201611公共建筑空调方案设计阶段冷热源方式选择分析51页

三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用 分析
目前在空调系统中应用的是蒸汽压缩式热泵装置，既能在夏季制冷又能在冬季制热，是一 种冷热源两用的设备。蒸汽压缩式热泵装置与蒸汽压缩式制冷装置的工作原理相同，只是其 运行工况参数和作用不一样。 热泵式冷热水机组分为空气源热泵机组、水源热泵机组、土壤 源热泵机组三大类。
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用 分析
蒸汽型单效溴化锂冷水机组
溴化锂吸收式冷水机组根据热能来源
不同可分为热水型、蒸汽型、直燃型，
又可分为单效和双效两种主要类型，空 调用吸收式溴化锂冷水机组大多为双效
蒸汽型双效溴化锂冷水机组
型。
直燃机从利用的能源可分为燃油型、
燃气型和油、气两用型；从功能上可分
为三用型（具备制冷、采暖、卫生热水
的有关规范、标准中的规定。
六大原则、节能为本
目录
前言
一、空调方案设计阶段冷热源方式选择的程序
二、空调方案设计阶段冷热源方式选择的一般原则
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用分析
1、常用空调冷源性能、优缺点及选用分析
（1）电动压缩式冷水机
（2）溴化锂吸收式冷水机组
其工作原理是利用热能 作为动力、水为制冷剂、 溴化锂溶液为吸收剂的 一种制冷方法，它是靠 水在低压下不断汽化产 生的制冷效应来制备 7℃冷冻水作为空调冷 源。其与电动蒸汽压缩 式冷水机组的根本区别 在于将低压蒸汽变成高 压蒸汽所采用的方式不 同，压缩式制冷机组是 通过压缩机来完成的， 而吸收式是通过发生器、 节流阀、吸收器和溶液 交换器来实现的，
2、常用空调热源性能、优缺点及选用分析
（1）锅炉
（2）热泵机组
（3）直燃型溴化锂吸收冷热水 （4）城市热网
四、常用空调冷热源组合方案及其评价指标
五、西城区兵马司胡同项目空调冷热源方式选择的分析
结语
主要参考文献
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用 分析
1、常用空调冷源性能、优缺点及选用分析：
（1）电动压缩式冷水机组：以电能为动力，由电动机驱动的冷水机组，是空
（1）优先考虑采用天然冷热源（太阳能、天然冰、土壤、空
二、空调方案设计阶段冷热源方式选择的原则
燃气轮机
余热直燃机
冷热电三联供系统典型示意图
二、空调方案设计阶段冷热源方式选择的 原则
（3）回收与利用空调冷源制冷过程中的产生的冷凝废热，采用具 有热回收功能的冷水机组。
（4）应尽量选用能量利用效率高的冷热源设备与系统，满足如下 标准中相关条文规定：
直燃机较蒸汽、热水型的主要缺点是： ①耗油（气）量大 ②由于功能和用途增多致使初投资增大。
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用 分析
选用：
①溴化锂吸收式冷水机组应根据用户具备加热源种类和参数合理选择机型，在缺电 或电费昂贵的地区，如有蒸汽锅炉或城市供汽的场合，尤其有废汽可利用的场合， 热电厂可实现电、热、冷三联供的场合，选用蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组最 为有利。
Ⅰ空气源热泵：
空气源热泵机组（又称风冷热泵） 是一种利用环境空气夏季冷却冷凝器、 冬季为蒸发器供热的空调供冷、供热两 用设备，它的基本流程是由常规风冷制 冷机流程加上四通阀作为制冷剂流程转 换和控制实现冷凝器和蒸发器的互换， 工作原理如图所示，常用家用空调、 VRV都属于风冷热泵
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用 分析
其中水冷螺杆式冷水机组、水冷离心式 冷水机组、风冷式冷水机组在大中型公 共建筑中最为常见。
风冷热泵
具体选用何种类型机组可根据设计计 算的制冷系统总装机容量、厂家单机名 义工况制冷量、 冷水机组的名义工况
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用 分析
（2）溴化锂吸收式冷水机组：溴化锂吸收式冷水机组是空调中常用的 一种吸收式制冷设备，工作原理见下图示：
三种功能）、空调型（具备制冷和采暖
功能）和单冷型（只具备制冷功能）。
燃气型直燃机
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用
分析
其中热水型、蒸汽型溴化锂吸收式冷机 组与其他类型冷水机组相比优点如下：
①以热能为动力，无运动部件，耗电少， 在电力紧缺的地区或有余热可利用的 场合，使用更有意义。
②对热源要求不高。一般的低压蒸汽 （120KPa以上）或75℃以上的热水 均能满足要求。
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用 分析
Ⅱ水源热泵：
一种利用地球表面浅 水源（包括地下水、地 表水）的既可供热又可 制冷的高效节能空调系 统。水源热泵通过输入 少量的高品位能源（如 电能），实现低温低位 热能向高温位转移，工 作流程如图所示：
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用分析
水源热泵水源形式：
（1）锅炉
（2）热泵机组
（3）直燃型溴化锂吸收冷热水 （4）城市热网
四、常用空调冷热源组合方案及其评价指标
五、西城区兵马司胡同项目空调冷热源方式选择的分析
结语
主要参考文献
二、空调方案设计阶段冷热源方式选择的 原则
空调方案设计阶段冷热源方式选择过程中需遵循的一般原则 如下：
1、根据建筑规模、用途、冷热负荷、能源结构与政策综合论 证确定。
主要优点如下：
①空气是热泵取之不尽、随时 可以利用的天然冷热源。
②安装在室外，不占用机房面 积，节省土建投资。
③省去冷却塔、冷却水泵冷却 水系统，节省投资与建筑空 间，还可避免冷却塔军团菌 的危害与冷却水处理的麻烦。
④冷热两用，不需另设锅炉， 设备利用率高
⑤结构紧凑，整体性好，安装 方便，施工周期短。
③以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂， 因此它无臭、无味、无毒，对人体无 危害，对大气臭氧层无破坏作用，对 大气环境无破坏作用【ODP（臭氧层 耗减潜能）和GWP（全球变暖潜能） 均为0）】。
④整个装置处于真空状态下运行，无高 压爆炸危险，安全可靠。
溴化锂吸收式冷水机组与其他类型冷水机组相比主 要缺点有：
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用 分析
直燃型溴化锂吸收式冷水机组（直燃机）原理和结构与热水型、蒸汽型溴化锂吸收式 冷水机组大致相同，故它们与电制冷机组相比部分特点也相似，与热水/蒸汽型溴化 锂吸收式冷水机组相比，直燃型溴化锂吸收式冷水机组具有以下优点：
①自备热源，无需另建锅炉或依赖城市热网，节省占地及热源购置费用。 ②可采用燃油或燃气，其燃烧效率高，燃料消耗少，且对大气环境无污染，即使 在有严格环保限制地区也可采用。 ③热源稳定，制冷机出力容易保证，易实现自动化控制。 具有生产卫生热水的功能，可满足宾馆、高级写字楼或公寓等各类用户的要求。 ④结构紧凑，体积小。
①腐蚀性强，尤其对黑色金属有强烈的腐蚀性，在 空气的情况下更为严重，因此对机组密封性要求非常严 格。
②与压缩式冷水机组一次能源的消耗相比，一般来 说，它是不节能的。例如，制取11.6KW的冷量，电动制 冷标煤消耗量为1.142Kg;双效蒸汽溴化锂吸收式冷水机组 为2Kg,单效溴化锂吸收式冷水机组为4 Kg。
调系统中最为普遍采用的冷源之一，制冷原理如下图示：
电动压缩式冷水机组制冷系统由 压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组 成，用管道将其连成一个封闭的系统。
工质在蒸发器内与被冷却对象发生 热量交换，吸收被冷却对象的热量并 汽化，产生的低压蒸汽被压缩机吸入， 经压缩后以高压排出。压缩过程需要 消耗能量（电能）。压缩机排出的高 温高压气态工质在冷凝器被常温冷却 介质（水或空气）冷却，凝结成高压 液体。高压液体流经膨胀阀时节流， 变成低压、低温湿蒸汽，进入蒸发器， 其中的低压液体在蒸发器中再次汽化 制冷，如此周而复始。
②对于具有0.1MPa废蒸汽的场合，可选用蒸汽单效型溴化锂吸收式冷水机组。
③有温度高于140℃的热水场合，方可考虑选用热水双效型溴化锂吸收式冷水机组。
④凡是有85～140℃的废热水可作为吸收式冷水机组热源的场合，则可选用热水单 效机组。
⑤具有丰富的石油、天然气地区，适用于直燃机，天然气是直燃机 的最佳能源，在 无天然气的地区，直燃机可采用城市煤气或0号柴油。
③排热量大，通常比蒸汽压缩式制冷机大1倍以上， 因此冷却水消耗量大，冷却塔和冷却水系统容量较大。
④冷量衰减较电制冷机大，选择溴化锂吸收式冷水 机组时，应考虑冷量衰减问题。
⑤溴化锂价格较高，机组充灌量大，故初投资较高 。
⑥使用寿命较其他冷水机组短。 ⑦冷冻水出口温度应高于5℃，对于需要5℃以下冷 冻水的场合，选用溴化锂吸收式冷水机组是不适宜的， 因为此时不仅运行的热力系数低，而且容易出现结晶等 故障所以使用范围不如压缩式制冷，但对于民用建筑空 调来说，由于要求的空调冷水的温度通常为6～7℃，因 此还是比较容易满足要求的。 。
目录
前言
一、空调方案设计阶段冷热源方式选择的程序
二、空调方案设计阶段冷热源方式选择的一般原则
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用分析
1、常用空调冷源性能、优缺点及选用分析
（1）电动压缩式冷水机
（2）溴化锂吸收式冷水机组
（3）热泵式冷热水机组
（4）蓄冷式冷水机组
2、常用空调热源性能、优缺点及选用分析
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用 分析
（3）热泵机组：热泵，顾名思义，就像水泵能把低位水提升到高位一样可以 把热量从低温端提升到高温端，实现蒸发器与冷凝器之间功能转换、可以 实现夏季供冷冬季供热的机械设备，示意图如下：
热泵可以把不能直接利用的低位热源（如空气，土壤，水中所含的热能，太阳能，工 业废热等）转换为可利用的高位热能，从而达到节约部分高位能（如煤，燃气，油， 电等）的目的。热泵虽然消耗了一定的高位能，但它所供给的热量却是所消耗的高 位能和吸取的低位能之和，故采用热泵装置可以节约高位能。 热泵技术作为一种节 能技术，能够提供比驱动能源多的热能，在节约能源、环境保护方面有独特的优势， 因此在空调领域始终获得了较为广泛的应用，取得了一定的节能和环保效益。
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用 分析
选用：
空气源热泵，按《建筑气候区划标准》（GB50178-1993）的Ⅲ类夏热 冬冷地区（上海、浙江、湖南、湖北等长江以南地区）采用空气源热泵最 为适合，对于冬季热负荷较大的北方寒冷地区（北京、天津、河北等地） 采用空气源热泵冷热水机组，用机组夏季供冷，过渡季节供热，可以解决 在城市热网（或区域锅炉房）未投入供热运行期间向建筑物供热的问题， 冬季如需机组供热则不宜单独采用空气源热泵，需有辅助热源（热力、电 能），同时需注意机组防冻问题，对于室外空气温度低于-10℃的地区，不 宜采用。
1、地下水
深层地下水 浅层地下水
2、地表水 3、污水
河水 湖水 海水
工业污水 生活污水
《公共建筑节能设计标准》GB-50189-2015 《民用建筑供暖通风与空气条件设计规范》GB50736-2012
（5）公共建筑进行绿色星级评价，还需满足《绿色建筑评价标准》 GB/T50378-2014 有关节能方面的要求，严格贯彻标准中节能指标。 6、在空调冷热源设计中，还必须遵守国家对其安全、防火等方面
三、常用空调冷热源性能、优缺点及选用 分析
根据压缩机工作原理的不同和冷凝器
水冷离心机
冷却方式的不同，冷水机组有不同的分
类，目前建筑空调系统设计中普遍选用
的电动压缩式冷水机组有：水冷活塞/ 涡旋式冷水机组、水冷螺杆式冷水机组、 水冷螺杆机
水冷离心式冷水机组、风冷式活塞/涡
旋式冷水机组、风冷螺杆式冷水机组。
2、设计中应优先采用城市供热或区域供热。
3、具有热电条件商业和公共建筑群应积极创造条件实施热、 电、
冷联产系统，冷热电三联供系统典型示意图如下。
4、空调冷热源设计要遵守国家有关环保方面的规定和政策。 如
选择冷水机组应采用环保制冷剂，锅炉用的燃料应优先选用 天然气。
5、空调冷热源节能设计是始终要贯彻的原则，节能设计原则 如下：
主要缺点如下：
①机组噪音较大。 ②机组工作效率受室外环境温度的波动影响很大，且随 着室外空气温度度的降低尤其是冬季，热泵的工作效率 降低，机组的产热量也减少，但是建筑热负荷却增大， 故存在产热量与需热量之间的矛盾与平衡问题。 ③对冬季室外相对湿度较高且室外气温较低的地区，结 霜较为频繁，影响供暖效果。 ④需要根据平衡点温度确定机组容量和辅助加热容量， 避免机组选择过大或选择不当使初投资增加并导致运行 效率较低。 ⑤由于其比热容小以及室外侧蒸发器的传热温差小（蒸 发温度与空气进风温度差为10℃左右），故所需风量较 大，机组体积较大。