天津方标世纪规划建筑设计有限公司 天津 300220
摘要：随着我国城市的发展，高层建筑的集中涌现，能源紧张的状况越趋严重，高层建筑的空调系统应充分考虑节能因素，选用合适的空调系统，其中制冷机和热源的投资运行占有很大的投资费用，从提高经济效益和控制能源消耗角度分析空调系统的技术特点，进行科学合理的抉择是十分必要的。
关键词：空调系统；冷热源；高层建筑
高层建筑的中央空调系统造价低，性能好，设备维护简单，故障率低等优势，在商用空调中受到一致的青睐。中央空调的设计和施工鱼目混杂、相应法制制度不健全，使行业内竞争趋于价格化，很少从实际出发，考虑空调冷热源系统的优秀方案，使目前的大多数空调工程冷热源系统选择不尽合理完善，使部分区域行业内部混乱，节能没有落到实处。影响空调冷热源系统选择的因素很多，不同方式都有一定的局限性，建立一个客观合理的评价体系，对降低空调系统的能源消耗，规范行业的科学操作有着重要的意义。
一、冷热源确定方案原则的探讨
空调冷热源的方案设计是将事物的共性和特性相融合的过程，具体设计中在特定的背景条件下，将各备选方案进行差别比较，选出合适的实施方案，而在比较中的依据和参照是决定方案设计决策的主要原因，通常情况下，我们考虑以下几个要点：①初期投资费用和运行费用。不同方案的冷热源设计费用有很大的差别，应慎重比较分析。②能源消耗，空调系统的能耗是建筑物能源消耗的重点，节能环保是我国实施各项工程的首选考虑要素，因此，在决定冷热源方案时，一定要考虑系统的能源消耗。③环境影响，同上一条，环境保护是我国的基本国策，一定要注意解决环境的污染问题。④方案执行时的可靠性、安全性，系统维护的简易程度和使用期限。⑤机房所占面积，使用燃煤锅炉的煤渣储存条件和储油条件。根据上述分析，可以将影响空调冷热源方案的因素分为四个方面：经济性、使用性、建筑的影响和社会效益。同时，由于CO2气体排放产生的温室效益，发达国家对CO2的排放都有相应的规定，因此，方案的选择中应有所考虑。这样，总费用年值、能耗、CO2排放量、综合污染指数、冷热源设备的安全性、可靠性、设备的维护管理、机房面积这八项因素就组成了空调冷热源方案的评价体系，其中，前四项是定量因素，后四项是定性因素。
二、冷热源的形式和特点及案例分析
冷热源的常见组合方式有5种：①水冷螺杆式电制冷机组+锅炉房配套；②水冷螺杆式电制冷机组+城市热网配套；③蒸汽溴化锂吸收式制冷机+锅炉房配套；④热泵式机组；⑤直燃型溴化锂吸收式冷热水机组。其中，④和⑤的冷热源方式是制冷和供热使用同一套设备，一机两用。从技术层面上分析，冷源的选择上，电冷水机组比起其它几种制冷机有明显的优势，技术手段更成熟，空调的调试和运行维护也更方便、简单；热源的选择上，燃气锅炉是首选的供热形式，其技术应用也比其它供热方式更稳定。从环境保护的角度分析各系统自有不同的差异，电制冷机组适用于环保型的制冷剂，消除对空气富氧层的不良影响；溴化锂吸收式制冷机使用溴化锂为制冷介质，本身是无毒、无臭、没有任何危险的，但是为了防止溴化锂对金属材料的侵蚀，通常加有络酸盐防腐剂，络酸盐是有毒和有害的产品，容易对周围环境产生污染，应研发出更好的缓蚀剂；此外，土壤源热泵如果长年使用会造成冷热堆积，影响到周围的生态环境；水源热泵如果使用地下水，也会对地下水和地质结构造成影响，不小心会污染地下水，甚至导致地基下陷的现象。从空调系统的适用性分析，不同的冷热源设备必须满足一定的条件，如：水源热泵必须具备水资源条件，地源热泵需要有地热资源和埋管设置的场地；在电力资源紧张并有余热的地区，溴化锂吸收式机组就是空调冷源的最佳选择。实际工作中，应从适用性角度作为首先考虑的原则选择空调冷热源。
案例分析：某办公大楼主体为地上八层，地下一层，总建筑面积约为38549m2，其中，大楼35216m2，地上29560m2，地下6732m2，附属楼4528m2，大楼设计高度为33.5m，层高为3.9m属于二类高层建筑，主要用于综合行政办公场所，地上部分主要是办公使用，三楼设有一个可容下360人的大会议室，一楼有公司档案室。初步测算出，该幢大楼的空调使用面积约为26380m2，冬季热负荷约为2500KW，夏季冷负荷需要36000KW。
在经过综合比较，确保项目投资到位，考虑到能源利用的安全性、环保节能性，以及安装维护的简易性等因素考虑，选择电动式制冷机组与锅炉房配套的中央空调系统较合适，尽量不使用供应不稳定，价格高，系统复杂的方案。主楼的空调室外机可设置在屋顶的南区和北区。表1和表2是针对项目工程的投资对比和运行费用对比。
三、绿色建筑中地源热泵系统的应用和优势
绿色建筑是指人们在设计、建造、使用建筑物时考虑到环境保护的原则，体现可持续发展的理念，使用高科技技术、环保技术、能源技术，在满足人们各项使用功能的同时，实现与生态环境的协调统一。地源热泵系统是将环境中的热能收集后输送给建筑物，把建筑物中的热能扩散到环境中实现对建筑物温度的调控，同样，夏季储存富余的热能在地层中，冬季将冷能存储下以备夏天用，使用地层的特性达到建筑物与环境之间的能量转移。地源热泵系统将传统空调的冷凝器或蒸发器连接至地层里，使空调能够与岩土层或地下水实现热交换，或者使用中间介质帮助做载体，通过循环流动实现对建筑物的供暖、制冷作用，是一种新型、环保的能源利用技术，被称为21世纪最有效的空调技术。
地源热泵利用地球表面浅层的地热资源作为建筑物的冷热源实现能量转换，将地能作为可再生能源得到了有效的利用，地能的温度恒定的特性使得空调机组运行更加稳定可靠，费用降低，效率得到提高，实现了系统的高效和经济性。地源热泵的污染物排放量大为减少，比起其他空调系统有明显的优势，同时改善了其他空调方式的CO2排放，其舒适性得到保证，维护费用低，能实现自动控制，一机多用，应用范围广，使用寿命长，是具有发展前途的绿色能源空调技术。
结语：
高层建筑空调系统的冷热源分析是一项综合性的工作，考虑的因素很多，不同的评价方法都有一定的优势，应本着环保、节能、经济的原则，科学的选择，整体的分析，真正实现节约能源、降低成本和保护环境。
参考文献：
[1]许雷，范存养，龙惟定.上海高层建筑空调冷热源装置与能耗调查[J].制冷技术，1998（01）：4-9
[2]田志叶.建筑空调系统冷热源选择的探讨[J].林产工业，2014（04）：56-57
论文作者:张艳
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/4/5
标签：热源论文; 空调论文; 空调系统论文; 溴化锂论文; 建筑物论文; 机组论文; 方案论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;