摘要：“光華路SOHO”與“波司登大酒店”在“節(jié)能、環(huán)保”方面是兩個(gè)典型的工程，這兩個(gè)工程在空調(diào)主系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面有著很大的差別，甚至可以用“傳統(tǒng)”與“前衛(wèi)”分別概括，主要區(qū)別如下：
　　1、 冷熱源選擇方面：前者為傳統(tǒng)的設(shè)置方式，冬天熱源為換熱站，夏天冷源為冷卻塔；后者為地源熱泵系統(tǒng)，冬夏季冷、熱源均為地埋管系統(tǒng)；
　　2、 末端設(shè)備選擇方面：前者為傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管，夏季供回水溫度為7－12℃，冬季供回水溫度為50－60℃；后者為大溫差風(fēng)盤(pán)，夏季供回水溫度為8－16℃，冬季供回水溫度為35－43℃；
　　3、 蓄能方面：前者無(wú)任何蓄能措施，夏季冷負(fù)荷由冷水主機(jī)、水泵等設(shè)備直接提供，冬季通過(guò)市政熱水、板換、水泵等設(shè)備直接提供，后者為利用地方的“峰谷電價(jià)差”來(lái)進(jìn)行蓄能，在電價(jià)低谷時(shí)利用熱泵主機(jī)進(jìn)行蓄能（蓄冷、蓄熱），在電價(jià)高峰時(shí)停止使用熱泵主機(jī)，利用已蓄好的冷、熱水經(jīng)過(guò)板換、水泵等直接提供能量給末端；
　　關(guān)鍵詞：地源熱泵，大溫差風(fēng)盤(pán)，蓄能，生活熱水
　　
　　一、前言
　　隨著不可再生能源的不斷被消耗，“節(jié)能、環(huán)保”這兩個(gè)詞越來(lái)越多的被人們所認(rèn)同、重視。它不僅僅被用在人們的日常生活，同樣也建筑施工中，現(xiàn)以施工過(guò)的“光華路SOHO”與“德州波司登國(guó)際大酒店”通風(fēng)空調(diào)工程為例，來(lái)分析“節(jié)能、環(huán)保”是如何在空調(diào)工程中實(shí)現(xiàn)的，希望該內(nèi)容也能為以后的設(shè)計(jì)、施工有一定的借鑒價(jià)值。
　　二、冷熱源選擇方面
　　1、冷熱源選擇的外部因素：
　　1.1、光華路SOHO位于繁華的北京東二環(huán)內(nèi)，地下市政管道“發(fā)達(dá)”，接市政熱力管道比較容易，同時(shí)，由于其位于繁華的東二環(huán)內(nèi)，寸土寸金，無(wú)大塊“閑置”土地提供地源熱泵的施工空間，綜上所述，該工程選擇較為“傳統(tǒng)”的冷熱源（冬季為市政熱水，夏季為冷卻塔）比較現(xiàn)實(shí)可行；
　　1.2、德州波司登國(guó)際大酒店是2010.9.16號(hào)召開(kāi)的“世界太陽(yáng)能大會(huì)”的主接待方，位于德州經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)，地下市政管線不太“發(fā)達(dá)”，連接市政管道比較困難，同時(shí)由于其周邊有大塊的“閑置”土地，為地源熱泵方案的選擇提供了可實(shí)施性；
　　2、“節(jié)能、環(huán)保”方面的對(duì)比：
　　2.1、光華路SOHO夏季制冷時(shí)冷卻水部分由冷卻水泵以及屋面設(shè)置的冷卻塔將樓內(nèi)的熱量帶走，從而達(dá)到冷機(jī)制冷的目的，冬天時(shí)，依靠市政的一次熱水，經(jīng)過(guò)板換，通過(guò)冷凍水泵直接向樓內(nèi)輸送熱水，以達(dá)到制熱的目的；
　　2.2、波司登國(guó)際大酒店冬夏季制冷制熱的冷熱源均為室外地埋井，共計(jì)704口井，井深120米，井間距4.5米，井內(nèi)為雙U頭并接的PE管，由于深層土壤的溫度基本恒定，樓內(nèi)的冷熱負(fù)荷均通過(guò)敷設(shè)在室外的地埋管與土壤直接換熱，直接提供樓內(nèi)的冷熱負(fù)荷；
　　2.3、地源熱泵系統(tǒng)與傳統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比優(yōu)點(diǎn)突出。由于地層深處溫度常年維持不變，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冬季的室外溫度，而又明顯低于夏季的室外溫度，因此地源熱泵克服了空氣源熱泵的技術(shù)障礙，且效率有很大的提高，此外大地蓄存冬季系統(tǒng)排放的冷量、夏季排放的熱量，在地源熱泵系統(tǒng)中起到蓄能器的作用，進(jìn)一步提高全年的能源利用效率。這種一機(jī)多用的系統(tǒng)還包括節(jié)省建筑空間、無(wú)需冷卻塔和室外風(fēng)冷部分、對(duì)建筑外觀影響小、運(yùn)行費(fèi)用低、投資回報(bào)快、全年運(yùn)行均衡用電負(fù)荷以及低噪音、占地面積少、無(wú)污染物排放、不抽取并破壞地下水、壽命長(zhǎng)等諸多的優(yōu)勢(shì)。
　　三、末端設(shè)備方面
　　1、末端設(shè)備的性能對(duì)比：
　　1.1、普通風(fēng)機(jī)盤(pán)管均為下進(jìn)上出的叉流式換熱方式，夏季供回水溫度為7－12℃，冬季供回水溫度為35－40℃；供回水溫差△T=5℃，進(jìn)風(fēng)側(cè)空氣溫度為27℃，出風(fēng)側(cè)空氣溫度為15℃，進(jìn)風(fēng)側(cè)與冷凍水進(jìn)口在同側(cè)，
　　
　　1.2、大溫差逆流風(fēng)盤(pán)為下進(jìn)下出逆流式換熱方式，夏季供回水溫度為8－16℃，冬季供回水溫度為35－43℃；供回水溫差△T=8℃，進(jìn)風(fēng)側(cè)空氣溫度為27℃，出風(fēng)側(cè)空氣溫度為15℃，進(jìn)風(fēng)側(cè)與冷凍水進(jìn)口在異側(cè)，
　　
　　
　　
　　由冷熱水輸送能效比公式ER=0.002342H/（△T×η）得，且不大于表5.3.27中規(guī)定的數(shù)值，
　　ER=0.002342H/（△T×η）（5.3.27）
　　式中H--------水泵的揚(yáng)程（m）
　　△ T------供回水溫差（℃）
　　η--------水泵在工作點(diǎn)的效率（％）
　　表5.3.27空氣調(diào)節(jié)冷熱水系統(tǒng)的最大輸送能效比ER
　　管道類(lèi)型 兩管制熱水管道 四管制熱水管道 空調(diào)冷水管道
　　 嚴(yán)寒地區(qū) 嚴(yán)寒地區(qū)/夏熱冬冷地區(qū) 夏熱冬暖地區(qū)  
　　ER 0.00577 0.00433 0.00865 0.00673 0.0241
　　注：兩管制熱水管道系統(tǒng)中的輸送能效比值，不適用于采用直燃式冷熱水機(jī)組作為熱源的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)
　　采用8℃的大溫差系統(tǒng)較5℃溫差的常規(guī)系統(tǒng)，輸送能效比ER一般會(huì)減小30％左右。
　　2、大溫差對(duì)樓內(nèi)管道及設(shè)備選型的影響
　　根據(jù)公式Q=G×0.084/△T
　　式中Q--------系統(tǒng)水流量（m3/h）
　　△ T------供回水溫差（℃）
　　G--------系統(tǒng)冷熱負(fù)荷（KW）
　　由于供回水溫差由原來(lái)的△T＝5℃調(diào)整到△T＝8℃，根據(jù)上述公式可以明顯的看到輸送相同的冷熱負(fù)荷，所需的水流量可以相應(yīng)的減小35％左右，由于水流量的減小，與其相對(duì)應(yīng)的管道管徑、閥門(mén)規(guī)格以及水泵、熱泵主機(jī)等設(shè)備均可減小其型號(hào)，大大的節(jié)約工程的初投資及以后的運(yùn)行成本。
　　四、蓄能方面
　　1、蓄能措施：
　　1.1、光華路SOHO空調(diào)系統(tǒng)可稱(chēng)為“傳統(tǒng)”做法，夏季時(shí)，同時(shí)運(yùn)行屋面冷卻塔、冷卻水泵、冷水主機(jī)、冷凍水泵等主要設(shè)備進(jìn)行夏季制冷，冬季時(shí)，由市政熱水提供熱源，直接經(jīng)過(guò)熱水板換，冷凍水泵等設(shè)備直接給樓內(nèi)提供熱量，全年運(yùn)行無(wú)任何蓄能措施，基本直接依靠消耗電功率來(lái)給建筑物內(nèi)空調(diào)提供冷熱負(fù)荷
　　1.2、波司登大酒店空調(diào)系統(tǒng)可稱(chēng)之為“前衛(wèi)”做法，該空調(diào)系統(tǒng)充分利用德州地區(qū)的“分時(shí)電價(jià)差”，及“峰谷電價(jià)差”，在用電低谷時(shí)，啟動(dòng)熱泵主機(jī)、循環(huán)水泵等設(shè)備將地源側(cè)的能量轉(zhuǎn)化為建筑物內(nèi)所需的“冷水、熱水”進(jìn)行儲(chǔ)存，該空調(diào)系統(tǒng)中消防水池又兼作蓄能水池，在電價(jià)低谷的時(shí)候，將制備的“冷水或熱水”儲(chǔ)存在蓄能水池中；在電價(jià)高峰時(shí)，在建筑物內(nèi)空調(diào)負(fù)荷滿足的前提下，熱泵主機(jī)可以停止使用，只是利用循環(huán)水泵將儲(chǔ)存在蓄能水池的“冷水或熱水”釋放出來(lái)，通過(guò)儲(chǔ)存在蓄能水池的“冷水或熱水”，為建筑物內(nèi)提供所需的冷熱負(fù)荷，波司登大酒店相對(duì)與光華路SOHO來(lái)說(shuō)，充分利用了“峰谷電價(jià)差”，大大降低了設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)，也充分相應(yīng)國(guó)家節(jié)能政策。
　　2、蓄能技術(shù)的要點(diǎn)：
　　2.1、“蓄能”是隨著人們對(duì)“節(jié)能、環(huán)保”要求的不斷提高而發(fā)展的一種新型儲(chǔ)能措施，蓄能包括水蓄和冰蓄，水蓄冷是利用水的顯熱實(shí)現(xiàn)冷量的儲(chǔ)存。因此，一個(gè)設(shè)計(jì)合理的蓄冷系統(tǒng)應(yīng)通過(guò)維持盡可能大的蓄水溫差并防止冷水與熱水的混合來(lái)獲得最大的蓄冷效率。在水蓄冷技術(shù)中，關(guān)鍵問(wèn)題是蓄冷罐的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)能防止所蓄冷水與回流熱水的混合。為實(shí)現(xiàn)這一目的，目前常用的有以下幾種方法：迷宮法、自然分層法、多蓄水罐法等。
　　2.2、溫度分層型水蓄冷是利用水在不同溫度時(shí)密度不同這一特性，依靠密度差使溫水和冷水之間保持分隔，避免冷水和溫水混合造成的熱量損失。設(shè)計(jì)良好的溫度分層型水蓄冷槽在上部溫水區(qū)與下部冷水區(qū)之間形成并保持一個(gè)斜溫層。一個(gè)穩(wěn)定而厚度適宜的斜溫層是提高蓄冷效率的關(guān)鍵。對(duì)于一般的大型系統(tǒng)，斜溫層適宜厚度為1~2米。
　　為了控制水流平穩(wěn)地導(dǎo)入或引出水蓄冷槽，減少擾動(dòng)，須在冷溫水進(jìn)出口處設(shè)置合適的布水器、使水依次分層。布水器的設(shè)計(jì)依據(jù)是弗朗特準(zhǔn)數(shù)和雷諾準(zhǔn)數(shù)。弗朗特準(zhǔn)數(shù)（Fr）是流體的慣性力與浮力之比，一般要求Fr<2，取Fr=1。雷諾準(zhǔn)數(shù)（Re）是流體的慣性力與粘滯力的比值，建議值為400~850。
　　2.3、波司登國(guó)際大酒店蓄能采用自然分層法，消防水池兼作蓄能水池，在蓄能水池內(nèi)設(shè)置2層H型布水器，夏季蓄能時(shí)，冷水從下層布水器進(jìn)水，從上層布水器出水，冬季蓄能時(shí)，熱水從上層布水器進(jìn)水，從下層布水器出水，放能時(shí)，水流方向正好相反，利用不同溫度下水的密度不同，使其不同溫度的各層整層的平穩(wěn)流動(dòng)，避免產(chǎn)生混流，影響蓄能效率。
　　2.4、運(yùn)行費(fèi)用的比較：現(xiàn)以德州波司登國(guó)際大酒店空調(diào)系統(tǒng)為例，我們可以粗略計(jì)算一下，在德州用電低谷時(shí)，電價(jià)最低為0.275元/KW，用電高峰時(shí)，電價(jià)最高為1.168元/KW，現(xiàn)取熱泵主機(jī)蓄能時(shí)的COP為4，在電價(jià)“高峰”與“低谷”時(shí)，每產(chǎn)生1KW的負(fù)荷所需的電價(jià)差＝1.168/4－0.275/4=0.223元/kw，整個(gè)建筑夏季按4000KW、冬季按3500KW的負(fù)荷計(jì)算，蓄能按“部分負(fù)荷蓄能”來(lái)考慮，蓄能負(fù)荷取30％，冬夏季個(gè)按130天來(lái)考慮（過(guò)渡季節(jié)不予考慮），全年下來(lái)共計(jì)節(jié)省的費(fèi)用＝4000（KW）×24（h）×130（天）×0.3×0.223（元/KW）＋3500（KW）×24（h）×130（天）×0.3×0.223（元/KW）＝1635660元。通過(guò)錯(cuò)略計(jì)算，一年能節(jié)省費(fèi)用為1635660元，如果按系統(tǒng)可以正常運(yùn)行20年考慮的話，這將是一筆可觀的節(jié)約。
　　五、結(jié)論
　　通過(guò)對(duì)光華路SOHO與波司登國(guó)際大酒店空調(diào)主系統(tǒng)的對(duì)比，使我們有一個(gè)很深的感受，中央空調(diào)專(zhuān)業(yè)也正朝著一個(gè)“節(jié)能、環(huán)保”的要求去發(fā)展，最后，我也希望該片文章對(duì)大家在“節(jié)能、環(huán)保”發(fā)面有一定的借鑒意義。