9.1 一般规定

9.1.1  本条规定了选择空气调节冷热源的总原则。
    冷热源设计方案一直是需要供冷、供热空气调节设计的首要难题，根据中国当前各城市供电、供热、供气的不同情况，在工业建筑中，空气调节冷热源及设备的选择可以有以下多种方案组合：
    电制冷、工业余热或区域热网(蒸汽、热水)供热；
    电制冷、燃煤锅炉供热；
    电制冷、人工煤气或天然气供热；
    电制冷、电热水机(炉)供热；
    空气源热泵、水源热泵冷(热)水机组供冷、供热；
    直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组供冷、供热；
    蒸汽(热水)溴化锂吸收式冷水机组供冷、城市小区蒸汽(热水)热网供热；
    蒸汽驱动式压缩式热泵机组区域集中供热。
    如何选定合理的冷热源组合方案，达到技术经济最优化是比较困难的。因为国内各城市能源结构，价格均不相同，工业建筑的全生命周期和经济实力也存在较大差异，还受到环保和消防以及能源安全等多方面的制约。以上各种因素并非固定不变，而是在不断发展和变化。大、中型工程项目一般有几年建设周期，在这期间随着能源市场的变化而更改原来的冷热源方案也完全可能。在初步设计时应有所考虑，以免措手不及。
    1 具有工业余热或区域供热时，应优先采用。这是国家能源政策、节能标准一贯的指导方针。我国工矿企业余热资源潜力很大，冶金、建材、电力、化工等企业在生产过程中也产生大量余热，这些余热都可能转化为供冷供热的热源，从而减少重复建设，节约一次能源。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，夏热冬冷地区的部分城市已在规划中，有的已在逐步实施。
    2 在没有余热或区域供热的地区，通过技术经济比较及当地政策条件允许，空气调节冷热源可采用电动压缩式冷水机组加燃煤锅炉的供冷供热，这在工业工程中常用。燃煤锅炉主要应符合国家及当地环保相关标准的规定。
    3 当具有电力、城市热力、天然气、城市煤气、油等其中两种以上能源时，为提高一次能源利用率及热效率，可按冷热负荷要求采用几种能源合理搭配作为空气调节冷热源。如电＋气(天然气、人工煤气)、电＋蒸汽、电＋油等。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，取得了较好的经济效益。城市的能源结构应该是电力、热力、燃气同时发展并存，同样，空气调节也应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。
    4 热泵技术是属于国家大力提倡的节能技术之一，有条件时应积极推广。在夏热冬冷地区，空气源热泵冷热量出力较适合该地区建筑物的冷热负荷，空气源热泵的全年能效比较好，并且机组安装方便，不占机房面积，管理维护简单，因此推荐在中、小型生产厂房及辅助建筑中使用。但该地区冬季相对湿度较高，应考虑夜间低温高湿造成热泵机组化霜停机的影响；对于干旱缺水地区，宜采用空气源热泵或土壤源热泵系统。当采用土壤源热泵系统时，中、小型建筑空调冷热负荷的比例比较容易实现土壤全年热平衡，因此也推荐使用，但应考虑厂区敷设地埋管对生产规模扩建的影响。
    5 中国河流年均水温的地区分布形势大体与气温一致。河流年均水温略高于当地年均气温，差值一般为1℃～2℃。但当高山冰雪融水在河流补给中占主要地位的地区则相反，年均水温低于气温1℃～2℃。中国河流水温的年内变化过程，大部分地区均为在春、夏增温阶段，水温低于当地气温；秋、冬降温阶段，水温高于当地气温。采用蒸发冷却空气处理方式，冷却水采用直流式地表水，可降低被处理空气温度，此时地表水即为天然冷源。
    一般地下水水温是本地年平均温度。采用地表水作天然冷源时，强调再利用是对资源的保护，地下水的回灌可以防止地面沉降，全部回灌并不得造成污染是对水资源保护必须采取的措施。为保证地下水不被污染，地下水宜采用与空气间接接触的冷却方式。
    条件具备时，室外新风可作为天然冷源：在室外气温适宜的条件下，室外新风可作为冷源；干空气具备吸湿降温能力，有称“天然冷却能力”，或称“干空气能”，可作为天然冷源。
    6 水源热泵是一种以低位热能作能源的热泵机组，具有以下优点：
    (1) 可利用地下水，江、河、湖水或工业余热作为热源，供供暖和空气调节系统用，供暖运行时的性能系数(COP)一般大于4，节能效果明显；
    (2) 与电制冷中央空气调节相比，投资相近；
    (3) 调节、运转灵活方便，便于管理和计量收费。
    7 本款是新增内容，这里的热泵包括压缩式热泵以及吸收式热泵。
    工业项目中很多设备都需要给机械运转部分循环水冷却，如大型空压机、大型氧气压缩机、大型风机、发电机等，工业炉窑中的冷却水套需要循环水，循环水带走余热，循环水也成为一种热源。采用水源热泵机组提取其中的热量，技术上是可行的，只要做到经济上合理即可。
    吸收式热泵是一种机械装置，以高品位热能(蒸汽、热水、燃气)作推动力，回收低品位余热，形成可被工业和民用建筑使用的热能，投入产出比一般在1.8～2.5之间，是典型的节能环保型技术。提出采用吸收式热泵，主要是在热电、冶炼(钢铁、有色金属)、石化(石油、化工)、纺织等行业，利用25℃～60℃的低温余热水，通过少量高品位热能驱动，制取45℃～90℃中高温热水，供区域集中供热，可实施规模化回收，据统计，节能效率达45％～55％。
    蒸汽驱动式压缩热泵机组是一种大型机械压缩装置，以各种蒸汽作为蒸汽机的驱动力，驱动压缩机作功实现热力循环，回收各种低品位的余热，可以运用在热电厂、市政污水处理厂、油田采油污水、煤矿伴生水、冶金(钢铁)、电子、化工、制药、食品等领域。制热效率/COP(定义为热泵制热量和热泵能耗的比值)通常和温度压头(热泵冷凝器侧热水出水温度和热泵蒸发器侧热源水出水温度差)相关，在40℃～60℃温度压头范围内，其制热COP通常在4.0～6.0之间，是典型的节能环保型技术。
    8 1996年建设部在《市政公用事业节能技术政策》中提出发展城市燃气事业，搞好城市燃气发展规划，贯彻多种气源、合理利用能源的方针。目前，除城市煤气发展较快以外，西部天然气迅速开发，西气东输工程已在实施，输气管起自新疆塔里木的轮南地区，途经甘肃、宁夏、山西、河南、安徽、江苏、上海等地，2004年已建成投产，可稳定供气30年。川气东送2010年已建成，同年8月正式投入运行，是继“西气东输”管线工程之后建成的又一条横贯中国东西部地区的绿色能源管道大动脉。同时，中俄共设管道引进俄国天然气，广东建设液化天然气码头，用于广东南部地区。
    天然气燃烧转化效率高、污染少，是较好的清洁能源，而且可以通过管道长距离输送。这些优点正是发达国家迅速发展的主要原因。用于工业建筑空气调节冷热源的关键在于气源成本，采用燃气型直燃机或燃气锅炉具有如下优点：
    (1) 有利于环境质量的改善；
    (2) 解决燃气季节调峰；
    (3) 平衡电力负荷；
    (4) 提高能源利用率。
    9 本款是新增内容。
    燃气冷热电三联供是一种能量梯级利用技术，以天然气为一次能源，产生热、电、冷的联产联供系统。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符合《中华人民共和国节约能源法》的基本精神。
    在天然气充足的地区，当电力负荷、热负荷和冷负荷能较好匹配，并能充分发挥冷热电联产系统的综合能源利用效率时，可以采用分布式燃气冷热电三联供系统，利用小型燃气轮机、燃气内燃机、微燃机等设备将天然气燃烧后获得高温烟气首先用于发电，然后利用余热在冬季供暖，在夏季通过驱动吸收式制冷机供冷，充分利用了排气的热量，大量节省了一次能源，减少碳排放。
    我国天然气开发和利用作为改善能源结构、提高环境质量的重要措施，北京、上海、哈尔滨、济南、南京、成都等地政府出台了一些优惠政策，鼓励热电冷三联供项目的发展。
    中国在国外投资的一些项目中，项目所在地基础设施很差，供水、供电、交通都要从无到有做起，热电联供、冷电联供、冷热电三联供无疑是能源高效利用的最佳途径。用煤、燃气、重油发电的情况都有，暖通工程师作为项目的参与者，有必要倡导并实施联供技术。 
    需要指出的是，工业领域三联供中的供冷不单指空调供冷，供热不单指建筑供热，也同时指工艺用冷、用热。需用全局的、开放的眼光审视三联供问题，有利于对三联供技术作出正确合理的判断。
    10 水环热泵系统是利用水源热泵机组进行供冷和供热的系统形式之一，20世纪60年代首先由美国提出，国内从20世纪90年代开始已在一些工程中采用。系统按负荷特性在各房间或区域分散布置水源热泵机组，根据房间各自的需要，控制机组制冷或制热，将房间余热传向水侧换热器(冷凝器)或从水侧吸收热量(蒸发器)以双管封闭式循环水系统将水侧换热器连接成并联环路，以辅助加热和排热设备供给系统热量的不足和排除多余热量。
    水环热泵系统的主要优点是：机组分散布置，减少风道占据的空间，设计施工简便灵活、便于独立调节；能进行制冷工况和制热工况机组之间的热回收，节能效益明显；比空气源热泵机组效率高，受室外环境温度的影响小。因此推荐(宜)在全年空气调节且同时需要供热和供冷的厂房内使用。
    水环热泵系统没有新风补给功能，需设单独的新风系统，且不易大量使用新风；压缩机分散布置在室内，维修、消除噪声、空气净化、加湿等也比集中式空气调节复杂，因此应经过经济技术比较后采用。
    水环热泵系统的节能潜力主要表现在冬季供热时。有研究表明，由于水源热泵机组夏季制冷COP值比集中式空气调节的冷水机组低，冬暖夏热的我国南方地区(例如福建、广东等)使用水环热泵系统比集中式空气调节反而不节能。因此上述地区不宜采用。
     11 蓄冷(热)空气调节系统近几年在中国发展较快，其意义在于可均衡当前的用电负荷，缩小峰谷用电差，减少电厂投资，提高发电输配电效率，对国家和电力部门具有重要的意义和经济效益。对用户来说，有多大的实惠，主要看当地供电部门能够给出的优惠政策，包括分时电价和奖励。经过几年国内较多工程实践说明，双工况主机和蓄冷设备的质量一般都较好，在设计上关键是合理的系统设计和系统控制以及设备选型。经过技术经济论证，当用户能在可以接受的年份内回收所增加的初投资时，宜采用蓄冷(热)空气调节系统。
9.1.2 本条规定了采用电直接加热设备作为热源的限制条件，为强制性条文。
    常见的直接用电供热的情况有电锅炉、电热水器、电热空气加热器、电暖气及电暖风机等。采用高品位的电能直接转换为低品位的热能，热效率低、运行费用高，用于供暖空调热源是不经济的。合理利用能源，提高能源利用率，节约能源是我国基本国策。考虑到国内各地区以及工业建筑的情况，只有在符合本条所指的特殊情况下才能采用。
    1 工矿企业一些分散的建筑，远离集中供热区域，如偏远的泵站、仓库、值班室等，这些建筑通常体积小，热负荷也较小，集中供热管道太长，管网热损失及阻力过大，不具备集中供热的条件，为了保证必要的职业卫生条件，当无法利用热泵供热时，允许采用电直接加热。
    4 这里指配电室等重要电力用房，在严寒地区，设备余热不足，又不能采用热水或蒸汽供暖的情况。在工业企业中常见的是一些小型的配电室等。
    5 工业企业本身设置了可再生能源发电系统，其发电量能够满足部分厂房或辅助建筑供热需求，为了充分利用发电能力，允许采用这部分电能直接供热。
9.1.3 区域供冷在工业企业或工业区有其适用条件。
9.1.4 本条规定了蒸发冷却冷水机组作为冷源选择的基本原则，为新增条文。
    通常情况下，当室外空气的露点温度低于14℃～15℃时，采用间接—直接蒸发冷却方式，可以得到接近16℃的空调冷水作为空调系统的冷源。直接蒸发冷却式系统包括水冷式蒸发冷却、冷却塔冷却、蒸发式冷凝等。在西北部地区等干燥气候区，可通过蒸发冷却方式直接提供用于空调系统的冷水，减少人工制冷的能耗，符合条件的地区推荐优先推广采用。
9.1.5 本条规定了机组台数选择。
    机组台数的选择应按工程大小、负荷运行规律而定，一般不宜少于2台；大工程台数也不宜过多。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机组满足使用要求。为保证运转的安全可靠性，小型工程选用1台机组时应选择多台压缩机分路联控的机组，即多机头联控型机组。虽然目前冷水机组质量都比较好，有的公司承诺几万小时或10年不大修，但电控及零部件故障是难以避免的。
    变频调速技术在目前冷水机组中的运用越来越成熟，自2010年起，我国变频冷水机组的应用呈不断上升的趋势。冷水机组变频后，可有效地提升机组部分负荷的性能，尤其是变频离心式冷水机组，变频后其综合部分负荷性能系数IPLV通常可提升30％左右；相应地，由于变频器功率损耗及其配用的电抗器、滤波器损耗，变频后机组在名义工况点的满负荷性能会有一定程度的降低，通常在3％～4％。所以，对于负荷变化比较大或运行工况变化比较大的场合，适宜选用变频调速式冷水机组，用户既可获得实际常用工况和负荷下的更高性能，节省了运行能耗，又可以实现对配电系统的零冲击电流。配置多台机组时，有人认为定频机组配合变频机组使用，既节约设备初投资又能达到需要的负荷调节精度，也有人认为全部配置变频调速机组运行调节能力更好，具体的配置方式需根据具体的工程情况经技术经济分析后确定。
9.1.6 本条是关于电动压缩式机组制冷剂的选择。
    1991年我国政府签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》(以下简称《议定书》)伦敦修正案，成为按该《议定书》第五条第一款行事的缔约国。我国编制的《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》由国务院批准。该方案规定，对臭氧层有破坏作用的CFC-11、CFC-12制冷剂最终禁用时间为2010年1月1日。对于当前广泛用于空气调节制冷设备的HCFC-22以及HCFC-123制冷剂是过渡制冷剂，按照《议定书》调整案的要求，需要加速淘汰HCFCs，2030年完成HCFCs物质生产和消费的淘汰(允许每年保留基线水平2.5％用于制冷维修领域，直到2040年为止)。
    压缩式冷水机组的使用年限较长，一般在20年以上，当选用过渡制冷剂时应考虑禁用年限。