文 献 综 述

冷热源是维持建筑环境舒适条件的能源供应中心，在建筑空调系统的投资和运行能耗中扮演重要角色，其应用和发展受到建筑、气候、能源及环境等诸多因素和国家能源政策的影响。

单就冷热源设备本身来说用能源利用效率就可以评价其性能高低；但对冷热源工程来说，要选择适应特定地域的球特征、能源状况及环境要求。同时满足特定建筑使用功能特点的冷热源方案，则是一个复杂的决策过程，其方案的优劣往往具有时间性、空间性和不确定性，呈现出动态和模糊特征。

常用冷热源方案介绍

空调冷热源方案有多种组合方式，作为空调冷热源的能源有电力、天然气、城市热力等；空调系统的热源主要有自备锅炉、城市热网供热、热泵等。空调设备有电制冷机组、热泵机组、燃气直燃机、燃气锅炉、市政热网等。不同的能源、不同的设备对投资成本、运行费用和环境影响是不一样的。常用的冷热源形式有空气源热泵、地源热泵、常规电制气 电（燃油、燃气）锅炉、溴化锂吸收式机组和冰蓄冷。下列对五种方案进行比较分析。

①热泵

热泵按热源种类和热媒种类来划分可分为水---水热泵、水---空气热泵、空气---水热泵、空气---空气热泵、土壤---水热泵、土壤---空气热泵等。即水源热泵、空气源热泵、地源热泵。

1.空气源热泵

空气源热泵工作原理如图一、图二所示。

图一 空气---空气热泵 图二 空气---水热泵

空气源热泵冷热水机组按机组的容量大小又分为小型机组（制冷量10.6～52.8KW），中、大型机组（制冷量70.3～1406.8KW）。其主要优点如下：

⑴用空气作为低位热源，取之不尽，用之不竭，可以无偿的获取；

⑵空调系统的冷源和热源合一，夏季提供7℃冷冻水，冬季提供45～50℃热水；

⑶无需设置冷却水系统；

⑷无需另设锅炉房或热力站；

⑸需要尽可能将空气源热泵冷水机组布置在室外，如布置在裙房楼顶上、阳台上等，这样可以不占用建筑物的有效面积；

⑹安装简单，运行管理方便；

⑺不污染适用场所的空气，有利于环保。

虽然空气源热泵是一种很好的空调供暖系统，得到了广泛的应用，但是他也存在的缺点：

⑴室外空气的状态参数（如温度和湿度）随地区和季节的不同而变化，这对热泵的容量和制热性能系数影响很大。

⑵冬季室外温度很低时，室外换热器中工质的蒸发温度也很低。当室外换热器表面温度低与0℃，并且低于空气露点温度时，空气中的水分在换热器表面就会凝冻成霜，导致蒸发器的吸热量减少甚至热泵不能正常供热。

⑶空气的热容量小，如果为了获得足够的热量时，需要较大的空气量，因而使风机的容量增大。

工程概况：该工程位于秦皇岛北戴河，项目名称为全国政协干部培训中心热水工程，建筑面积约12000平米，每天共约800人洗浴，总热水用量为80吨/天，水温为50℃～55℃，并要求24时有生活热水供应。秦皇岛市是全国闻名的度假旅游城市，市政府对环境污染问题特别重视，在与甲方接触过程中，提出安全、环保、没有污染、运行费用低、系统运行可靠、维护方便等要求。

从计算结果可以看出，现行各种热水加热设备中，空气源热泵热水机组平均加热一吨水所需费用是最少的，为11.89元/吨。那么用空气源热泵热水机组加热本工程所需的80吨/天热水运行费用比采用燃油水炉相比节省费用519552元/年；比燃气炉节省费用448416元/年；与用电直接加热相比节省费用856224元/年。

2.地源热泵

地源热泵工作原理如图三、图四所示。

图三 大地耦合式热泵 图四 土壤直接膨胀式热泵

地源热泵组成：地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、地源热泵机组和室内采暖空调末端系统。

l、优点：

⑴为可再生能源，经济有效的节能技术。可在夏冬季提供较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。运行费用比传统中央空调可节省30％，耗电量为冷水机组加锅炉的60％。

⑵环境效益好。污染物排放，比空气源热泵减少40％，比电供暖减少70％，制冷剂充灌量比常规空调减少25％。节省机房空间。

⑶寿命长达20年。

⑷使用灵活，可分户计量、分户控制、分期施工。

2．缺点：

⑴初投资比冷水机组加锅炉高10～20％以上，如国际商城414元/㎡，比传统中央空调高38％。

⑵关键要解决好土壤冬夏季吸收热量和放热的平衡性，如果不平衡，必然造成土壤蓄热性变差。目前对土壤的能量平衡、热工性能、土壤中的传热、传湿和环境对土壤热工性能的影响等，还缺乏研究。导致北京己做的100多的工程，至少有20％是失败的。江苏仅处于试验阶段，不宜大量上马。

工程概况：阳煤集团下属阳泉新宇岩土工程有限责任公司办公楼建筑面积为1250㎡，夏季用空调制冷，建筑物周围较空旷。为了尝试地源热泵利用土壤源制冷效果，减少电耗，经过调研论证可行性后，决定采用地源热泵为建筑物冬季供暖，夏季制冷。该项目于2008年11月投入运。节能效果热泵机组经过2个冬季和夏季的运行，与传统空调相比节能效果如下。

(1)采用传统空调取暖年耗电量6168万kW/h，折标准煤8121t。采用热泵机组供暖，年耗电量为3152万kWh，折标准煤4133t。使用热泵机组后，能源消耗减少3188t标准煤，节能47%。

(2)采用传统空调制冷年耗电量2126万kW/h，折标准煤2178t。采用热泵机组制冷，年耗电量为1109万kWh，折标准煤1134t。使用热泵机组后，能源消耗减少1144吨标准煤，节能52%。

(3)经济效益：采用传统空调，每年电费5199万元；采用热泵机组后,每年电费3109万元，年节约219万元。

②蓄能空调系统

蓄能空调系统包括蓄冷空调系统和蓄热空调系统。冰蓄冷空调技术是转移高峰电力、开发低谷用电、优化资源配置、保护生态环境的一项重要技术措施。

当空调负荷（冷量）与能源供应在时间上不一致时，采用蓄冷技术是解决问题的一种有效方法。蓄冷空调系统能全部或部分的将制冷剂的负荷由白天转移至夜间，因此在能源消费逐年增加的情况下，应用蓄冷空调技术具有较大的社会效益和经济效益。

冰蓄冷技术的特点：

⑴兼有水的显热和潜热，利用较小的槽容量可以获得较大的蓄冷量。

⑵槽的表面积减少，热损失也较少。

⑶取冷温度低，配管管径小。

⑷蓄冷密度大，蓄冷槽体积小，容易实现设备标准化。

从已建成和投入运行的蓄冷空调工程来看，具有如下特点：

⑴在削峰填谷、减少运行费用方面也起到了积极的作用

⑵蓄冰技术与低温送风技术的结合，即可以有效地使峰谷差减少，又可节能与节省初投资

⑶热泵及蓄能式中央空调技术方案已由几项工程采用。如北京九华山庄二期工程采用了冰蓄冷 土壤热泵系统，建筑面积131262㎡，设计日峰值负荷为3733t(冷），总蓄冰量为8050t(冷）#183;h

在蓄热系统中，目前我国主要使用电锅炉蓄热式系统且以水作为蓄热介质。所为电力蓄热系统，就是以电锅炉为热源，利用低谷廉价电力对水加热，并将其储存在蓄热水箱中，在电网高峰时段关闭电锅炉，由储存在蓄热水箱中的热水供热。他的优点是不排除有害气体，无污染、无噪声，比煤锅炉、油锅炉的热效率高，又能充分利用低谷电，运行费用低。

参考文献

1.《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）

2.《蓄能空调技术》方贵银主编，机械工业出版社

3.《实用供暖空调设计手册》陆耀庆主编，中国建筑工业出版社

4.《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）中国计划出版社

5.《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）中国计划出版社

6.《民用建筑节能设计规范》（JGJ26-95）中国计划出版社

7.《锅炉房设计规范》（GB50041-2008）中国计划出版社

8.《民用建筑采暖空调技术措施》建设部设计院主编，中国建筑工业出版社

9.《高层建筑空调》钱以明主编，同济大学出版社

10.《采暖通风与空气调节制图标准》

11．《冷热源工程》张维亚、魏鋆主编，煤炭工业出版社

12．《民用建筑热工设计规范》（GBJ50176#8212;93）

13．《民用建筑节能设计手册》，杨善勤编

14.《建筑环境与设备工程专业用制冷技术》李树林主编，北京： 机械工业出版社，2000

15.《新型空调制冷设备及配件选用手册》冯玉琪主编，北京：人民邮电出版社，1999

16.《空气调节用制冷技术》（第三版）彦启森、石文星、田长青编著，北京：中国建筑工业出版社，2004

文 献 综 述

冷热源是维持建筑环境舒适条件的能源供应中心，在建筑空调系统的投资和运行能耗中扮演重要角色，其应用和发展受到建筑、气候、能源及环境等诸多因素和国家能源政策的影响。

单就冷热源设备本身来说用能源利用效率就可以评价其性能高低；但对冷热源工程来说，要选择适应特定地域的球特征、能源状况及环境要求。同时满足特定建筑使用功能特点的冷热源方案，则是一个复杂的决策过程，其方案的优劣往往具有时间性、空间性和不确定性，呈现出动态和模糊特征。

常用冷热源方案介绍

空调冷热源方案有多种组合方式，作为空调冷热源的能源有电力、天然气、城市热力等；空调系统的热源主要有自备锅炉、城市热网供热、热泵等。空调设备有电制冷机组、热泵机组、燃气直燃机、燃气锅炉、市政热网等。不同的能源、不同的设备对投资成本、运行费用和环境影响是不一样的。常用的冷热源形式有空气源热泵、地源热泵、常规电制气 电（燃油、燃气）锅炉、溴化锂吸收式机组和冰蓄冷。下列对五种方案进行比较分析。

①热泵

热泵按热源种类和热媒种类来划分可分为水---水热泵、水---空气热泵、空气---水热泵、空气---空气热泵、土壤---水热泵、土壤---空气热泵等。即水源热泵、空气源热泵、地源热泵。

1.空气源热泵

空气源热泵工作原理如图一、图二所示。