溫度，即可控制溫差。采用在冷卻水出水管安裝溫度變送器，通過(guò)控制冷 凝器出水溫度，便可使冷卻水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變化，參考目前中 央空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì)和運(yùn)行的實(shí)際情況，冷卻水出水溫度為37C

13、左右時(shí)最為合理。 中央空調(diào)機(jī)組在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于冷凍和冷卻水的流量有一個(gè)最小值，即機(jī)組在運(yùn)行 時(shí)，流量不能小于這個(gè)值，這是因?yàn)槿绻髁窟^(guò)小，可能會(huì)發(fā)生機(jī)組凍管，損壞 中央空調(diào)機(jī)組。因此，我們?cè)诟鶕?jù)溫度和溫差對(duì)水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，必須要保 證空調(diào)機(jī)組正常運(yùn)行所需要的最小流量。如果我們要檢測(cè)冷凍水和冷卻水的流 量，應(yīng)該安裝流量傳感器，但是流量傳感器一般采用法蘭安裝，串接在水管上， 安裝復(fù)雜并且價(jià)格昂貴?？紤]到水的流量和其壓力有一定的線性關(guān)系，在實(shí)際檢測(cè)流量中，一般安裝壓力傳感器，通過(guò)測(cè)量壓力值來(lái)計(jì)算出流量值。壓力傳感器 安裝方便，一般為螺紋安裝，并且價(jià)格適中。中央空調(diào)節(jié)能方案分析空調(diào)系統(tǒng)需要消耗大量的

14、電能和熱能，其總能耗是十 分驚人的，近年來(lái)我國(guó)空調(diào)事業(yè)得到了迅猛發(fā)展，空調(diào)應(yīng)用日益廣泛。隨之而來(lái) 的能量供需矛盾也越來(lái)越突出。正常運(yùn)行的一般空調(diào)系統(tǒng)其耗能主要有兩個(gè)方 面，一方面是為了供給空氣處理設(shè)備冷量和熱量的冷（熱）源耗能；另一方面是為 了輸送空氣和水風(fēng)機(jī)和水泵克服流動(dòng)阻力所需的電能。動(dòng)力耗能是空調(diào)系統(tǒng)總耗 能的兩大部分中的主要部分，如何節(jié)約動(dòng)力能耗顯得尤為重要。冷水機(jī)組是動(dòng)力 耗能的主要因素，我們可以對(duì)冷水機(jī)組進(jìn)行變水量控制，將水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式設(shè) 計(jì)成定溫度、變流量，使系統(tǒng)的循環(huán)水量隨空調(diào)負(fù)荷的變化而增減。變水量控制 的節(jié)能關(guān)鍵是對(duì)水泵的運(yùn)行控制。目前水泵的運(yùn)行控制多采用臺(tái)數(shù)控制、轉(zhuǎn)速控

15、 制、臺(tái)數(shù)控制與轉(zhuǎn)速控制合用等三種方式。水泵轉(zhuǎn)速控制的最新技術(shù)是變頻調(diào)速 技術(shù)，它變速穩(wěn)定、反應(yīng)靈敏準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度高，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能具有重要意 義。因此，以下從變頻調(diào)速技術(shù)的角度，對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的冷水機(jī)組控制方案進(jìn) 行探討。冷卻水將壓縮機(jī)組工作時(shí)產(chǎn)生的熱量帶走通過(guò)冷卻水泵加壓通過(guò)管道帶到 散熱塔，在散熱塔的冷風(fēng)的作用下降溫冷卻后再流入壓縮機(jī)組，這樣可以保證壓 縮機(jī)組在正常的溫度下工作。因此實(shí)現(xiàn)對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)的控制便成為重中之重。（1） 冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制：通過(guò)回水溫度實(shí)現(xiàn)變頻控制。由于冷凍水的出水溫度是 冷凍機(jī)組“冷凍”的結(jié)果，是比較穩(wěn)定的，我們根據(jù)回水溫度的高低可以判斷出 房間內(nèi)的溫度?？?/p>

16、以根據(jù)回水溫度實(shí)現(xiàn)變頻控制：回水溫度高，說(shuō)明房間溫度高， 應(yīng)該提高冷凍泵的轉(zhuǎn)速，加快冷凍水的循環(huán)速度；反之，回水溫度低，說(shuō)明房間 溫度低，可降低冷凍泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷凍水的循環(huán)速度，達(dá)到節(jié)約能源的目的。（2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制：通過(guò)檢測(cè)進(jìn)水和回水的溫差實(shí)現(xiàn)變頻控制。散熱 塔的水溫是隨環(huán)境溫度變化而變化的，因此單側(cè)水溫度不能準(zhǔn)確地反映冷凍機(jī)組 內(nèi)產(chǎn)生熱量的多少。對(duì)于冷卻泵，以進(jìn)水和回水間的溫差作為控制依據(jù)，實(shí)現(xiàn)恒 溫差控制是可行的。溫差大，說(shuō)明冷凍機(jī)組產(chǎn)生的熱量大，應(yīng)提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速， 增大冷卻水的循環(huán)速度；溫差小，說(shuō)明冷凍機(jī)組產(chǎn)生的熱量小，可以降低冷卻泵 的轉(zhuǎn)速，減緩冷卻水的循環(huán)速度，以實(shí)現(xiàn)節(jié)

17、能的目的。中央空調(diào)的冷水機(jī)組系統(tǒng)的冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時(shí)通常是按照 最大換熱量夏季最熱時(shí)，且所有空調(diào)都打開(kāi)時(shí)再取一定的安全系數(shù)來(lái)確定的，而 通常情況下由于季節(jié)和晝夜氣溫的變化以及所啟用空調(diào)房間數(shù)目的不同，實(shí)際換 熱量遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，并且隨著外界環(huán)境的變化調(diào)節(jié)相當(dāng)頻繁。傳統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)是 通過(guò)改變閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種情況下電機(jī)總是處于全速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)負(fù)荷 小時(shí)相應(yīng)的調(diào)節(jié)冷卻水和冷凍水系統(tǒng)的節(jié)流閥達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。節(jié)流閥的存 在會(huì)對(duì)水流產(chǎn)生阻力，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的節(jié)流損耗，并且會(huì)引起機(jī)械振動(dòng)和產(chǎn)生噪 音。另一方面，冷凍水的流量與水泵的轉(zhuǎn)速成正比，當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速高時(shí)，冷凍水的 流量大流速也快，因此當(dāng)冷凍水流過(guò)風(fēng)機(jī)盤(pán)管組件時(shí)，沒(méi)有充分的時(shí)間完成熱交 換，就又返回制冷機(jī)或加熱器去了，這樣循環(huán)水泵電機(jī)又作了一部分無(wú)用功。另 外，如果水泵長(zhǎng)