建筑空调系统冷热源的选择分析

余腾荔

摘要：由于科技的不断进步，人们的生活水平的大幅度提高，建筑的施工建设也逐步的迎合时代的发展需要。建筑中的空调系统就明显的体现出了我国建筑事业的现代化趋势。关于建筑空调系统冷热源的原理、选择以及系统的方案设计都需要具体的分析研究，并且通过实际中的应用情况，得出具体的结论。

关键词：建筑；空调系统；冷热源

近年来，在新兴的城市建筑中能耗低、智能化操作的集中空调系统备受青睐。随着经济的发展，长江流域及南方地区对冷暖的要求日益增多，而供冷的覆盖地域也早已扩展至东北等高寒地带。而我国空调制冷工业给广大使用者提供了广泛而多样化的产品选择机会。具体到空调冷热源系统，各种形式的电制冷机组、热泵机组、蓄冷设备等，品种繁多，各有特色。

一、空调冷热源的作用

建筑是人们生活和工作离不开的必要设施，与我们的生活息息相关。人们利用建筑进行居住、娱乐、办公等社交活动，也对人起到了一定的保护作用。空调是用来调节室内温度、改善生活状态的新型工艺，空调的出现与运用，给人们的生活带来了很多舒适与便利。建筑与空调的结合，使人们在生活与工作的同时，能够随时调节室内的气温，提高人们的生活质量以及工作效率。空调主要是利用冷热源的相互交替達到温度的调节功能。空调使用温度的结节性强，冬季所需要的热源是通过锅炉、城市热网等供热系统进行补给；夏季所需的冷源是通过吸收周围环境中的热量从而转化为冷源的物理过程，物理过程的发生需要空调内部自带的制冷系统进行运作，从而消耗大量的能源。

二、冷热源形式特点分析

根据上文所提到的冷源、热源的不同运作形式，我们将其总结为三点进行简单的分析与概括：

1、从技术的角度分析。冷源的制冷需要消耗大量的能源，考虑到这一点我们发现，电冷水机组在技术上比溴化锂吸收热量的制冷方式更具有优越性，方便后期的操作与养护；热源采用的是燃气锅炉为主要的热源供给，这种技术的运用也比较成熟。

2、从环境的角度分析。 考虑到空调在提供冷源与热源的同时对环境造成的影响，我们选择采用环保型的制冷剂，减少对环境的破坏。所以，我们采用的是技术成熟的电制冷机组，这种制冷剂相对于传统的溴化锂制冷来说，更加安全，稳定，减少溴化锂对人体和环境带来的伤害；我们采用水源热泵利用抽送地下水的方式进行热源供给，对地下水造成了污染。

3、从实用性的方面分析。不同类型的空调内部的冷热源供给采用的方式不同。我们要结合实际的使用条件，从实际出发，根据环境的类型以及受用人群类型来选择适合的空调。要考虑到能源供给对电力和大气造成的影响，以及热源供给的热泵类型是否符合使用条件，有充足的水源或者采用地源热泵对场地的埋线布置等等因素。

三、空调系统冷热源选择研究的意义

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。空调系统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。因此，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。冷热源方案的选择是空调系统设计过程中的一个重要决策环节。出于冷热源形式的不同，空调系统的投资、运行费和能耗差别很大，设计人员仅凭借工程经验，对空调冷热源做出可靠的优劣分析和判断是比较困难的。所以，迫切需要一种简单实用的决策方法为设计者提供依据。

四、空调系统冷热源技术发展现状

当前空调冷热源技术呈现出日趋多元化的趋势，能源利用途径、品种数量和利用效率都大大提高，但各种冷热源设备的能源转换差别很大，能源品种主要还是集中在常规能源方面。当前的冷热源研究呈现出以下几个特点：①分别向大型化和小型化两个极端发展；②热源品位趋低；③能源利用率提高；④高环保性。

当前空调冷热源技术主要包括以下几种：

1、新能源开发和利用。目前，世界上空调冷热源的新能源应用研究主要集中在太阳能、地热能、天然气、燃料电池、核能、水电等方面。相对于煤炭、石油等化石能源来说，天然气还处于刚刚被开发利用的阶段，今后有很好的发展前景，天然气的燃烧效率比煤炭和石油都高，热值大，因此其CO2和NOx等污染物排放标准比煤炭和石油要低得多，是一种相对很清洁的能源。目前以天然气为燃料的锅炉和制冷机组早已投入使用并产生了良好的经济效益。

2、冷热电联产。冷热电联产是一种建立在能源梯级利用概念基础上，把制冷、供热、发电等设备构成一体化的联产能源转换系统，其目的是为了提高能源利用率，减少需求侧能耗，减少碳、氮、硫氧化合物等有害气体的排放。与传统的能源转换技术相比，其最大的特点是能源利用率高达90%以上，对环境的影响很小。CCHP机组形式灵活，特别适应于地广人稀、能源短缺和特殊场合的应用。

3、热泵技术。热泵就是靠高位能拖动，迫使热能从低温位热源流向高温位热源的位置，它既可用于供热也可用于制冷。热泵制冷的原理就是逆卡诺循环，其系统组成和功能也与普通的制冷机组相同，因此通过一个四通阀的调节就可实现同一套热泵机组冬夏季供暖/空调的转换。由于它可以将不能直接利用的低品位热能转换为可利用的高位能，而驱动整个热泵系统运行所消耗的功占其总供量的1/3甚至更低，从而达到节约高位能的目的，广泛应用于暖通空调、热回收等领域。

4、蓄冷空调。蓄冷空调利用夜间电力富余时候制冰和低温水蓄冷，在用电高峰期融冰和取用低温水制冷，不但避开了用电高峰期可能引起的运行事故，还可以提高电能的利用率，避免重复建设，节省运行费用。蓄冷空调系统的技术路线有两条：全负荷蓄冷和部分负荷蓄冷。全负荷蓄冷的策略是将用电高峰期的冷负荷全部转移至电力低谷期，全天冷负荷均由蓄冷冷量供给，用电高峰期不开制冷机。全负荷蓄冷系统所需的蓄冷介质的体积很大，机房建筑和设施占地面积也很大，设备投资高，一般用在一些特殊的场合如体育场、剧场等需要在瞬间放出大量冷量和供冷负荷变化相当大的地方。部分负荷蓄冷就是只蓄存全天所需冷量的一部分，用电高峰期间由制冷机组和蓄冷装置联合供冷，这种方法制冷机组和蓄冷装置的容量小，技术经济合理，这是目前最实用、应用最多的一种方法。

五、空调系统冷热源选择研究的方法

目前，国内外有许多人进行空调冷热源方案选择的研究，有从事几个方案技术经济评价的； 也有用价值功能分析法、灰色物元分析法、模糊数学分析法等方法进行研究的，这些方法应用在研究空调冷热源方案选择时，有许多局限性。

六、结语

在本文中，对建筑空调系统冷热源的原理、种类进行了详细的分析与探讨，了解到空调的使用对建筑、环境以及人们生活的重要影响。根据以上的介绍，体现出了不同类型的空调的工作性质和实际应用中的利弊关系。我们所追求的是在既能保证空调正常运作给人们生活工作带来便利的同时，又能够做到节能减排，减少对资源的消耗和对环境的破坏。随着科技的飞速发展，通过对空调技术不断的创新，优化空调的运行方式，节约运行成本，最终实现建筑空调系统冷热源利用率的最大化、技术的现代化、产品的智能化，确立以可持续发展为前提的产业进步。

参考文献：

[1]常青，余延顺.基于层次分析法的建筑空调冷热源系统决策评价[J].制冷与空调，2012（5）

[2]马洪.空调系统冷热源优选方案选择的初步探讨[J].中国新技术新产品，2015（10）