聊空调冷热源的选择逻辑与原则

近年来，建筑项目空调系统初投资与运行费用均较高，作为空调系统设计过程中的一个重要的决策环节，冷热源方案的选择非常重要。冷热源形式不同，系统的初投资和能耗差别会很大。如何决策出合理的空调方式，需要对众多影响因素进行全面、综合的考虑和权衡，如国家能源方针政策、当地能源结构和价格、项目投资状况、建筑规模、档次定位、运营管理模式以及气象参数、空调系统的可行性、技术性和经济性、使用效果等。在国家能源政策发展趋势的大前提下，既符合业主利益和意愿，又技术可靠、经济合理的冷热源形式，才是比较适合具体项目的空调方式。

一、常见冷热源选择

常用的冷热源方案大致可以分为以下几类：

(1)常规电制冷(夏);

(2)冰蓄冷(夏);

(3)直燃机(冬、夏);

(4)风冷热泵(夏);

(5)地下水源热泵(冬、夏);

(6)土壤源热泵(冬、夏);

(7)市政热源(冬);

(8)燃气锅炉(冬)。

二、冷热源选择原则

根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012和《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015中冷热源章节中的一般规定：供暖空调冷热源应根据建筑规模、用途、建设地点的能源条件、结构、价格以及国家节能减排和环境政策的相关规定，通过综合论证确定，并应符合下列规定：

1、有可供利用的废热或工业余热的区域，热源宜采用废热或工业余热，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作为冷源、废热或工业余热作为空调热源。

此条主要针对工矿企业以及热电厂周边，如钢铁、石化、有色金属冶炼、建材、发酵等能耗及蒸汽耗量大户，有热电厂余热可供利用的周边用户，均可以采用溴化锂吸收式冷水机组为需要制冷空调的部位供冷。采用换热设备与废热或工业余热换热作为空调热源。

2、在技术经济合理的情况下，冷、热源宜利用浅层地能、太阳能、风能等可再生能源。当采用可再生能源受到气候等原因的限制无法保证时，应设置辅助冷、热源。

此条主要指经技术经济论证及全年负荷分析认为合理，冬夏负荷基本平衡，有充足的供埋管区域，可采用地埋管地源热泵系统。此种系统负荷分析很重要，夏冬负荷宜基本平衡，当夏季负荷远大于冬季负荷时，夏季宜采用冷却塔部分散热，平衡冬夏负荷。

3、附近有长期稳定、充足的江、河、湖、海、浅层地下水等天然水资源，或有工业废水、热电厂冷却水、污水处理厂等排出的再生水资源可以利用，且水温适宜时，宜采用地表水水源热泵系统供冷和供热；经技术经济论证认为合理且能确保100℅回灌时，可采用地下水水源热泵系统。

此条明确了地表水及地下水水源热泵的应用条件，地下水水源热泵的应用大家需谨慎，牵涉到地下水资源管理及回灌的问题，实际项目中能做到100℅回灌的，基本没有。江、河、湖、海、浅层地下水可采用开式或闭式系统；工业废水、热电厂冷却水、污水最好采用闭式系统，通过换热盘管与其换热。

4、电力供应充足，无其他废热及余热可供利用、可再生能源利用条件不充分时，可采用电动压缩式冷水机组或变制冷剂流量（VRV）空调系统供冷。除吸收式冷水机组外，其他冷水冷源均可归结于电动压缩式冷水机组（含地埋管地源热泵、地表水及地下水水源热泵）。电动压缩式冷水机组具有能效比高，布置方式灵活，布置位置不受限制等诸多优点，成为大中型空调系统的首选。

变制冷剂流量（VRV）空调系统具有结构紧凑，体积小，占地面积小，自动化程度高，容量调节性能佳，节省运行电费，机组安装简单、工期短、投产快，能量消费计量方便、便于分户计量、分户收费等优点。但也具有余下缺点：1：与电动压缩式冷水机组相比，机组的制冷性能系数较低，只有大型水冷冷水机组的50℅∽60℅。2：机组系统不能按室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年多工况节能运行调节，过渡季节也不能用全新风。3：分散布置，维修与管理较麻烦。

5、不具备第1-4款条件的地区，可采用蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组或燃气溴化锂吸收式冷热水机组。

本条是指当条件限制，没有可供利用的余热或废热，可再生能源利用条件不充分，电力供应匮乏，但城市燃气供应充足的地区，可以采用燃气溴化锂吸收式冷热水机组供冷及供热。地理位置偏远，允许建设燃煤锅炉房的地区，可以采用燃煤锅炉产生蒸汽供蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组供冷加蒸汽供热，此种情况现在主要应用在生产用蒸汽量较大的工业项目上。

6、全年进行空气调节，且各房间或区域负荷特性相差较大，需要长时间地向建筑物同时供热和供冷，技术经济比较合理时，宜采用水环热泵空调系统供冷、供热。

此条所讲主要指体量巨大，存在内外区，外区需要供热，内区需要供冷的情况。所谓水环热泵是指集成了压缩机、冷凝器、直接蒸发表冷器、四通换向阀、风机的末端设备。从循环水中放热或吸热制冷制热制冷剂直接蒸发式空调设备。

7、在执行分时电价、峰谷电价差较大的地区，经技术经济比较，采用低谷电价能够明显起到对电网“削峰填谷”和节省运行费用时，宜采用蓄能系统供冷供热。

此条所讲主要指冰蓄冷、水蓄冷、蓄热电锅炉。在一些写字楼、办公楼、商业综合体、学校、体育场馆等白天用冷且负荷变化较大，峰谷电价差大于3的地区，均可采用蓄能系统。蓄能系统从运行工况分析并不节能，只节省运行费用。

8、夏季室外空气设计露点温度较低的地区，可采用直接蒸发冷却空调器、间接蒸发冷却空调器。

在中国广大的西北地区：甘肃、宁夏、青海、新疆、西藏五省区以及陕西、山西、内蒙的部分地区均有良好的应用前景。