8、冷源与热源8、1.一般规定8,1 1.供暖空调冷源与热源选择基本原则 冷源与热源包括冷热水机组,建筑物内的锅炉和换热设备、直接蒸发冷却机组、多联机。蓄能设备等、建筑能耗占我国能源总消费的比例已达27、6.在建筑能耗中.暖通空调系统和生活热水系统耗能比例接近60,公共建筑中.冷热源的能耗占空调系统能耗40.以上。当前各种机组.设备类型繁多,电制冷机组,溴化锂吸收式机组及蓄冷蓄热设备等各具特色,地源热泵。蒸发冷却等利用可再生能源或天然冷源的技术应用广泛。由于使用这些机组和设备时会受到能源,环境 工程状况使用时间及要求等多种因素的影响和制约，因此应客观全面地对冷热源方案进行技术经济比较分析。以可持续发展的思路确定合理的冷热源方案，1。热源应优先采用废热或工业余热,可变废为宝、节约资源和能耗。当废热或工业余热的温度较高。经技术经济论证合理时,冷源宜采用吸收式冷水机组,可以利用热源制冷。2，面对全球气候变化,节能减排和发展低碳经济成为各国共识.温家宝总理出席于2009年12月在丹麦哥本哈根举行的.联合国气候变化框架公约 提出2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40。45 随着.中华人民共和国可再生能源法、中华人民共和国节约能源法 民用建筑节能条例 可再生能源中长期发展规划 等一系列法规的出台、政府一方面利用大量补贴、税收优惠政策来刺激清洁能源产业发展,另一方面也通过法规。帮助能源公司购买，使用可再生能源、因此地源热泵系统.太阳能热水器等可再生能源技术应用的市场发展迅猛，应用广泛 但是、由于可再生能源的利用与室外环境密切相关、从全年使用角度考虑，并不是任何时候都可以满足应用需求的 因此当不能保证时。应设置辅助冷，热源来满足建筑的需求。3 北方地区，发展城镇集中热源是我国北方供热的基本政策，发展较快，较为普遍,具有城镇或区域集中热源时。集中式空调系统应优先采用。4。电动压缩式机组具有能效高,技术成熟，系统简单灵活。占地面积小等特点、因此在城市电网夏季供电充足的区域。冷源宜采用电动压缩式机组、5。对于既无城市热网 也没有较充足的城市供电的地区.采用电能制冷会受到较大的限制，如果其城市燃气供应充足的话.采用燃气锅炉.燃气热水机作为空调供热的热源和燃气吸收式冷 温.水机组作为空调冷源是比较合适的、6.既无城市热网.也无燃气供应的地区.集中空调系统只能采用燃煤或者燃油来提供空调热源和冷源，采用燃油时.可以采用燃油吸收式冷。温,水机组、采用燃煤时.则只能通过设置吸收式冷水机组来提供空调冷源 这种方式应用时、需要综合考虑燃油的价格和当地环保要求.7，在高温干燥地区，可通过蒸发冷却方式直接提供用于空调系统的冷水，减少了人工制冷的能耗、符合条件的地区应优先推广采用.通常来说，当室外空气的露点温度低于14 15。时 采用间接式蒸发冷却方式，可以得到接近16、的空调冷水来作为空调系统的冷源,直接水冷式系统包括水冷式蒸发冷却。冷却塔冷却，蒸发冷凝等、8 从节能角度来说，能源应充分考虑梯级利用.例如采用热、电。冷联产的方式，中华人民共和国节约能源法.明确提出 推广热电联产 集中供热.提高热电机组的利用率、发展热能梯级利用技术.热 电 冷联产技术和热、电.煤气三联供技术 提高热能综合利用率.大型热电冷联产是利用热电系统发展供热,供电和供冷为一体的能源综合利用系统 冬季用热电厂的热源供热，夏季采用溴化锂吸收式制冷机供冷,使热电厂冬夏负荷平衡.高效经济运行,9,用水环路将小型的水,空气热泵机组并联在一起。构成一个以回收建筑物内部余热为主要特点的热泵供暖 供冷的空调系统,需要长时间向建筑物同时供热和供冷时、可节省能源和减少向环境排热，水环热泵空调系统具有以下优点。实现建筑物内部冷。热转移.可独立计量。运行调节比较方便等。在需要长时间向建筑物同时供热和供冷时 它能够减少建筑外提供的供热量而节能,但由于水环热泵系统的初投资相对较大，且因为分散设置后每个压缩机的安装容量较小,使得COP值相对较低、从而导致整个建筑空调系统的电气安装容量相对较大.因此.在设计选用时。需要进行较细的分析 从能耗上看 只有当冬季建筑物内存在明显可观的冷负荷时 才具有较好的节能效果。10。蓄能系统的合理使用、能够明显提高城市或区域电网的供电效率、优化供电系统.同时,在分时电价较为合理的地区，也能为用户节省全年运行电费。为充分利用现有电力资源 鼓励夜间使用低谷电 国家和各地区电力部门制订了峰谷电价差政策.蓄冷空调系统对转移电力高峰.平衡电网负荷。有较大的作用,11、热泵系统属于国家大力提倡的可再生能源的应用范围、有条件时应积极推广,但是,对于缺水.干旱地区。采用地表水或地下水存在一定的困难，因此中、小型建筑宜采用空气源或土壤源热泵系统为主，对于大型工程.由于规模等方面的原因 系统的应用可能会受到一些限制。夏热冬冷地区 空气源热泵的全年能效比较好。因此推荐使用 而当采用土壤源热泵系统时，中，小型建筑空调冷,热负荷的比例比较容易实现土壤全年的热平衡。因此也推荐使用,对于水资源严重短缺的地区,不但地表水或地下水的使用受到限制.集中空调系统的冷却水全年运行过程中水量消耗较大的缺点也会凸现出来。因此,这些地区不应采用消耗水资源的空调系统形式和设备 例如冷却塔,蒸发冷却等 而宜采用风冷式机组。12。当天然水可以有效利用或浅层地下水能够确保100，回灌时，也可以采用地下水或地表水源地源热泵系统，13。由于可供空气调节的冷热源形式越来越多 节能减排的形势要求出现了多种能源形式向一个空调系统供能的状况 实现能源的梯级利用 综合利用.集成利用,当具有电。城市供热.天然气.城市煤气等多种人工能源以及多种可能利用的天然能源形式时，可采用几种能源合理搭配作为空调冷热源 如。电 气。电,蒸汽。等，实际上很多工程都通过技术经济比较后采用了复合能源方式.降低了投资和运行费用，取得了较好的经济效益，城市的能源结构若是几种共存，空调也可适应城市的多元化能源结构,用能源的峰谷季节差价进行设备选型,提高能源的一次能效。使用户得到实惠，8,1,2，电能作为直接热源的限制条件，强制性条文,常见的采用直接电能供热的情况有.电热锅炉 电热水器。电热空气加热器.电极 电热 式加湿器等。合理利用能源 提高能源利用率、节约能源是我国的基本国策。考虑到国内各地区的具体情况 在只有符合本条所指的特殊情况时方可采用.1，夏热冬暖地区冬季供热时.如果没有区域或集中供热、那么热泵是一个较好的选择方案,但是。考虑到建筑的规模.性质以及空调系统的设置情况 某些特定的建筑.可能无法设置热泵系统、如果这些建筑冬季供热设计负荷很小、电热负荷不超过夏季供冷用电安装容量的20,且单位建筑面积的总电热安装容量不超过20W m2 允许采用夜间低谷电进行蓄热。同样 对于设置了集中供热的建筑、其个别局部区域，例如.目前在一些南方地区 采用内、外区合一的变风量系统且加热量非常低时。有时采用窗边风机及低容量的电热加热，建筑屋顶的局部水箱间为了防冻需求等 有时需要加热 如果为此单独设置空调热水系统可能难度较大或者条件受到限制或者投入非常高时 也允许局部采用。2，对于一些具有历史保护意义的建筑。或者位于消防及环保有严格要求无法设置燃气 燃油或燃煤区域的建筑.由于这些建筑通常规模都比较小、在迫不得已的情况下,也允许适当地采用电进行供热.但应在征求消防 环保等部门的规定意见后才能进行设计.3.如果该建筑内本身设置了可再生能源发电系统，例如利用太阳能光伏发电，生物质能发电等 且发电量能够满足建筑本身的电热供暖需求.不消耗市政电能时.为了充分利用其发电的能力、允许采用这部分电能直接用于供热。4、在冬季无加湿用蒸汽源 但冬季室内相对湿度的要求较高且对加湿器的热惰性有工艺要求，例如有较高恒温恒湿要求的工艺性房间.或对空调加湿有一定的卫生要求、例如无菌病房等,不采用蒸汽无法实现湿度的精度要求或卫生要求时.才允许采用电极，或电热。式蒸汽加湿器，而对于一般的舒适型空调来说,不应采用电能作为空气加湿的能源，当房间因为工艺要求,例如高精度的珍品库房等.对相对湿度精度要求较高时 通常宜设置末端再热,为了提高系统的可靠性和可调性 同时这些房间可能也不允许末端带水。可以适当的采用电为再热的热源、8、1。3,公共建筑群区域供冷系统应用条件 本条文规定了公共建筑群区域供冷系统的应用条件。区域供冷系统供冷半径过长,必然导致输送能耗增加.其耗电输冷。热。比应符合第8,5、12条规定的限值，1。通常，设备的容量越大,运行能效也越高。当系统较大时 系统能源综合利用率.比较好、对于区域内各建筑的逐时冷热负荷曲线差异性较大、且各建筑同时使用率比较低的建筑群,采用区域供冷，供热系统,自动控制系统合理时，集中冷热共用系统的总装机容量小于各建筑的装机容量叠加值、可以节省设备投资和供冷.供热的设备房面积.而专业化的集中管理方式.也可以提高系统能效 因此具有整个建筑群的安装容量较低.综合能效较好的特点。但是区域系统较大时 同样也可能导致输送能耗增加。因此采用区域供冷时、需要协调好两者的关系,从定性来看,当需要集中空调的建筑容积率比较高时、集中供冷系统的缺点在一定程度上得到了缓解,而其优点得到了一定程度的体现,从目前公共建筑的经验指标来看.对于除严寒地区外的大部分公共建筑来说。当需要集中空调的建筑容积率达到2、0以上时。其区域的。冷负荷密度.与建筑容积率为5 6的采用集中空调的单栋建筑是相当的、但是 对于严寒地区和夏热冬冷地区 由于建筑的性质以及不同地点气候的差异，有些建筑可能容积率很高但负荷密度并不大 因此，这些气候区域在是否决定采用区域供冷时,还需要采用所建设区域的.冷负荷密度、W，m2。来评价.这样相当于同时设置了两个应用条件来限制,从目前的设计过程来看、是否采用区域供冷系统，通常都是在最初的方案论证阶段就需要决定的事 在方案阶段。区域的.冷负荷密度 还很难得到详细的数据、这时一般根据采用以前的一些经验指标来估算,因此也要求在此阶段对.冷负荷密度，的估算有比较高的准确性,设计人应在掌握充分的基础资料前提下来进行，而不能随意估算和确定、因此规定.使用区域供冷系统的建筑容积率在2,0以上.建筑设计综合冷负荷密度不低于60W。m2,本条文提到的、设置集中空调系统的建筑的容积率 其计算方法为 该区域所有设置集中空调系统的建筑的体积 地上部分.之和、与该区红线内的规划占地面积之比.本条文提到的、设计综合冷负荷密度、指的是 该区域设计状态下的综合冷负荷、即,区域供冷站的装机容量.包括考虑了同时使用系数等因素、与该区域总建筑面积之比,2,实践表明。区域供冷的能效是否合理,在很大程度上还取决于该区域的建筑。用户，是否都能够接受区域供冷的方式.如果区域供冷系统建造完成后实际用户不多，那么很难发挥其优势、反而会体现出能耗较大等不足、因此在此提出了相关的用户要求,3.当区域内的建筑全年有较长的供冷季节性需求、且各建筑的需求比较一致时 采用区域供冷能够提高设备和系统的使用率,有利于发挥区域供冷的优点 4 由于区域供冷系统的供冷站和区域管网的建设工程量大 作为整个区域建设规划的一项重要工程，应在区域规划设计阶段予以考虑。因此，规划中需要具备规划建设区域供冷站及管网的条件.8。1 4 空调装置或系统分散设置情况。这里提到的分散设置的空调装置或系统、主要指的是分散独立设置的蒸发冷却方式或直接膨胀式空调系统 或机组。直接膨胀式与蒸发冷却式空调系统 或机组。在功能上存在一定的区别.直接膨胀式采用的是冷媒通过制冷循环而得到需要的空调冷、热源或空调冷。热风。而蒸发冷却式则主要依靠天然的干燥冷空气或天然的低温冷水来得到需要的空调冷、热源或空调冷，热风,在这一过程中没有制冷循环的过程。直接膨胀式又包括了风冷式和水冷式两类、但不包括采用了集中冷却塔的水环热泵系统，当建筑全年供冷需求的运行时间较少时，如果采用设置冷水机组的集中供冷空调系统,会出现全年集中供冷系统设备闲置时间长的情况,导致系统的经济性较差、同理,如果建筑全年供暖需求的时间少 采用集中供暖系统也会出现类似情况.因此.如果集中供冷 供暖的经济性不好 宜采用分散式空调系统 从目前情况看.建议可以以全年供冷运行季节时间3个月。非累积小时，和年供暖运行季节时间2个月.来作为上述的时间分界线、当然。在有条件时。还可以采用全年负荷计算与分析方法 或者通过供冷与供暖的、度日数.等方法,通过经济分析来确定 分散设置的空调系统.虽然设备安装容量下的能效比低于集中设置的冷.热、水机组或供热，换热设备.但其使用灵活多变。可适应多种用途，小范围的用户需求 同时.由于它具有容易实现分户计量的优点.能对行为节能起到促进作用 对于既有建筑增设空调系统时 如果设置集中空调系统.在机房,管道设置方面存在较大的困难时。分散设置空调系统也是一个比较好的选择、8，1,5，集中空调系统的冷水机组台数及单机制冷量要求，在大中型公共建筑中 或者对于全年供冷负荷需求变化幅度较大的建筑，冷水,热泵.机组的台数和容量的选择 应根据冷、热,负荷大小及变化规律而定,单台机组制冷量的大小应合理搭配 当单机容量调节下限的制冷量大于建筑物的最小负荷时，可选1台适合最小负荷的冷水机组,在最小负荷时开启小型制冷系统满足使用要求、这已在许多工程中取得很好的节能效果，如果每台机组的装机容量相同。此时也可以采用一台变频调速机组的方式.对于设计冷负荷大于528kW以上的公共建筑。机组设置不宜少于2台。除可提高安全可靠性外，也可达到经济运行的目的,因特殊原因仅能设置1台时。应采用可靠性高，部分负荷能效高的机组,8。1 6，电动压缩式机组制冷剂要求.大气臭氧层消耗和全球气候变暖是与空调制冷行业相关的两项重大环保问题 单独强调制冷剂的消耗臭氧层潜能值、ODP,或全球变暖潜能值，GWP.都是不全面与科学的.国标。制冷剂编号方法和安全性分类、GB T,7778定义了制冷剂的环境指标，8。1.7、冷水机组的冷。热，量修正,由于实际工程中的水质与机组标准工况所规定的水质可能存在区别。而结垢对机组性能的影响很大.因此,当实际使用的水质与标准工况下所规定的水质条件不一致时.应进行修正，一般来说.机组运行保养较好时,例如采用在线清洁等方式，水质条件较好 修正系数可以忽略,当设计时预计到机组的运行保养可能不及时或水质较差等不利因素时,宜对污垢系数进行适当的修正 溴化锂吸收式机组由于运行管理等方面原因 有可能出现真空度不够和腐蚀的情况。对产品的实际性能产生一定的影响,设计中需要予以考虑,8。1 8。空调冷热水和冷却水系统防超压,强制性条文，保证设备在实际运行时的工作压力不超过其额定工作压力 是系统安全运行的必须要求，当由于建筑高度等原因.导致冷.热。系统的工作压力可能超过设备及管路附件的额定工作压力时.采取的防超压措施可能包括以下内容、当冷水机组进水口侧承受的压力大于所选冷水机组蒸发器的承压能力时,可将水泵安装在冷水机组蒸发器的出水口侧 降低冷水机组的工作压力。选择承压更高的设备和管路及部件,空调系统竖向分区 空调系统竖向分区也可采用分别设置高,低区冷热源 高区采用换热器间接连接的闭式循环水系统，超压部分另设置自带冷热源的风冷设备等，当冷却塔高度有可能使冷凝器,水泵及管路部件的工作压力超过其承压能力时.应采取的防超压措施包括。降低冷却塔的设置位置,选择承压更高的设备和管路及部件等 当仅冷却塔集水盘或集水箱高度大于冷水机组进水口侧承受的压力大于所选冷水机组冷凝器的承压能力时、可将水泵安装在冷水机组的出水口侧.减少冷水机组的工作压力。当冷却塔安装位置较低时、冷却水泵宜设置在冷凝器的进口侧,以防止高差不足水泵负压进水