民用建筑供暖通风与空气调节设计规范​(空气调节冷热源设计要求 )

发布者:中建南方时间:2017-07-12

民用建筑供暖通风与空气调节设计规范(空气调节冷热源设计要求 )

8.1一般规定 

8.1.1 空气调节冷热源应根据建筑物空气调节规模、用途、建设地点的能源条件、结构、价格,以及国家节能减排和环保政策的相关规定等,按下列要求通过综合论证确定: 

1 有可供利用的废热或工厂余热的区域,热源应优先采用废热或工厂余热。当废热或工厂余热的温度较高、经技术经济论证合理时,冷源宜采用吸收式冷水机组; 

2 在经济技术合理的情况下,冷、热源宜优先利用浅层地能、太阳能、风能等可再生能源。当采用可再生能源受到气候等原因的限制无法时刻保证时,应设置辅助冷、热源; 

 3 不具备上述1、2条的条件,但有城市或区域热网的地区,集中式空气调节系统的供热热源宜优先采用城市或区域热网,但符合8.1.4条的情况除外; 

4 不具备上述1、2条的条件,但城市电网夏季供电充足、且全年供冷运行时间达到3个月(供冷运行季节时间,非累积小时)以上的地区,空气调节系统的冷源宜采用电动压缩式冷水机组; 

5 不具备上述条件,但城市燃气供应充足的地区,宜采用燃气锅炉、燃气热水机供热或燃气吸收式冷(温)水机组供冷、供热; 

6 不具备上述条件的地区,可采用燃煤锅炉、燃油锅炉供热,蒸汽吸收式冷水机组或燃油吸收式冷(温)水机组供冷、供热; 

7 具有上述多种能源的地区,可采用复合式能源供冷、供热; 

8 室外空气夏季设计状态点的露点温度低于14℃的气候地区,应优先采用间接蒸发冷却系统来提供空调系统的冷源;但水资源严重短缺、或当地政府明文规定不允许采用生活给水用于空调系统时,不应采用蒸发冷却系统; 

9 天然气供应充足的地区,当建筑的电力负荷、热负荷和冷负荷能较好匹配,能充分发挥热、电、冷联产系统的能源综合利用效率并经济技术比较合理时,应优先采用分布式热电冷联供技术; 

10 全年进行空气调节,且各房间或区域负荷特性相差较大,需要长时间向建筑物同时供热和供冷并技术经济比较合理时,宜采用水环热泵空气调节系统供冷、供热; 

11 在执行分时电价、峰谷电价差较大的地区,经技术经济分析,采用低谷电价能够明显起到对电网“削峰填谷”和节省运行费用时,可采用蓄冷系统供冷。 

【条文说明】8.1.1本条文列出了空气调节系统设计时,冷、热源形式选择的基本原则。冷热源包括冷热水机组、建筑物内的锅炉和换热设备。建筑能耗占我国能源总消费的比例已达 27.6%,在建筑能耗中,暖通空调系统和生活热水系统耗能比例接近 60%。公共建筑中,冷热源的能耗占空调系统能耗 40%以上。当前各种机组、设备类型繁多,电制冷机组、溴化锂吸收式机组及蓄冷蓄热设备等各具特色,地源热泵、水源热泵、蒸发冷却等利用可再生能源或天然冷源的技术应用广泛。由于使用这些机组和设备时会受到能源、环境、工程状况使用时间及要求等多种因素的影响和制约,因此应客观全面地对冷热源方案进行经济技术分析比较,以可持续发展的思路确定合理的冷热源方案。 

 1 热源应优先采用废热或工厂余热,可变废为宝,节约资源和能耗。当废热或工厂余热的温 度较高、经技术经济论证合理时,冷源宜采用吸收式冷水机组,可以利用热源制冷。 

2 面对全球气候变化,节能减排和发展低碳经济成为各国共识。我国“十一五”规划要求单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低 20%左右,温家宝总理出席于 2009 年 12 月在丹麦哥本哈根举行的《联合国气候变化框架公约》,提出 2020 年中国单位国内生产总值二氧化碳排放比 2005年下降 40%~45%。随着《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国节约能源法》、《民用建筑节能条例》、《可再生能源中长期发展规划》等一系列法规的出台,政府一方面利用大量补贴、税收优惠政策来刺激清洁能源产业发展;另一方面也通过法规,帮助能源公司购买、使用可再生能源。因此水(地)源热泵、太阳能热水器等市场发展迅猛,应用广泛。 

3 发展城市热源是我国城市供热的基本政策,北方城市发展较快,较为普遍,夏热冬冷地区少部分城市也在规划中,有的已在实施,具有城市或区域热源时应优先采用。 

4 由于电动压缩式冷水机组具有能效高、技术成熟、系统简单和灵活、占地面积小等特点,因此在城市电网夏季供电充足的区域,冷源宜采用电动压缩式冷水机组。 

5 当具有电、城市供热、天然气,城市煤气等能源中两种以上能源时,可采用几种能源合理搭配作为空调冷热源。如“电+气”、“电+蒸汽”等,实际上很多工程都通过技术经济比较后采用了这种复合能源方式,投资和运行费用都降低,取得了较好的经济效益。城市的能源结构若是几种共存,空调也可适应城市的多元化能源结构,用能源的峰谷季节差价进行设备选型,提高能源的一次能效,使用户得到实惠。 

6 在高温干燥地区,可通过蒸发冷却方式直接提供用于空调系统的冷水,减少了人工制冷的能耗。在符合条件的地区,应优先推广采用。 

7 从节能角度来说,能源应充分考虑梯级利用,例如采用热、电、冷联产的方式。《中华人民共和国节约能源法》明确提出:“推广热电联产,集中供热,提高热电机组的利用率,发展热能梯级利用技术,热、电、冷联产技术和热、电、煤气三联供技术,提高热能综合利用率”。大型热电冷联产是利用热电系统发展供热、供电和供冷为一体的能源综合利用系统。冬季用热电厂的热源供热,夏季采用溴化锂吸收式制冷机供冷,使热电厂冬夏负荷平衡,高效经济运行。 

8 用水环路将小型的水/空气热泵机组并联在一起,构成一个以回收建筑物内部余热为主要特点的热泵供热、供冷的空调系统。需要长时间向建筑物同时供热和供冷时,可节省能源和减少向环境排热。水环热泵系统具有:(1)实现建筑物内部冷、热转移,(2)可独立计量,(3)运行调节比较方便等优点,在需要长时间向建筑物同时供热和供冷时,它能够减少建筑外提供的供热量而节能。水环热泵系统可以节省集中机房面积,但由于水环热泵系统的初投资等方面相对较大,且因为分散设置后每个压缩机的安装容量较小,使得 COP值相对较低,从而导致整个建筑空调系统的电气安装容量相对较大,因此,在设计选用时,需要进行较细的分析。从能耗上看,只有当冬季建筑物内存在明显可观的冷负荷时,才具有较好的节能效果。 

9 蓄冷系统的合理使用,能够明显的提高城市或区域电网的供电效率,优化供电系统。同时,在分时电价较为合理的地区,也能为用户带来全年运行电费节省的效益。为充分利用现有电力资源,鼓励夜间使用低谷电,国家和各地区电力部门制订了峰谷电价差政策。蓄冷空调系统对转移电力高峰,平衡电网负荷,有较大的作用。 

8.1.2 除符合下列情况之一外,不得采用电能直接作为空气调节系统的主要供热热源和空气加湿的热源:  

1 电力充足、供电政策支持和电价优惠地区的建筑; 2 以供冷为主,采暖负荷非常小、且无法利用热泵或其它方式提供热源的建筑; 3 无集中供热与燃气源,采用煤、油等燃料受到环保或消防严格限制的建筑; 4 冬季电力供应充足、夜间可利用低谷电能进行蓄热、且电锅炉不在用电高峰和平段时间启用的建筑; 5 利用可再生能源发电、且其发电量能够满足直接电热用量需求的建筑; 6 符合 8.1.4 条规定的建筑中,内、外区合一的变风量系统中需要对局部外区进行加热的空气调节系统;或者尽管设置有集中热源,但建筑的某个局部区域或房间采用集中热源会导致系统复杂、经济技术效益明显降低时; 

7 冬季无加湿用蒸汽源、且冬季室内相对湿度的要求较高时。 

【条文说明】8.1.2强制条文。主要供热热源指占热源总容量 70%以上。常见的采用直接电能供热的情况有:电热锅炉、电热水器、电热空气加热器、电极(电热)式加湿器等。这些设备的一个主要特点是:直接消耗高品位的电能。合理利用能源、提高能源利用率、节约能源是我国的基本国策。用高品位的电能直接用于转换为低品位的热能进行采暖或空调,整体的热效率低,运行费用高,是不合适的。国家有关强制性标准中早有“不得采用直接电加热的空调设备或系统”的规定。考虑到国内各地区的具体情况,在只有符合本条所指的特殊情况时方可采用。 

在冬季无加湿用蒸汽源、且冬季室内相对湿度的要求较高且对加湿器的热惰性有工艺要求(例如有较高恒温恒湿要求的工艺性房间),或对空调加湿有一定的卫生要求(例如无菌病房等),不采用蒸汽无法实现湿度的精度要求或卫生要求时,才允许采用电极(或电热)式蒸汽加湿器。而对于一般的舒适型空调来说,不应采用电能作为空气加湿的能源。 当集中供热的建筑的个别局部区域短时需要加热时,(例如:南方地区采用内、外区合一的变风量系统,需要对局部外区进行加热;建筑屋顶的局部水箱间有防冻需求等),如果为此单独设置空调热水系统可能难度较大或者条件受到限制或者投入较高。因此作了适当的放宽。 

当房间因为工艺要求(例如高精度的珍品库房等)的相对湿度精度比较高时,通常宜设置末端再热。为了提高调节的可靠性和可调性(同时这些房间可能也不允许末端带水),需要适当的采用电热为再热的能源。 

8.1.3 公共建筑群中,需要设置集中空调系统的建筑,其容积率达到2.0以上时,具备下列条件并经过技术经济比较合理时,可采用区域供冷系统: 1 用户空调负荷及其特性明确; 2 该区域的空调建筑全年供冷时间长、且需求一致; 3 具备规划建设区域供冷站及管网的条件。 

【条文说明】8.1.3公共建筑群区域集中供冷系统的应用条件。 

1 通常,设备的容量越大,运行能效也越高,当系统较大时,“系统能源综合利用率”比较好。但是系统较大时,同样也可能导致“输送能耗”增加。因此采用区域供冷时,需要协调好两者的关系。从定性来看,当需要集中空调的建筑密度比较高时,后者的缺点在一定程度上得到了缓解,而前者的优点体现了出来。因此,采用该区域的冷“负荷密度(W/m2)”来评价是比较合理的,但是,从目前的设计过程来看,是否采用区域供冷系统,通常都是在最初的方案论证阶段就需要决定的事。在方案阶段,区域的“负荷密度”还很难得到详细的数据,这时一般根据采用以前的一些经验指标来估算。从目前公共建筑的经验指标来看,当需要集中空调的容积率达到2.0以上时,其区域的“负荷密度”与容积率为5~6的采用集中空调的单栋建筑是相当的。 

2 实践表明:区域供冷的能效是否合理,在很大程度上还取决于该区域的建筑是否都能够接受区域供冷的方式。如果区域供冷系统建造完成后实际用户不多,那么很难发挥其优势,反而会体现出能耗较大等不足。因此在此提出了相关的用户要求。 

3 当区域内的建筑全年有较长的供冷季节性需求,且各建筑的需求比较一致时,采用区域供冷能够提高设备和系统的使用率。 

4 区域供冷(供热)系统应在规划设计阶段完成,因此,规划中需要具备规划建设区域供冷站及管网的条件。 

8.1.4 符合下列情况之一时,宜采用分散设置的直接膨胀式风冷、水冷式或蒸发冷却式空气调节系统: 1 采用集中供冷,供热系统不经济的建筑; 2 需设空气调节的房间布置过于分散的建筑; 3 设有集中供冷、供热系统的建筑中,使用时间和要求不同的少数房间; 4 需增设空气调节,而机房和管道难以设置的既有建筑;5 居住建筑。 

【条文说明】8.1.4 分散设置的空气调节系统,虽然设备安装容量下的能效比低于集中设置的冷(热)水机组或供热、换热设备,但其使用灵活多变,可适应多种用途、小范围的用户需求。同时,由于它具有容易实现分户计量的优点,对行为节能能够起到好的促进作用。 

8.1.5 冷水(热泵)机组台数及单机制冷量(制热量)选择,应满足空气调节负荷变化规律及部分负荷运行的调节要求。一般不宜少于两台;当小型工程仅设一台时,应选调节性能优良的机型。冷水(热泵)机组的单台容量及台数的选择,应能适应空气调节负荷全年变化规律,满足季节及部分负荷要求。 

【条文说明】8.1.5 在大中型公共建筑中,或者对于全年供冷负荷需求变化幅度较大的建筑,冷水(热泵)机组的台数和容量的选择,应根据冷(热)负荷大小及变化规律而定,单台机组制冷量的大小应合理搭配,当单机容量调节下限的制冷量大于建筑物的最小负荷时,可选1台适合最小负荷的冷水机组,在最小负荷时开启小型制冷系统满足使用要求,这已在许多工程中取得很好的节能效果。如果每台机组的装机容量相同,也可以采用一台变频调速机组的方式。对于空调设计冷负荷大于528kW以上的公共建筑(一般为3000~6000m2),机组设置不宜少于2台,除可提高安全可靠性外,也可达到经济运行的目的。当特殊原因仅能设置1台时,应采用可靠性高,部分负荷能效高的机组。 

8.1.6 选择电动压缩式机组时,其制冷剂必须符合国家现行有关环保的规定, 应选用环境友好的制冷剂。 

【条文说明】8.1.6 强制条文。大气臭氧层消耗和全球气候变暖是与空调制冷行业相关的二项重大环保问题。单独强调制冷剂的消耗臭氧层潜能值(ODP)或全球变暖潜能值(GWP)都是不全面与科学的。国标《制冷剂 编号方法和安全性分类》(GB/T 7778-2008)定义的环境友好的制冷剂,在综合考虑制冷剂的消耗臭氧层潜能值(ODP)、全球变暖潜能值(GWP)、制冷剂的年泄漏率、设备寿命等特性的基础上,引用美国绿色建筑协会的 LEED-NC标准 2.2版中的评价标准。国家环保总局于 2007年 6月 5日发布的《消耗臭氧层物质(ODS)替代品推荐目录(修定)》规定目前常用的制冷剂 HCFC22、 HCFC123 、HFC134a 、HFC407c 、HFC410a 等都是消耗臭氧层物质(ODS)替代品,但是 HCFC到 2040年将停止在新设备中使用。旧设备仍可使用回收的 HCFC。 HFCs 因其具有较高的 GWP 值被《京都议定书》明确列入应实施减排的温室气体目录。就长远的发展趋势而言,HFCs在未来的消费淘汰也是不可避免的,唯一尚不能确定的是这一替代进程的时间进度。 

8.1.7 选择冷水机组时,应考虑机组水侧污垢的影响,采用合理的污垢系数对供冷(热)量进行修正。 

【条文说明】8.1.7 水机组的冷量修正。由于实际工程中的水质与机组标准工况所规定的水质可能存在区别,而结垢对机组性能的影响很大。因此,当实际使用的水质与标准工况下所规定的水质条件不一致时,应进行修正。一般来说,机组运行保养较好时(例如采用在线清洁等方式),水质条件较好,修正系数可以忽略;当设计时预计到机组的运行保养有可能出现不及时等不利因素时,宜对污垢系数进行适当的修正。 

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