文 献 综 述

1 引言

冷热源组成分为空调冷源与空调热源：空调冷源有天然冷源和人工冷源两种。天然冷源主要是地道风和深井水，深井水可作为舒适性空调冷源处理空气，但如果水量不足，则不能普遍采用，而地道风主要是利用地下洞穴、人防地道内冷空气送入使用场所达到通风降温的目的。利用深井水及地道风的特点是节能、造价低，但由于受到各种条件的限制，不是任何地方都能应用。
人工冷源主要是采用各种型式的制冷机制备低温冷水来处理空气或者直接处理空气。人工制冷的优点是不受条件的限制，可满足所需要的任何空气环境，因而被用户普遍采用。其缺点是初投资较大，运行费较高。
空调热源主要有独立锅炉房和集中供热的热网。对于独立锅炉房提供的热媒可以是热水也可以是蒸汽，或者同时供应热水和蒸汽，即蒸一水两用锅炉，锅炉燃用的燃料可以是煤(燃煤锅炉)、油(燃油锅炉)、气(燃气锅炉)。

冷热源是一个空调系统的重要组成部分. 其设计合理与否, 直接影响空调系统的使用效果、运行的经济性等问题。目前, 在空调系统中普遍使用电力驱动或热力驱动的冷水机组作为空调系统的冷源, 这两类冷水机组又包括很多具体形式[ 1] 。空调系统的热源主要有自备锅炉、热电厂、城市热网供热、热泵等。上述各种不同的冷源和热源形式经过组合, 形成了多种空调冷热源方案。因而, 在空调设计中, 可供设计人员选用的空调冷热源形式的种类是很多的。空调设计人员在方案设计阶段的任务便是从中选择一个最优方案。显然, 这里所说的优选并不是对上述冷热源方案的优劣在总体上进行泛泛的比较, 而是要针对设计对象的具体条件, 即问题的特殊性, 对满足具体设计要求的各不同方案进行比较。

影响空调冷热源方案决策的依据是很多的, 要选择一个最优的设计方案, 设计人员应综合考虑各种因素的影响。否则, 将导致设计决策不合理, 具有片面性, 由于系统自身及其影响因素是错综复杂的, 导致冷热源方案决策往往非常困难。一般情况下, 影响冷热源方案选择的目标( 因素) 往往是相互矛盾的。例如, 燃气直燃式冷热水机组对环境的影响较小, 通常能满足环保要求, 但是, 燃气的价格比较贵, 因而这种机组的运行费高。所以, 很难找到各目标同时最优的方案。在空调冷热源方案选择过程中, 需要在各目标之间进行折衷分析, 要协调矛盾, 权衡利弊, 进行综合考虑。在这一过程中, 专家的经验和观点、用户的要求和意愿等起着很重要的作用。但是, 这些经验和观点( 如某种冷机可靠性好、运行维护简单等) 往往具有模糊性, 为了把这种模糊性加以解析化和定量化, 使冷热源方案优选建立在科学的基础上, 就需要应用模糊综合评判方法[ 2] 。使用这一方法, 有利于提高空调设计人员的决策水平, 改进设计质量, 同时, 也将促进空调 CAD 软件的智能化。

2 空调冷热源方案设计的决策依据

空调冷热源方案设计是一个普遍性与特殊性相结合的问题, 应在考虑具体设计特定条件的基础上, 对符合要求的各备选方案 在总体上进行 比较。显然, 对不同方案进行比较时的依据, 也是影响方案设计决策的重要因素。一般情况下, 选择冷热源方案时应考虑以下因素:

( 1) 初投资、运行费用, 不同冷热源方案的初投资和运行费用有较大差别, 在选择方案时应进行仔细的分析比较。( 2) 能耗, 空调系统能耗在建筑能耗中占有很大的比例, 虽然在运行费用中已包含能源消耗的费用, 但是各种能源的价格并不完全反映能源消耗的多寡。节能是我国的基本国策, 因此, 在选择冷热源方案时, 还应注意减少系 统的能量消耗。( 3) 环保影响, 为了解决环境污染问题, 保护环境也已成为我国的一项基本国策。因而, 将对环境的影响作为空调冷热源的一项决策依据是很有必要的。( 4) 运行的可靠性、安全性、操作维护的方便程度、使用寿命。( 5) 机房面积、燃煤锅炉房要求的储煤、渣面积、贮油条件等。

综上所述, 将空调冷热源方案的影响因素归纳为经济性因素、使用特性、对建筑的影响、社会效益等四个方面。其中, 经济性因素以总费用年值表示, 使用特性包括冷热源设备的可靠性、安全性、维护管理的方便程度等三个方面, 对建筑的影响以冷热源设备所需机房面积表示, 社会效益包括冷热源设备的能耗及其对环境的影响两个方面。由于 CO2 气体产生的温室效应, 为解决全球温暖化问题, 国际社会已对发达国家的 CO2 排放有了限制, 发展中国家目前虽无此义务, 但不久也会被限制排放量[ 3] 。因此方案优中应考虑 CO2 排放量。为此, 在计算各方案对环境的影响时, 除了将国家严格限制排放的 CO、NO、 2 和烟尘等对环境的影响综合成一个综合污SO染指数外, 亦 将 CO2 排放 量单独作为一项予以考虑。因此, 总费用年值、冷热源设备的可靠性、安全性、维护管理的方便程度、机房面积、能耗、 2 排CO放量和 CO、 SO2 、NO、 烟尘的综合污染指数等八个因素, 构成了空调冷热源方案的评价目标集。显然, 总费用年值、能耗、 2 排放量、CO综合指数等四个因素是定量目标, 其余四项是定性目标。

3 空调冷热源可行的组合方案