空調(diào)冷熱源畢業(yè)論文.pdf

1 重慶市醫(yī)院類建筑中央空調(diào)工程冷熱源方案分析重慶市醫(yī)院類建筑中央空調(diào)工程冷熱源方案分析 摘要摘要 本文在冷熱源方案選擇中綜合考慮和運(yùn)用諸多方面的技術(shù)知識(shí)， 主要包括： 國(guó)家的能源資源狀況，國(guó)家的能源政策；重慶的能源狀況（包括石柱縣的狀況）； 相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范；各種冷、熱源形式，各種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備的種類、工作原理、 性能特點(diǎn)及其適用 場(chǎng)合；冷、熱源設(shè)計(jì)方案比較中采用的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和指標(biāo)；能 源利用及冷熱源設(shè)備的運(yùn)行與環(huán)境的關(guān)系、保護(hù)環(huán)境的設(shè)計(jì)措施。 因建筑物的空調(diào)負(fù)荷是變化的，冷、熱源所要提供的冷、熱量在大多數(shù) 情況下都小于設(shè)計(jì)最大負(fù)荷， 機(jī)組在部分負(fù)荷下工作的效率都小于機(jī)組額定負(fù)荷 運(yùn)行 時(shí)的效率。所以，本文在選擇冷、熱源設(shè)備時(shí)，還對(duì)空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行了設(shè)計(jì) 和計(jì)算。 并且以石柱中醫(yī)院工為例進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)該工程冷熱源的初投資、能源 供應(yīng)、技術(shù)性能、環(huán)境影響等因素，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析， 最終認(rèn)為該類建筑在 該地區(qū)采用風(fēng)冷熱泵冷水機(jī)組最適宜。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 :醫(yī)院、冷(熱)源、方案設(shè)計(jì)、綜合性 2 目錄目錄 第一章 緒論 3 1、背景 3 2、 我國(guó)能源狀況 3 3、 重慶市能源結(jié)構(gòu)狀況及石柱縣的能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 4 4、 重慶建筑能耗現(xiàn)狀 5 5、 重慶醫(yī)院類建筑能耗現(xiàn)狀 6 第二章 醫(yī)院建筑空調(diào)系統(tǒng)、 冷熱源設(shè)計(jì)方法及依據(jù) 8 1、 暖通設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn) 8 2、 設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及原始資料 9 3、 空調(diào)負(fù)荷計(jì)算 10 4、 空調(diào)冷熱源方案確定方法 15 第三章 不同冷熱源方案的性能對(duì)比 17 1、風(fēng)冷熱泵型中央空調(diào)系統(tǒng) 17 2、 地源熱泵系統(tǒng) 18 3、 水源熱泵系統(tǒng) 20 4、直燃式溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組 24 5、電動(dòng)單螺桿冷水機(jī)組+電熱水鍋爐25 6、冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng) 26 7、不同方案的適用性分析 27 第四章 典型案例分析 27 1、工程概況 27 2、工程冷熱源方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境影響對(duì)比 27 第五章 結(jié)論 29 參考文獻(xiàn) 29 3 第一章第一章緒論緒論（能耗）（能耗） 1 1、背景、背景 自 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，人類面臨著嚴(yán)峻的資源消耗和環(huán)境惡化，節(jié)能已成 為世界的關(guān)注焦點(diǎn)。在能源消耗中，建筑業(yè)是能源消耗大戶。據(jù)有關(guān)資料顯示， 歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家，建筑能耗占全國(guó)能耗的 30%左右。我國(guó)目前建筑能耗所占的 比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家，但隨著建筑業(yè)的發(fā)展，該比例必將逐年增加，表 1-1 可以看出我國(guó)年能耗比例還達(dá)不到發(fā)達(dá)國(guó)家的水平，但預(yù)計(jì)到 2020 基本上可以 達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)有的水平。 表 1-1 歐美各國(guó)建筑能耗占總能耗的比例 國(guó)家美國(guó)英國(guó)德國(guó)瑞典丹麥荷蘭加拿 大 比利 時(shí) 日本 比例31.934.332.833.942.433.931.331.820.3 據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)城鄉(xiāng)既有建筑面積達(dá) 460 億平方米，其中高能耗建筑占到了 99%。 而國(guó)內(nèi)建筑能耗已占我國(guó)終端能耗的近三分之一，該比例預(yù)計(jì)在 2020 年將 接近 40%。 建筑開(kāi)口部位一般約占建筑表面積的六分之一， 但消耗制冷及采暖空調(diào)能源 超過(guò)一半。資料顯示，我國(guó)單位建筑面積空調(diào)用電負(fù)荷達(dá) 50 瓦/平方米200 瓦/ 平方米，能源浪費(fèi)極為嚴(yán)重，而空調(diào)的長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟勢(shì)必造成供電高峰，甚至燒壞 電路和配電設(shè)施，導(dǎo)致斷電、停電，威脅城市供電安全，在空調(diào)消耗大量能源的 同時(shí)，更會(huì)造成城市熱島效應(yīng)，加劇環(huán)境惡化程度。因此，如何降低空調(diào)能耗已 經(jīng)成為建筑節(jié)能的重中之重。 2 2、我國(guó)的能源狀況我國(guó)的能源狀況 近年來(lái)能源及與之相關(guān)的環(huán)境成為全世界各國(guó)最為關(guān)注的熱點(diǎn)，各國(guó)都在 從自己本國(guó)的國(guó)情出發(fā)來(lái)解決能源與環(huán)境問(wèn)題。對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，由于人均能源資源 短缺（尤其是油、氣、水） ，環(huán)境容量（亦是資源）有限，西部生態(tài)脆弱，這個(gè) 問(wèn)題尤為嚴(yán)重， 它將極大的制約我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展以及為中華民族子孫萬(wàn)代生生 息息留有生存空間。近年來(lái)，我國(guó) GDP 每年以 10的速度發(fā)展，能源消耗急驟 4 增加，環(huán)境、生態(tài)日益惡化。這種對(duì)自然無(wú)序的、掠奪性索取的發(fā)展模式已難以 為繼，實(shí)際上已造成當(dāng)前十分嚴(yán)重的、不可逆轉(zhuǎn)的后果，大自然的懲罰已經(jīng)不斷 地凸現(xiàn)出來(lái)， 并還要繼續(xù)加重。 在這樣的嚴(yán)峻形勢(shì)下， 每一個(gè)能源領(lǐng)域的工作者， 尤其是身上負(fù)有責(zé)任的各級(jí)政府官員，都要充分想到身上的重?fù)?dān)。 我國(guó)能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀具體分析如下： 煤現(xiàn)在是、將來(lái)（直到 2050 年或更晚）仍是我國(guó)能源的主力，雖然煤在總 能源中所占的比例會(huì)逐漸下降（從 75下降到 60） ，但總量仍會(huì)不斷增加。 由于我國(guó)石油短缺，車用液體燃料還是得從煤基替代燃料上找出路。我國(guó) 2005 年進(jìn)口原油及其成品油約 1.3 億噸，估計(jì) 2010 年將進(jìn)口石油 2.5 億噸，對(duì) 外依存度將超過(guò) 50，這會(huì)引起一系列的能源安全問(wèn)題。當(dāng)然，煤炭對(duì)我國(guó)來(lái) 說(shuō)也是稀缺產(chǎn)品，但相對(duì)其他能源資源仍可“忍受”，若每年將煤炭產(chǎn)量的八分 之一用于車用液體燃料（或甲醇，或二甲醚，或煤制油）的生產(chǎn)，從總的能源供 應(yīng)角度不會(huì)帶來(lái)很大的不平衡。 可再生能源（主要是風(fēng)能、太陽(yáng)能和生物質(zhì)能）在 2020 年以前很難在總能 源平衡中占有一定分量的比例，這個(gè)情況和歐洲的其他國(guó)家在國(guó)情上有很大區(qū) 別。一些歐洲國(guó)家，他們總能耗已經(jīng)不再增長(zhǎng)（或增長(zhǎng)很少） ，可再生能源的發(fā) 展逐步替代目前在用的化石能源。而我國(guó)卻處于總能耗急劇增長(zhǎng)之中，單是發(fā)電 設(shè)備（其中主要是燃煤的發(fā)電） ，每年增長(zhǎng)的裝機(jī)容量是 6080GW，超過(guò)三個(gè)長(zhǎng) 江三峽。在這個(gè)高速增長(zhǎng)量中，可再生能源所能起的作用是很有限的，更不用說(shuō) 去替代原有的化石能源消耗。譬如說(shuō)，按國(guó)家規(guī)劃，到 2020 年風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī) 容量將達(dá) 30GW（是 2005 年的 24 倍） ，考慮到每單位裝機(jī)容量的滿負(fù)荷工作時(shí)間 平均只有 2500 小時(shí)，則 30GW 的風(fēng)電相當(dāng)于火電 12GW 左右，也就是 2020 年我國(guó) 發(fā)電總裝機(jī)容量 9501000GW 的 1.2左右。 總之我國(guó)能源已到了岌岌可危的地步，現(xiàn)在必須走節(jié)能之路。 3 3、重慶市能源結(jié)構(gòu)狀況及石柱縣的能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀、重慶市能源結(jié)構(gòu)狀況及石柱縣的能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 重慶市能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，一直以煤炭為主，煤炭所占比重基本維持在 65% 左右，與全國(guó)相似但略優(yōu)于全國(guó)水平。2009 年重慶市煤炭比重為 64.3%，石油、 天然氣和電力等優(yōu)質(zhì)能源僅占 35.7%左右，而世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭比重僅 為 30%左右。重慶市一次能源資源主要是煤炭、天然氣和水電為主，天然氣比較 5 豐富，但沒(méi)有石油資源。因此，重慶市以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)仍將持續(xù)，所 占比重也將維持在 65%左右。 石柱縣工業(yè)以燃煤為主，縣城生活能源以電能、煤炭為主。農(nóng)村生活用能以 柴薪+秸稈+煤的混合型結(jié)構(gòu)為主,其中柴薪、秸稈等生物質(zhì)能直接燃燒的比例過(guò) 大,全縣平均達(dá)到 83%,沼氣、秸稈氣等可再生能源及電、液化氣、天然氣等商品 能的使用比例過(guò)低。 4 4、重慶建筑、重慶建筑能耗現(xiàn)狀能耗現(xiàn)狀 據(jù)重慶市建筑節(jié)能協(xié)會(huì)的表格調(diào)查，重慶的公共建筑能源消耗形勢(shì)較為嚴(yán) 峻，具有較大的節(jié)能潛力。具體調(diào)查情況如下：調(diào)查總面積 565.71 萬(wàn) m 2，其中 采用集中空調(diào)總面積為 385.11 萬(wàn) m 2（此處數(shù)據(jù)來(lái)源于2007 年中國(guó)建筑節(jié)能年 度發(fā)展研究報(bào)告）。分別從建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、用能設(shè)備、能源管理三方面對(duì)重慶 市各類型公共建筑近五年的能源消耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集整理， 分析了公共建筑 逐年的能耗情況，圖 1 為重慶市各類型公共建筑 2006 年耗電量折合標(biāo)煤數(shù)，圖 2 為重慶市各類型公共建筑年能耗密度。從圖 1 看出，2006 年重慶市主要公共建 筑耗能量總計(jì)約 786 千噸標(biāo)煤，其中大型商場(chǎng)和星級(jí)賓館耗能量所占比例較大， 分別占總耗能量的 43.1%和 36.5%。從圖 2 看出各類型公共建筑中，大型商場(chǎng)、 星級(jí)賓館、有集中空調(diào)病房、博物館年能耗密度較大，其中大型商場(chǎng)年能耗密度 354.6 kWh/m 2a，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他類型的公共建筑。 重慶市建筑節(jié)能協(xié)會(huì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)我市公共建筑普遍存在建筑保溫隔熱性能較 差，空調(diào)設(shè)備選型過(guò)大等通病。在能源管理方面差異較大，酒店類建筑明顯好于 其他類型建筑，但也存在一定的不足之處，總體來(lái)說(shuō)，重慶市公共建筑能源消耗 形勢(shì)較為嚴(yán)峻，具有較大的節(jié)能潛力。 按照回收數(shù)據(jù)分析測(cè)算，重慶市主城區(qū)賓館、醫(yī)院、教育、文體設(shè)施等公共 建筑測(cè)算面積為 1854.61 萬(wàn) m 2。這些公共建筑年耗能 78.6 萬(wàn)噸標(biāo)煤。如果進(jìn)行 節(jié)能改造(節(jié)能 50%)，每年可節(jié)能 38.7 萬(wàn)噸標(biāo)煤，占重慶市每年節(jié)能指標(biāo)(180 萬(wàn)噸標(biāo)煤)的 21.5%。 6 圖 1 重慶市各類型公共建筑 2006 年耗電量折合標(biāo)煤數(shù) 圖 2 重慶市各類型公共建筑年能耗密度 5 5、重慶醫(yī)院、重慶醫(yī)院能耗現(xiàn)狀能耗現(xiàn)狀 （1）能耗總體情況 2006 年全重慶市醫(yī)院總耗能約 10.6 萬(wàn)噸標(biāo)煤，約占 2006 年全市公共建筑 總能耗的 13.5%。圖 3 為調(diào)研的重慶市各醫(yī)院 2006 年能耗密度數(shù)據(jù)（此處數(shù)據(jù) 來(lái)源于重慶市統(tǒng)計(jì)局編.統(tǒng)計(jì)年鑒）。 7 圖 3 重慶市各醫(yī)院 2006 年能耗密度數(shù)據(jù) 從圖 3 可以看出，各個(gè)醫(yī)院的能耗密度相差較大，最大的為 155.3kWh/m 2a， 最小的為 26kWh/m 2a，兩者相差近 6 倍，造成這種差距的主要原因有：各醫(yī)院建 筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同;各醫(yī)院的規(guī)模、使用性質(zhì)、就醫(yī)人數(shù)存在差別，對(duì)空調(diào)舒適性 要求不同;管理運(yùn)行水平不同，節(jié)能措施有高有低;空調(diào)設(shè)計(jì)合理性也存在差異， 個(gè)別設(shè)計(jì)負(fù)荷過(guò)大。醫(yī)院調(diào)查的重點(diǎn)是病房能耗，將所有病房分為采用集中空調(diào) 的病房和普通病房，采用集中空調(diào)病房年平均能耗密度為 108.95 kWh/m 2a， 普 通病房年平均能耗密度為 36.84 kWh/m 2a。 （2） 用能特點(diǎn) 醫(yī)院具有公共建筑的一般特點(diǎn)，但又有自己行業(yè)的特殊性。一方面是傳統(tǒng)的 室內(nèi)空氣品質(zhì)問(wèn)題;另一方面，醫(yī)院中有許多特殊的室內(nèi)環(huán)境，室內(nèi)環(huán)境比一般 公共建筑要求較高。醫(yī)院中容易產(chǎn)生化學(xué)的、生物的和其它的污染，這些污染的 所帶來(lái)的健康問(wèn)題很嚴(yán)重。所以，醫(yī)院的室內(nèi)空氣品質(zhì)有更高的要求，微生物以 及病菌數(shù)必須保持在一定的指標(biāo)內(nèi)，新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)更高。醫(yī)院建筑氣流組織要求更 嚴(yán)密，為防止交叉感染以及病菌傳播，對(duì)設(shè)備的要求高。相對(duì)于一般公共建筑， 人流量雖然比商場(chǎng)小， 但比辦公建筑等要大， 設(shè)備散熱和人體散熱， 冷負(fù)荷較大。 醫(yī)院建筑一般環(huán)境優(yōu)雅，種植樹(shù)木草皮較一般建筑多，綠色環(huán)境能夠降低建筑能 耗，提高室內(nèi)熱舒適性。醫(yī)院建筑工作時(shí)間比商場(chǎng)建筑和辦公建筑長(zhǎng)，日供冷時(shí) 間也較多， 所需能耗更大。 現(xiàn)代醫(yī)院越來(lái)越追求外形美觀， 窗墻面積比越來(lái)越大， 大量的使用玻璃幕墻等材料，而圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻值與一般公共建筑并無(wú)區(qū)別，導(dǎo)致 建筑能耗也越來(lái)越高，建筑節(jié)能潛力很大。 （3） 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)情況 8 醫(yī)院建筑只有 7.4%采用了外墻外保溫技術(shù)，主要是由于所調(diào)查的醫(yī)院大部 分為 2005 年以前竣工的建筑，未達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求。92.3%的醫(yī)院建筑采用的是 普通單層玻璃，雙層玻璃和鍍膜玻璃只占很少一部分，所調(diào)查的醫(yī)院中沒(méi)有一家 使用中空玻璃。主要原因是后者的價(jià)格較高，但從節(jié)能角度考慮，采用傳熱系數(shù) 較低的玻璃值得提倡。醫(yī)院建筑外窗大部分使用鋁合金窗，雖然有 57.7%的醫(yī)院 采用了內(nèi)遮陽(yáng)技術(shù)，但外遮陽(yáng)技術(shù)應(yīng)用較少，只占 19.2%，更有 23.1%的醫(yī)院沒(méi) 用采取任何外窗遮陽(yáng)措施。各醫(yī)院的屋面保溫技術(shù)做得相對(duì)較好，48.1%的醫(yī)院 采用外保溫技術(shù)，通風(fēng)屋面和種植屋面分別占 22.2%和 7.4%。 （4）主要用能設(shè)備情況 A、集中空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行情況： 醫(yī)院建筑集中空調(diào)無(wú)論是制冷機(jī)組還是水泵大多都采用臺(tái)數(shù)控制， 系統(tǒng)根據(jù) 負(fù)荷變化的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力較差。對(duì)于醫(yī)院建筑大部分時(shí)間在部分負(fù)荷下運(yùn)行，調(diào) 節(jié)能力的缺陷就顯露無(wú)疑，導(dǎo)致資源和能耗的雙重浪費(fèi)。另外，在新風(fēng)供應(yīng)的情 況下，有的病人還是把窗戶打開(kāi)，這就造成了能量的浪費(fèi)。 醫(yī)院實(shí)際用能與建筑設(shè)計(jì)的用能負(fù)荷之間存在著很大的差異， 在絕大多數(shù)的 情況下，用能負(fù)荷都小于設(shè)計(jì)的最大值，從而造成循環(huán)水泵低負(fù)荷運(yùn)行的狀況， 導(dǎo)致用能設(shè)備普遍存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。 B、照明系統(tǒng)調(diào)控： 調(diào)查范圍內(nèi) 23.5%的醫(yī)院對(duì)樓宇內(nèi)的照明系統(tǒng)都設(shè)置了獨(dú)立的集中控制系 統(tǒng)， 5.9%的醫(yī)院對(duì)于樓宇的照明控制還設(shè)置了專職人員，加強(qiáng)了照明系統(tǒng)的能 源管理。76.5%的醫(yī)院通過(guò)調(diào)整照度，滿足場(chǎng)地不同時(shí)段的需要。節(jié)能燈的使用 率達(dá) 88.2%，大大降低了能耗。 第二章第二章醫(yī)院建筑空調(diào)系統(tǒng)醫(yī)院建筑空調(diào)系統(tǒng)、冷熱源設(shè)計(jì)方法及依據(jù)冷熱源設(shè)計(jì)方法及依據(jù) 醫(yī)院類建筑在選擇冷熱源方案時(shí)，所選方案首先要滿足工程的空調(diào)負(fù)荷。 以下是工程負(fù)荷計(jì)算方法，可為冷熱源方案選擇提供有力依據(jù)。 1 1、設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn) （1）甲方提供招標(biāo)要求及建筑平面圖 9 （2） 醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范 GB50333-2002 （3）參照潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范GB50073-2001 （4） 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50019-2003 （5） 潔凈室施工及驗(yàn)收規(guī)范 JGJ71-90 （6） 通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50243-2002 （7） 建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50242-2002 （8） 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2006 （9） 房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB/T500012001 （10） 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)制圖標(biāo)準(zhǔn)GBJ114-88 （11） 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB501892005 2 2、設(shè)計(jì)內(nèi)容及原始資料（重慶以為例）、設(shè)計(jì)內(nèi)容及原始資料（重慶以為例） （1 1）設(shè)計(jì)內(nèi)容：）設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1.空調(diào)系統(tǒng)冷、熱、濕負(fù)荷的計(jì)算。 2.冷熱源選擇、系統(tǒng)配置圖。 （見(jiàn)附錄） （2 2） 、原始資料：、原始資料： 1、室外設(shè)計(jì)參數(shù) 夏季 空調(diào)室外計(jì)算干球溫度 36.5空調(diào)室外計(jì)算溫球溫度 27.3大氣壓力 97.732kPa 冬季 空調(diào)室外計(jì)算干球溫度 2空調(diào)室外計(jì)算相對(duì)濕度 83%大氣壓力 99.120kPa 1、潔凈手術(shù)部各級(jí)輔助用房設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) 表 2手術(shù)部主要技術(shù)指標(biāo) 名稱最小靜 壓差 （Pa） 換 氣 次 數(shù) （ 次 / 小 時(shí)） 工 作 高 度 截 面 風(fēng)速 （m/s） 溫度 （） 相對(duì)濕 度（%） 最小新風(fēng)量噪音 dB（A） 最 低 照 度（LX） 對(duì)相鄰 低級(jí)別 潔凈室 （ m 3h/ 人） （ 次 /h） 10 級(jí) 手 術(shù) 室 8-0.25 0.30 2225406060652350 級(jí) 手 術(shù) 室 518 22 -2225356060450350 級(jí) 手 術(shù) 室 512 15 -2225216060450350 潔 凈 走廊 510 13 -212760-360150 無(wú) 菌 藥品 510 13 -212760-360150 無(wú) 菌 庫(kù)房 510 13 -212760-360350 復(fù) 蘇 室 08 10 -22253060-450200 換 車 間 58 10 -212765-355150 緩沖、 洗手 510 13 -212760-360150 噪聲聲級(jí)不高于45dB; 空氣中含塵量不大于0.30 mg/m; 室內(nèi)空氣壓力稍高于室外大氣壓。 3 3、空調(diào)負(fù)荷計(jì)算、空調(diào)負(fù)荷計(jì)算 此處為確定冷熱源負(fù)荷計(jì)算公式及計(jì)算步驟，具體計(jì)算結(jié)果由鴻業(yè)軟件計(jì) 算。 11 （1 1）冷負(fù)荷的計(jì)算）冷負(fù)荷的計(jì)算 外墻冷負(fù)荷的計(jì)算：外墻冷負(fù)荷的計(jì)算： 外墻瞬時(shí)傳熱形成的冷負(fù)荷： LQLQ =KF =KFt t - - （1） 式中： F計(jì)算面積，單位： ； 計(jì)算時(shí)刻，單位：h ； - -溫度波的作用時(shí)刻, 單位：h ； t - -作用時(shí)刻下，通過(guò)外墻或屋面的冷負(fù)荷計(jì)算溫差，簡(jiǎn)稱負(fù)荷溫差，單 位： 。 外窗瞬時(shí)傳熱冷負(fù)荷：外窗瞬時(shí)傳熱冷負(fù)荷： LQLQ =KF =KFt t（2） 式中：LQ通過(guò)外墻和屋面的得熱量所形成的冷負(fù)荷，W F外墻和屋面的面積，單位：m 2； 查附錄一 2-4 表 7 在基準(zhǔn)條件 aw=18.6w/（m 2oC） ，an=8.72w/（m2oC） ， K玻璃窗傳熱系數(shù)。 t 計(jì)算時(shí)刻下結(jié)構(gòu)的負(fù)荷溫差，單位： oC。 查得知，aw=18.6w/（m 2oC）時(shí)，外表面換熱系數(shù)修正值 Ka=1.0. 由供熱工程附錄 2-4 表 8 重慶地區(qū)玻璃窗冷負(fù)荷的地點(diǎn)修正值 td=1.0 oC. 透過(guò)玻璃窗的日射得熱引起得冷負(fù)荷：透過(guò)玻璃窗的日射得熱引起得冷負(fù)荷： LQLQ =F=F CaCaCsCsCnCnDjDj，maxmaxCLCL（3） 式中： F 窗的面積，m 2 Ca 為有效面積系數(shù)取 0.75 Cs 窗玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)。Cs= =0.86 Cn 窗內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)施的遮陽(yáng)系數(shù)。 無(wú)內(nèi)遮陽(yáng):Cn=1 有效面積為 Fca 由重慶地區(qū)的緯度 2937查的表 2-7 七月份日射得熱因素的最大值 Dj，max： 修正值均可在教材空氣調(diào)節(jié)附錄2中查得。 人員散熱引起的冷負(fù)荷人員散熱引起的冷負(fù)荷: : 12 LQ= =QSC1+QrW（4） 人體顯熱散熱引起的冷負(fù)荷： QS= n1n2qsW（5） 人體潛熱散熱引起的冷負(fù)荷： Qr=n1n2qrW（6） 式中：QS 人體顯熱散熱引起的冷負(fù)荷，單位：W； Qr 人體潛熱散熱引起的冷負(fù)荷，單位：W； Qs 不同室溫和勞動(dòng)性質(zhì)的成年男子顯熱散熱量，單位：W ； Qr 不同室溫和勞動(dòng)性質(zhì)的成年男子潛熱散熱量，單位：W； n1人數(shù)根據(jù)大城市醫(yī)院人流密度約為0.71.2人/ m 2 和醫(yī)院面積可以算 出人數(shù)醫(yī)院人數(shù)取620 n2 群集系數(shù) 醫(yī)院的人屬于極輕度勞動(dòng)， 查表 2-11， 當(dāng)室溫為 26 oC 時(shí)， 成年男子散發(fā)的顯熱和 潛熱分別為：qs= 61 w/人 ，q r= 73 w/人 以上各參數(shù)由空氣調(diào)節(jié)附錄 2 查得。 照明散熱引起的冷負(fù)荷：照明散熱引起的冷負(fù)荷： 在該設(shè)計(jì)中，取照明密度為 25W/ 2 m ，所以照明引起的冷負(fù)荷為 WCQ LQZM （7） 式中： ZM Q 照明散熱引起的冷負(fù)荷，單位：W LQ C 不同時(shí)刻下燈具得散熱量，單位：W W 照明總功率，單位：W； 燈罩得隔熱系數(shù)，取值為 1 設(shè)備散熱冷負(fù)荷：設(shè)備散熱冷負(fù)荷： 在該設(shè)計(jì)中，取設(shè)備負(fù)荷密度為 13 W/ 2 m ，所以設(shè)備散熱引起的冷負(fù)荷為 WCQ LQSB （8） 式中： SB Q 設(shè)備散熱引起的冷負(fù)荷，W 13 LQ C 不同時(shí)刻下設(shè)備的散熱量，W W 設(shè)備總功率，W 設(shè)備罩的隔熱系數(shù)，取值為 1 （2 2）濕負(fù)荷的計(jì)算）濕負(fù)荷的計(jì)算 商場(chǎng)由于人員多，濕負(fù)荷主要是由人員散濕引起的，所以在各層商場(chǎng)的濕負(fù) 荷計(jì)算中，只考慮了人員，而忽略了其它散濕。 濕負(fù)荷計(jì)算公式： W = =0.278ng10 -3 g/s（9） 式中：n空氣調(diào)節(jié)房間內(nèi)的人數(shù)，單位：人； g每個(gè)人的散濕量，單位：g/s 群集系數(shù) （3 3）熱負(fù)荷的計(jì)算）熱負(fù)荷的計(jì)算 空調(diào)熱負(fù)荷是指空調(diào)系統(tǒng)在冬季里，當(dāng)室外空氣溫度在設(shè)計(jì)溫度條件時(shí)，為 保持室內(nèi)的設(shè)計(jì)溫度，系統(tǒng)向房間提供的熱量。對(duì)于民用建筑來(lái)說(shuō)空調(diào)冬季的經(jīng) 濟(jì)性對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的影響要比夏季小。因此，空調(diào)熱負(fù)荷一般是按穩(wěn)定傳熱理論計(jì) 算的。房間的熱負(fù)荷 Q 主要包括以下幾部分： Q = Q1+ Q2+ Q3（10） 式中：Q1圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量 Q2冷風(fēng)滲透耗熱量 Q3冷風(fēng)侵入耗熱量 維護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量：維護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量： （1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量：atKFq n w t（11） 式中 ： K圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/K； F圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算面積，； n t冬季室內(nèi)空氣的計(jì)算溫度，； w t 冬季室外空氣的計(jì)算溫度，； 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)；是用來(lái)考慮供暖房間并不直接接觸室外 14 大氣時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量會(huì)因內(nèi)外傳熱溫差的 削弱而減少的修正，其值 取決于鄰室非供暖房間或空間的保溫性能和透氣情況。 (2)維護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量的修正 按照暖通規(guī)范的規(guī)定,維護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量修正應(yīng)考慮朝向修正、風(fēng)力附加和 高度附加三個(gè)方面。 朝向附加耗熱量是考慮建筑物受太陽(yáng)照射影響而對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量的 修正。 暖通規(guī)范規(guī)定，朝向修正率宜按下列規(guī)定的數(shù)值選用： 北、東北、西北010；東南、西南 1015； 東、西5；南1530； 風(fēng)力附加耗熱量是考慮室外風(fēng)速變化而對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正。 暖 通規(guī)范規(guī)定：在一般情況下，不必考慮風(fēng)力附加。只對(duì)建在不避風(fēng)的高地、河 邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內(nèi)特別突出的建筑物，才考慮垂直 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)附加 510。 高度附加耗熱量是考慮房屋高度對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量的影響而附加的耗熱量。 暖通規(guī)范規(guī)定：民用建筑和工業(yè)輔助建筑物（樓梯間除外）的高度附加率， 當(dāng)房間高度大于 4m 時(shí)，每高出 1m 應(yīng)附加 2，但總的附加率不應(yīng)大于 15。 在此只考慮朝向修正，修正率如下： 北0；東、西-5；南15； 冷風(fēng)滲透耗熱量：冷風(fēng)滲透耗熱量： 公式如下：Q=0.278VwCp(tn-tw)（12） 式中：V= Lln L每米門窗縫隙滲入室內(nèi)的空氣量，按當(dāng)?shù)囟酒骄L(fēng)速，m 3 /hm l 門窗縫隙的計(jì)算長(zhǎng)度， n滲透空氣量的朝向修正系數(shù)， w冬季供暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度，Kg/ m 3； Cp冷空氣的定壓比熱，C=1KJ/Kg； tn冬季室內(nèi)空氣的計(jì)算溫度，； tw冬季室外空氣的計(jì)算溫度，。 15 冷風(fēng)侵入耗熱量：冷風(fēng)侵入耗熱量： 不用考慮冷風(fēng)侵入耗熱量。 熱負(fù)荷計(jì)算舉例：熱負(fù)荷計(jì)算舉例： 以下是醫(yī)院的熱負(fù)荷計(jì)算過(guò)程 （1）醫(yī)院外墻面積和窗面積前面已經(jīng)算出，根據(jù)暖通規(guī)范溫差修正系數(shù) a 均取為 1，按照圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量公式atKFq n w t，計(jì)算醫(yī)院的維護(hù)結(jié) 構(gòu)基本耗熱量列于表中。對(duì)于該建筑物，東西朝向修正率取-5%，北向取 0，南 向取-15%，風(fēng)力附加和高度修正均不予考慮。得出維護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量列于表中 （2）根據(jù)暖通規(guī)范 ，重慶市的冷風(fēng)朝向修正系數(shù)：重慶的為北向：1.0；南 向：0.1；東向：0.1；西向：0.15。在冬季室外平均風(fēng)速 jp v . =2.4m/S 下，雙， 冷風(fēng)滲透耗熱量 2 Q等于 2 Q=0.278V)( wnpw ttc 4 4、空調(diào)冷熱源方案確定方法、空調(diào)冷熱源方案確定方法 重慶市醫(yī)院類建筑的空氣調(diào)節(jié)與采暖系統(tǒng)的冷、熱源宜采用集中設(shè)置的冷 (熱)水機(jī)組或供熱、換熱設(shè)備。機(jī)組或設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)建筑規(guī)模、使用特征， 結(jié)合當(dāng)?shù)啬茉唇Y(jié)構(gòu)及其價(jià)格政策、環(huán)保規(guī)定等按下列原則經(jīng)綜合論證后確定： （1） 具有城市、區(qū)域供熱或工廠余熱時(shí)，宜作為采暖或空調(diào)的熱源； （2） 具有熱電廠的地區(qū)，宜推廣利用電廠余熱的供熱、供冷技術(shù)； （3） 具有充足的天然氣供應(yīng)的地區(qū)，宜推廣應(yīng)用分布式熱電冷聯(lián)供和燃?xì)?空氣調(diào)節(jié)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力和天然氣的削峰填谷，提高能源的綜合利用率； （4） 具有多種能源(熱、電、燃?xì)獾?的地區(qū)，宜采用復(fù)合式能源供冷、供 熱技術(shù)； （5） 具有天然水資源或地?zé)嵩纯晒├脮r(shí)，宜采用水(地)源熱泵供冷、供熱 技術(shù)。 空調(diào)采暖系統(tǒng)在公共建筑中是能耗大戶，而空調(diào)冷熱源機(jī)組的能耗又占整個(gè) 空調(diào)，采暖系統(tǒng)的大部分。當(dāng)前各種機(jī)組、設(shè)備品種繁多，電制冷機(jī)組、溴化鋰 吸收式機(jī)組及蓄冷蓄熱設(shè)備等各具特色。但采用這些機(jī)組和設(shè)備時(shí)都受到能源、 環(huán)境、 工程狀況使用時(shí)間及要求等多種因素的影響和制約，為此必須客觀全面地 對(duì)冷熱源方案進(jìn)行分析比較后合理確定。 16 （1） 城市熱源是我國(guó)城市供熱的基本政策，北方城市發(fā)展較快，較為 普遍，夏熱冬冷地區(qū)少部分城市也在規(guī)劃中，有的已在實(shí)施，具有城市或區(qū)域熱 源時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用。我國(guó)工業(yè)余熱的資源也存在潛力，應(yīng)充分利用。 （2）中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法明確提出：“推廣熱電聯(lián)產(chǎn)，集中 供熱，提高熱電機(jī)組的利用率，發(fā)展熱能梯級(jí)利用技術(shù)，熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和 熱、電、煤氣三聯(lián)供技術(shù)，提高熱電綜合利用率”。大型熱電冷聯(lián)產(chǎn)是利用熱電 系統(tǒng)發(fā)展供熱、供電和供冷為一體的能源綜合利用系統(tǒng)。冬季用熱電廠的熱源供 熱， 夏季采用溴化鋰吸收式制冷機(jī)供冷， 使熱電廠冬夏負(fù)荷平衡， 高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 （3） 原國(guó)家計(jì)委、原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、建設(shè)部、國(guó)家環(huán)?？偩致?lián)合發(fā)布的 關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定(計(jì)基礎(chǔ)20001268 號(hào)文)中指出：“以小型燃?xì)?發(fā)電機(jī)組和余熱鍋爐等設(shè)備組成的小型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)， 適用于廠礦企業(yè)、 寫字樓、 賓館、商場(chǎng)、醫(yī)院、銀行、學(xué)校等分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保 護(hù)環(huán)境、減少供電線路損和應(yīng)急突發(fā)事件等綜合功能，在有條件的地區(qū)應(yīng)逐步推 廣”。分布式熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)以天然氣為燃料，為建筑或區(qū)域提供電力、供冷、 供熱(包括供熱水)三種需求，實(shí)現(xiàn)天然氣能源的梯級(jí)利用，能源利用效率可達(dá)到 80以上，大大減少 SO2、固體廢棄物、溫室氣體、NOx和 TSP 的排放，減少占地 面積和耗水量，還可應(yīng)對(duì)突發(fā)事件確保安全供電，在國(guó)際上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。 我國(guó)已有少量項(xiàng)目應(yīng)用了分布式熱電冷聯(lián)供技術(shù)，取得較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。 目前國(guó)家正在制定的國(guó)家十一五規(guī)劃、國(guó)家中長(zhǎng)期能源規(guī)劃、國(guó)家中 長(zhǎng)期科技規(guī)劃，都把分布式燃?xì)鉄犭娎渎?lián)供作為發(fā)展的重點(diǎn)。 大量電力驅(qū)動(dòng)空調(diào)的使用是導(dǎo)致高峰期電力超負(fù)荷的主要原因之一。同 時(shí)由于空調(diào)負(fù)荷分布極不均衡、全年工作時(shí)間短、平均負(fù)荷率低，如果為滿足高 峰期電力需求大規(guī)模建設(shè)電廠，將會(huì)導(dǎo)致發(fā)輸配電設(shè)備的利用率低、電網(wǎng)的技術(shù) 和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差、供電的成本提高。隨著國(guó)家西氣東輸?shù)忍烊粴夤こ痰慕ㄔO(shè)，夏季 天然氣出現(xiàn)大量富余，北京冬季供氣高峰和夏季低谷的供氣量相差 78 倍。為 平衡負(fù)荷，不得不投巨資建設(shè)調(diào)峰儲(chǔ)氣庫(kù)，天然氣輸配管網(wǎng)和設(shè)施也必須按最大 供應(yīng)能力建設(shè)，在夏季供氣低谷時(shí)，造成管網(wǎng)資源的閑置和浪費(fèi)?？梢?jiàn)燃?xì)馀c電 力都存在峰谷差的難題。但是燃?xì)夥骞扰c電力峰谷有極大的互補(bǔ)性。發(fā)展燃?xì)饪?調(diào)和樓宇冷熱電三聯(lián)供可降低電網(wǎng)夏季高峰負(fù)荷，填補(bǔ)夏季燃?xì)獾牡凸?，同時(shí)降 17 低電力和燃?xì)獾姆骞炔?，平衡能源利用?fù)荷，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，是科學(xué)合理 地利用能源的雙贏措施。 在應(yīng)用分布式熱電冷聯(lián)供技術(shù)時(shí)，必須進(jìn)行科學(xué)論證，從負(fù)荷預(yù)測(cè)、技術(shù)、 經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等多方面對(duì)方案做可行性分析。 （4） 當(dāng)具有電、城市供熱、天然氣，城市煤氣等能源中兩種以上能源 時(shí)，可采用幾種能源合理搭配作為空調(diào)冷熱源。如“電+氣”、“電+蒸汽”等， 實(shí)際上很多工程都通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后采用了這種復(fù)合能源方式， 投資和運(yùn)行費(fèi) 用都降低，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。城市的能源結(jié)構(gòu)若是幾種共存，空調(diào)也可適 應(yīng)城市的多元化能源結(jié)構(gòu)，用能源的峰谷季節(jié)差價(jià)進(jìn)行設(shè)備選型，提高能源的一 次能效，使用戶得到實(shí)惠。 （5） 地源熱泵是一種以低位熱能作能源的中小型熱泵機(jī)組，具有可利用地 下水、 地表水或工業(yè)廢水作為熱源供暖和供冷，采暖運(yùn)行時(shí)的性能系數(shù)COP一般 大于 4，優(yōu)于空氣源熱泵，并能確保采暖質(zhì)量。水源熱泵需要穩(wěn)定的水量，合適 的水溫和水質(zhì)，在取水這一關(guān)鍵問(wèn)題上還存在一些技術(shù)難點(diǎn)，目前也沒(méi)有合適的 規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)可參照，在設(shè)計(jì)上應(yīng)特別注意。采用地下水時(shí)，必須確保有回灌措施 和確保水源不被污染，并應(yīng)符合當(dāng)?shù)氐挠嘘P(guān)保護(hù)水資源的規(guī)定。 第三章第三章 不同冷熱源方案的性能對(duì)比不同冷熱源方案的性能對(duì)比 冷熱源是空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備， 冷熱源的形式直接決定了建筑空調(diào)系統(tǒng)的能 耗特點(diǎn)及對(duì)外部環(huán)境的影響情況， 本章針對(duì)性的提出了幾種代表性冷熱源方案并 對(duì)其進(jìn)行技術(shù)性評(píng)價(jià)。 本文列舉了重慶市醫(yī)院類建筑常用的冷熱源方案：風(fēng)冷熱泵型中央空調(diào)系 統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)（包括地源熱泵和水源熱泵）、直燃式溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組、 電動(dòng)單螺桿冷水機(jī)組+電熱水鍋爐、冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，具體性能特點(diǎn)如下： 1、風(fēng)冷熱泵型系統(tǒng)風(fēng)冷熱泵型系統(tǒng) 風(fēng)冷熱泵型中央空調(diào)是以室外空氣為“熱源”，通過(guò)機(jī)械做功，輸出熱量， 解決中央空調(diào)的冷熱水供應(yīng)，調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度。所謂“熱泵”，凡是可以在低 18 溫環(huán)境下吸收熱量，并將其位能提高后，向高溫環(huán)境輸出熱量的裝置機(jī)械，都可 稱作“熱泵”。 其優(yōu)點(diǎn)是可省略冷卻塔冷卻， 水泵組成的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)， 節(jié)能、 節(jié)水還可降低總投資。 風(fēng)冷熱泵空調(diào)： 風(fēng)冷熱泵空調(diào)是處于制冷模式時(shí)，冷凝器通過(guò)風(fēng)扇向空氣散放冷凝熱，蒸發(fā)器 向室內(nèi)供冷凍水。當(dāng)處于供熱模式時(shí)，位于室外的部分為蒸發(fā)器，它從室外空氣中 吸收熱量，室內(nèi)的部分變?yōu)槔淠?，它向用戶提供熱?風(fēng)冷熱泵型空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用條件為： （1）冬季室外空調(diào)計(jì)算溫度應(yīng)在 -10以上，機(jī)組蒸發(fā)溫度 -8，連續(xù)運(yùn)作 時(shí)間 110。（2）冬季空氣溫度較低，即每年累計(jì)除霜時(shí)間 500 1000， 每干空氣累計(jì)除霜量 7 20。對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)此條件比較適宜。風(fēng) 冷熱泵型中央空調(diào)系統(tǒng)的主機(jī)是風(fēng)冷式冷 (熱 )水機(jī)組。 對(duì)一般使用面積在 1001202 房間，機(jī)組功率采用 3主機(jī)，以每增加 20302 遞增 0.75計(jì)算， 就可初步確定機(jī)組選用功率， 其制冷能力 10.8 19.5，熱能力達(dá) 11.5 21.3，。 風(fēng)冷熱泵空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是必須按最佳平衡點(diǎn)溫度 (即風(fēng)冷熱泵的傳 熱量等于建筑物耗熱量的室外計(jì)算溫度值 )來(lái)選用熱泵。是否增設(shè)輔助熱源，要 視冬季室外溫度而定。如果室外溫度在平衡點(diǎn)以下，要添加輔助熱源。輔助熱源 一般采用電加熱器。 其制冷工況為環(huán)境溫度 35， 回水溫度 12， 出水溫度 7； 制熱工況為環(huán)境溫度 7，回水溫度 40，出水溫度 45。 其次，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是防霜和除霜?，F(xiàn)在常用的防霜辦法是增設(shè)輔助室外換熱 器； 常用的除霜方法是用電子膨脹閥來(lái)轉(zhuǎn)換工況用熱氣反沖。由于除霜必然引起 能耗加大和熱水溫度的波動(dòng)，因此要合理安排除霜周期。 另外，設(shè)計(jì)時(shí)也必然考慮機(jī)組的安裝位置和噪聲控制。一般機(jī)組安裝位置要 進(jìn)風(fēng)通暢，風(fēng)速控制在 3 4/,排風(fēng)不受阻擋，尤其是出風(fēng)口的上方不應(yīng)有 阻擋物，否則會(huì)引起排風(fēng)氣流短路，熱保護(hù)動(dòng)作而停機(jī)。 2 2、 地源熱泵系統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng) 地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括地下水、土壤或地 表水等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過(guò)輸入少量的高 19 品位能源（如電能） ，實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵 供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在冬季，把地能中的熱量取”出來(lái)，提高溫度 后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來(lái)，釋放到地能中去。通常，地源 熱泵能耗 1kw 的能量， 用戶可以得到比普通中央空調(diào)多的熱量或冷量。 專家表示， 地源熱泵作為具有高新技術(shù)含量的節(jié)能系統(tǒng)，利用土壤的恒溫特性，具有節(jié)省能 耗、綠色環(huán)保、舒適程度高等特點(diǎn)，并且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，非常適用于我國(guó)北方地區(qū)。 地源熱泵系統(tǒng)特點(diǎn)： （1） 利用可再生能源：屬可再生能源利用技術(shù) 地源熱泵從常溫土壤或地表水 （地下水）中吸熱或向其排熱，利用的是可再生的清 潔能源，可持續(xù)使用。 （2） 高效節(jié)能，運(yùn)行費(fèi)用低：屬經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù) 地源熱泵的冷熱源溫度 一年四季相對(duì)穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空 氣溫度低，這種溫 度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高 40%，因此要 節(jié)能和節(jié)省運(yùn) 行費(fèi)用 40%左右。另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行 更可靠、 穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。在制熱制冷時(shí)，輸入 1KW 的電量 可以 得到 4-5KW 以上的制冷制熱量。運(yùn)行費(fèi)用每年每平方米僅為 1826 元，比 常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)低 40%左右。 （3）節(jié)水省地：1）以土壤(水)為冷熱源，向其放出熱量或吸收熱量，不消耗水 資源，不會(huì)對(duì)其造成污染。2）省去了鍋爐房及附屬煤場(chǎng)、儲(chǔ)油房、冷卻塔等設(shè) 施，機(jī)房面 積大大小于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)省建 筑空間，也有利于建筑的美觀. （4）環(huán)境效益顯著 該裝置的運(yùn)行沒(méi)有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，在供熱 時(shí)，沒(méi)有燃燒，沒(méi)有排 煙，也沒(méi)有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，不會(huì) 產(chǎn)生城市熱島效應(yīng)，對(duì)環(huán)境非 常友好，是理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品。 （5） 運(yùn)行安全穩(wěn)定，可靠性高：地源熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行中無(wú)燃燒設(shè)備，因此不可 能產(chǎn)生二 氧化碳、一氧化碳之類的廢氣，也不存在丙烷氣體，因而也不會(huì)有發(fā) 生爆炸的危險(xiǎn)，使用安 全。燃油、燃?xì)忮仩t供暖，其燃燒產(chǎn)物對(duì)居住環(huán)境污染 極重，影響人們的生命健康。由于土 壤深處溫度非常恒定，主機(jī)吸熱或放熱不 受外界氣候影響，運(yùn)行工況非常穩(wěn)定，優(yōu)于其它空 調(diào)設(shè)備。不存在空氣源熱泵 供熱不足，甚至不能制熱的問(wèn)題。整個(gè) 系統(tǒng)的 維護(hù) 費(fèi) 用 也 較 鍋爐制冷 20 機(jī)系統(tǒng)大大減少，保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。維修量極少，折舊費(fèi)和維修費(fèi) 也都大大地低于傳統(tǒng)空調(diào)。 （6）一機(jī)兩用，應(yīng)用范圍廣地源熱泵系統(tǒng)可供暖、制冷，一套系統(tǒng)可以代替原 來(lái)的鍋爐加制冷機(jī)的兩套裝置或系 統(tǒng)?？蓱?yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等 建筑，更適合于住宅的采暖、供冷。 （7）自動(dòng)運(yùn)行地源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定，所以可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)，部件較少， 機(jī)組運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠，維護(hù)費(fèi)用低；自動(dòng)控制程度高，可無(wú)人值守；此外，機(jī)組使 用壽命長(zhǎng)，均在 20 年以上。 地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)： （1）環(huán)保：利用土壤溫度，不用地下水，沒(méi)有交叉污染。 （2）能效比高：普通風(fēng)冷機(jī)器需要在零下十幾度的環(huán)境制熱，在零上三十五度 以上的 環(huán)境下制冷， 能效比相對(duì)比較低,室溫控制困難。 地源空調(diào)利用土壤溫度， 相對(duì)恒 溫,一年四季都是將十度到十五度之間的水進(jìn)行轉(zhuǎn)換，能效比較高。 （3）節(jié)能：傳統(tǒng)空調(diào)冬季用鍋爐采暖，能效比僅為 1：1。地源空調(diào)能效比可達(dá) 1：5，省電 4/5。夏季也可省電 1/2。機(jī)器可分多級(jí)控制，根據(jù)溫度自動(dòng)卸載， 運(yùn)行節(jié)能。 （4）運(yùn)行穩(wěn)定：機(jī)器在室內(nèi)，無(wú)風(fēng)吹雨淋，工作環(huán)境好。地下水溫也基本恒定， 無(wú)起伏波動(dòng)。機(jī)器故障率低。 （5）可分戶計(jì)量。 （6）不用鍋爐和冷卻塔。 （7）地下?lián)Q熱系統(tǒng)不用后期維護(hù)，系統(tǒng)后期維護(hù)費(fèi)用低。相對(duì)于水源熱泵的每 年需要對(duì)井維護(hù)來(lái)說(shuō),后期維護(hù)費(fèi)用極低. 缺點(diǎn)：需要一定的面積埋管，且對(duì)埋 管技術(shù)要求較高。 3 3、水源熱泵水源熱泵系統(tǒng)系統(tǒng) 水源熱泵是以水為介質(zhì)來(lái)提取能量實(shí)現(xiàn)制熱和制冷的一個(gè)或一組系統(tǒng)。 針對(duì) 水源熱泵機(jī)組，就是通過(guò)消耗少量高品位能量，將地表水中不可直接利用的低品 位熱量提取出來(lái)，變成可以直接利用的高品位能源的裝置。 水源熱泵是利用太 陽(yáng)能和地?zé)崮軄?lái)制冷、供熱，應(yīng)該說(shuō)其屬熱泵中“地源熱泵”的一種。 經(jīng)過(guò)嚴(yán)格 測(cè)試及不同地區(qū)熱泵的應(yīng)用實(shí)例測(cè)算，水源熱泵制熱的性能系數(shù)在 3.14.7 之 21 間，制冷的性能系數(shù)在 3.56.7 之間。 地球表面淺層水源（如深度在 1000 米以內(nèi)的地下水、地表的河流、湖泊和 海洋）吸收了太陽(yáng)進(jìn)入地球的輻射能量，這些水源的溫度一般都十分穩(wěn)定。水源 熱泵機(jī)組工作原理就是在夏季將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水源中，由于水源溫度 低，所以可以高效地帶走熱量，而冬季，則從水源中提取能量，由熱泵原理通過(guò) 空氣或水作為制冷劑提升溫度后送到建筑物中。 通常水源熱泵水泵消耗 1kW 的能 量，用戶可以得到 4kW 以上的熱量或冷量。 水源熱泵根據(jù)對(duì)水源的利用方式的不同，可以分為閉式系統(tǒng)和開(kāi)式系統(tǒng)兩 種。 閉式系統(tǒng)是指在水側(cè)為一組閉式循環(huán)的換熱盤管，該組盤管一般水平或垂直 埋于湖水或海水中，通過(guò)與湖水或海水換熱來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移（該組盤管直接埋于 土壤中的系統(tǒng)稱為土壤源熱泵，也是地源熱泵的一種）；開(kāi)式系統(tǒng)是指從地下或 地表中抽水后經(jīng)過(guò)換熱器直接排放的系統(tǒng)。 水源熱泵無(wú)論是在制熱還是制冷過(guò) 程中均以水為熱源和冷卻介質(zhì)，即用切換工質(zhì)回路來(lái)實(shí)現(xiàn)制熱和制冷的運(yùn)行。然 而， 更為方便的是由水回路中的三通閥來(lái)完成。雖然在水源熱泵系統(tǒng)圖中表示了 水源直接進(jìn)入蒸發(fā)器（制冷時(shí)為冷凝器），在某些場(chǎng)合，為避免污染封閉的冷水 系統(tǒng)（通常是處理過(guò)的），需間接地用一個(gè)換熱器來(lái)供水；另一種方法是利用封 閉回路的冷凝器水系統(tǒng)。水作為熱泵制熱、制冷過(guò)程的介質(zhì)，滿足以下兩個(gè)條 件即可利用:一是水的溫度在 730之間，二是水量要充足。 水源水可以是各種工業(yè)用廢水、生活用水、海水、江、河水等，甚至是各種 工業(yè)余熱。提取水中的熱（冷）量比較簡(jiǎn)單易行的方式是打井，利用井泵提取地 下水作為循環(huán)介質(zhì)。冬季時(shí)，以地下水為“熱源”，源源不斷的將 7以上的地 下水通過(guò)熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器提出大約 4以上的熱量， 使其降至 3再注回地下， 水在地下滲流過(guò)程中又吸收地下熱量， 溫度又升至 7以上， 然后又被提升上來(lái)， 如此不斷循環(huán)，機(jī)組吸收的熱量再被機(jī)組的冷凝器釋放出來(lái)，用以加熱供暖的水 系統(tǒng)，使供水溫度可達(dá) 55以上，此溫度成為空調(diào)供暖（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 45）和地 板熱供暖（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 40）的最佳溫度；夏季時(shí)，利用地下水（水溫低于 14） 做冷卻水，而常規(guī)制冷設(shè)備是利用冷卻塔循環(huán)冷卻，水溫一般都在 3040, 夏季的地下水只有 1418，要比循環(huán)冷卻水溫度低于 1622，從而提高 了機(jī)組的工作效率，達(dá)到了節(jié)能、降耗的作用。過(guò)渡季節(jié)，應(yīng)用中央空調(diào)可以考 22 慮將地下水抽取上來(lái)直接作為冷媒輸入系統(tǒng)，不需要機(jī)組開(kāi)機(jī)運(yùn)行，可以節(jié)省大 量的能源。 水源熱泵的特點(diǎn): 地表土壤和水體不僅是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器，收集了 47%的太陽(yáng)輻射能 量， 比人類每年利用能量的 500 倍還多（地下的水體是通過(guò)土壤間接地接受太陽(yáng) 輻射能量），而且是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保 持能量接收和發(fā)散的相對(duì)的均衡。 這使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無(wú)限的太陽(yáng)能或 地?zé)崮艹蔀榭赡?。水源熱泵機(jī)組以水為載體，在冬季采集來(lái)自湖水、河水、地 下水及地?zé)嵛菜踔凉I(yè)廢水、污水的低品位熱能，取得能量供給室內(nèi)取暖； 在夏季把室內(nèi)的熱量取出，釋放到水中，以達(dá)到夏季空調(diào)供冷的目的。由于水源 熱泵技術(shù)利用地表水作為空調(diào)機(jī)組的冷熱源，所以其具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1）環(huán)保效益顯著水源熱泵是利用了地表水作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換 的供暖空調(diào)系統(tǒng)。 供熱時(shí)省去了燃煤、 燃?xì)狻?然油等鍋爐房系統(tǒng)， 沒(méi)有燃燒過(guò)程， 避免了排煙、排污等污染；供冷時(shí)省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音、霉菌 污染及水耗。所以說(shuō)，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。 (2）高效水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為 1222，水體溫度比 環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。而夏季水體為 1835，水體溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效 果好于風(fēng)冷