解讀空調系統(tǒng)冷、熱源選擇

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

隨著社會文明的發(fā)展、技術的進步和人們生活水平的提高，空調產品已成為各種建筑物不可或缺的系統(tǒng)和設備，尤其對一個現代建筑物來說，空調設備性能的優(yōu)劣是直接影響建筑物使用經濟效益的重要因素。

　　空調系統(tǒng)不僅占有較大的投資份額，同時也是建筑耗能大戶。有關統(tǒng)計資料表明，其能耗約占建筑能耗的50%-60%，約占總能耗的15%-25%.空調能耗由三部分組成：冷熱源設備能耗、末端設備能耗和輔助設備能耗。其中冷熱源設備能耗約占空調能耗的50%-60%.可見，空調冷、熱源系統(tǒng)的設計和冷、熱源設備的選型直接關系到社會能源合理利用和人們生活環(huán)境質量改善的大問題。

　　自然界給予人類的能源形式豐富多彩，為我們進行空調系統(tǒng)冷、熱源的選擇提供了可能。那么在具體的工程設計中，我們該如何去選擇，選擇時又該注意些什么呢？

　　冷、熱源系統(tǒng)設計選型的原則空調冷、熱源系統(tǒng)的設計需遵循一個統(tǒng)一、兩個選擇和三個原則。所謂一個統(tǒng)一，是指能源的終端用戶利益與社會和國家利益之間的協(xié)調統(tǒng)一；所謂兩個選擇是指能源形式的選擇和能源利用方式（即設備類型）的選擇；所謂三個原則，是指合理利用能源資源的原則、減少對環(huán)境影響的原則和技術經濟合理可行的原則。

　　進行方案設計，首先應考慮空調工程的使用性質和具體使用要求，然后因地制宜，全面分析，按初投資、年運行費、能源供應、環(huán)境影響等因素，進行綜合評價，選擇能源結構合理、能源利用率高、對環(huán)境影響最小的設計方案。

　　方案比較是一項影響因素多、專業(yè)技術強且復雜的工作。方案設計中必須綜合考慮和運用諸多方面的技術知識，主要包括：國家的能源資源狀況，國家的能源政策、法規(guī)和能源建設方針；相關設計標準、規(guī)范；提高能源利用率、節(jié)約能源的技術措施；各種冷、熱源形式，各種能源轉換設備的種類、工作原理、性能特點及其適用場合；冷、熱源設計方案比較中采用的評價準則和指標；能源利用及冷熱源設備的運行與環(huán)境的關系、保護環(huán)境的設計措施；冷、熱源系統(tǒng)設計和冷、熱源設備開發(fā)的新思路、新成果等。

　　因此，冷、熱源系統(tǒng)的設計是一個多目標決策的過程。

　　各種冷、熱源系統(tǒng)的能效特性目前冷、熱源設備的種類繁多，消耗的能源種類不同，工作原理各不相同，能效特性也各不相同。為了衡量各種設備的節(jié)能性，通常采用一次能源效率（在提供等量需求的條件下各不同設備消耗的能源折算成同一種一次能源的消耗比叫做一次能源效率，用符號OEER來表示）來進行比較。

　　冷、熱源系統(tǒng)的部分負荷性能

　　建筑物的空調負荷是變化的，冷、熱源所要提供的冷、熱量在大多數情況下都小于設計最大負荷，冷（熱）水機組在部分負荷下工作的效率都小于機組額定負荷運行時的效率。所以，在選擇冷、熱源設備時，應該重視機組的部分負荷性能。行業(yè)內，用符號IPLV來表示部分負荷性能系數。對空調用冷（熱）水機組，美國暖通制冷學會的有關標準中給出了IPLV的計算公式：

　　IPLV＝0.17 A+0.39B+0.33C+0.11D（kW/kW）

　　式中A、B、C、D分別為100%、75%、50%、25%負荷時機組的性能系數COP（或EER）。在進行方案設計時，可以參照該公式進行計算比較，但需要注意的是，該公式中的系數0.17、 0.39、0.33、0.11是根據美國亞特蘭大一座辦公樓的冷、熱源設備全年運行小時分布數據統(tǒng)計而得，實際上對于不同地區(qū)、不同建筑物、不同使用條件，系數的數值是不同的。

　　據有關資料介紹，IPLV值每提高0.1，在設備的經濟壽命期內節(jié)約的能耗費用就可達到其初投資的30%~45%.

　　冷、熱源系統(tǒng)的壽命周期

　　設備的壽命周期是指所用的設備在不更換主要零、部、組件的情況下，能保證正常運行并確保使用性能及效果所能維持的使用時間。設備的壽命周期體現了產品的使用價值。產品的壽命周期包含物理壽命、折舊壽命、經濟壽命等。

　　冷、熱源系統(tǒng)的投資費用

　　系統(tǒng)的投資費用，不僅取決于產品的報價，還與具體項目的能源憎容費、配套設施費、水電氣入網費、機房建設費、職業(yè)安全與衛(wèi)生設施費、環(huán)境保護設施投資等有關，對于貸款建設項目，好要考慮貸款利息和還貸期限等動態(tài)因素，應具體分析計算。

　　僅就單位冷量設備比價而言，幾種冷（熱）源設備的排序（從大到?。┐笾氯缦拢?/p>

　　風冷式冷（熱）機組>直燃型溴化鋰吸收式機組>水冷螺桿機組>蒸汽型溴化鋰吸收式機組>離心式機組

　　據有關資料介紹，幾種常用冷、熱源組合系統(tǒng)的投資排序（從大到?。┐笾氯缦拢?/p>

　　燃氣綜合能源系統(tǒng)>電制冷機加電鍋爐系統(tǒng)>空氣源熱泵系統(tǒng)加燃油（氣）鍋爐系統(tǒng)>電制冷機加燃油（氣）鍋爐系統(tǒng)>直燃機系統(tǒng)。

　　冷、熱源系統(tǒng)的運行費用

　　冷、熱源系統(tǒng)運行費用主要取決于系統(tǒng)的能源消耗和所用能源的價格及設備折舊。能源價格有地區(qū)的差別及市場的波動，就當前京、滬地區(qū)而言，幾種冷、熱源系統(tǒng)的運行費排序（從大到?。┐笾氯缦拢褐比紮C系統(tǒng)>電制冷機加電鍋爐系統(tǒng)>空氣源熱泵系統(tǒng)加燃油（氣）鍋爐系統(tǒng)>電制冷機加燃油（氣）鍋爐系統(tǒng)>燃氣綜合能源系統(tǒng)

　　冷、熱源系統(tǒng)的環(huán)境行為

　　能源生產和能源利用所引起的環(huán)境影響主要是化石燃料的燃燒而引起的溫室效應、酸雨和臭氧層破壞。當前在我國，冷、熱源系統(tǒng)消耗的一次能源基本是化石燃料和電力，而我國的總發(fā)電量中，燃煤發(fā)電占70%以上。所以，在我國，如何減少冷、熱源系統(tǒng)對環(huán)境的影響是個十分重要的課題。冷、熱源系統(tǒng)的環(huán)境行為已成為評價設計方案的重要指標。

　　溫室效應，主要是指在消耗化石燃料過程中，向大氣排放的CO2等溫室氣體使地球變暖的作用。

　　酸雨，是在消耗化石燃料過程中（特別是煤炭在直接燃燒利用過程中），向大氣排放SO2、氮氧化物等致酸性物質與雨水形成的酸性雨。其影響，多雨地區(qū)比干燥地區(qū)嚴重。

　　冷、熱源系統(tǒng)是耗能大戶，因此限制其在使用過程中有害物質排放量是空調冷、熱源系統(tǒng)設計的一個艱巨任務。

　　關于臭氧層的破壞，現已證明氟里昂制冷劑中所含的氯原子對大氣平流層中的臭氧層具有很大的損耗破壞力。所以在選擇制冷機組時，首先應選擇使用不含或含氯原子少的制冷劑的機組。對空調冷、熱源來說，我國于1999年正式實施的《中國逐步淘汰消耗臭氧層物質國家方案》中制定的淘汰目標是：2003年停止CFC11/CFC12新灌裝，2010年停止維修補充的再灌裝，但尚未對HCFCS（如R22）的淘汰做出承諾。作為發(fā)展中國家，我國應該充分利用國際社會給予發(fā)展中國家30~40年的“寬限期”，充分發(fā)揮HCFCS（如R22）物質在淘汰CFCS物質過程中作為過渡性替代的作用。

　　據有關資料介紹，幾種常用冷、熱源組合系統(tǒng)環(huán)境行為的排序（影響從大到?。┐笾氯缦拢?/p>

　　電制冷機加電鍋爐系統(tǒng)>電制冷機加燃油（氣）鍋爐系統(tǒng)>空氣源熱泵系統(tǒng)加燃油（氣）鍋爐系統(tǒng)>直燃機系統(tǒng)>燃氣綜合能源系統(tǒng)。

　　提高冷、熱源系統(tǒng)能源轉換率、減少耗能對環(huán)境負面影響的原則性措施

　　1、對以燃氣為一次能源的場合，并兼顧經濟性的條件下，宜優(yōu)先考慮采用燃氣熱、電、冷聯(lián)供形式和回收燃氣余熱的燃氣熱泵形式，盡可能避免燃氣的直接熱利用。

　　2、對以電為一次能源的場合、盡可能選取各種形式的電動熱泵。除非特殊需要，直接電熱供熱的系統(tǒng)，必須采用蓄熱式電熱供熱系統(tǒng)。

　　3、盡可能減少系統(tǒng)中各個能量轉換環(huán)節(jié)的損失。如盡可能回收系統(tǒng)排放的余熱；盡可能選用部分負荷效率高的冷源設備；直接利用地下水降溫或利用地下風道新風夏季降溫和冬季加熱；利用室外低濕球溫度來進行蒸發(fā)冷卻；載冷、載熱介質輸送系統(tǒng)的變量調節(jié)、水力平衡等。

　　冷、熱源系統(tǒng)設計選型中存在的一些誤區(qū)和不足我國地域廣大，各地氣候、地理條件、能源資源條件、經濟發(fā)展水平差別很大，即使同一地區(qū)的終端用戶，各方面的條件也是不一樣的，所以對單個建筑物或一個區(qū)域來說，總有一個最適用的冷、熱源系統(tǒng)方案，或者說每一個設計方案都有其一定的適用范圍，在其適用范圍之外，就可能變成不合理了。在具體工作中存在以下幾種偏向或不足之處：

　　1、不顧或不作具體分析，盲目追求最新技術、最新產品，并以此作為：“時尚”，當作先進進行炒作；

　　2、不顧或忽略系統(tǒng)使用期內的綜合效果，片面追求投資最低的方案。投資低可能帶來能源浪費，運行費用高、環(huán)境行為惡劣的后果。因此，投資最低不一定是最佳方案；

　　3、過分著眼于系統(tǒng)完美無缺，把系統(tǒng)搞得十分復雜。其實，復雜的方案可能投資高，可靠性、可控性、可操作性差，管理維護難度大，復雜不一定是高水平；

　　4、對設備的取舍，未把握不同種類冷、熱源設備所具備的適應社會發(fā)展需要的特定個性，簡單地以其問世及應用歷史的長短而論其先進與否，或只以其某方面的優(yōu)缺點而論其先進或落后；

　　5、在當前的建筑設備設計中，大部分情況下，各專業(yè)設計人員各自為戰(zhàn)，很少考慮建筑設備總體系統(tǒng)和各專業(yè)設備內部的優(yōu)化組合，也缺乏這方面的人力；

　　6、進行經濟比較時，不經調查研究，不做詳實的計算，盲目引用產品樣本或沒有權威性的數據，發(fā)生謬誤。