文档介绍：北方地区既有建筑热泵与传统空调冷热源系统对比分析
北京科技大学仇安兵曲世琳葛旭
摘要本文在对北方地区既有建筑(包括政府办公建筑和大型公共建筑以及民用建筑)空调冷热源现状进行调研的基础之上,从经济性、能量消耗、对环境的影响和社会效益等方面利用层次分析法(AHP)对既有建筑的热泵系统与传统空调冷热源系统进行对比分析。分析了各类建筑应用的冷热源形式及其所占比例、冷热源的组合方式及比例。提出了适合北方地区多种供能系统的具体形式,研究其适用性和可行性。
关键词既有建筑、层次分析法、空调冷热源
1 概述
冷热源是空调系统的重要组成部分,其设计合理与否关系到项目的投资、运行费用、对环境的影响和能耗等重要问题。所以迫切需要一种简单实用的决策方法使其选择的方案达到最佳效果。
我国学者在冷热源的研究中,主要集中在对冷热源方案的能耗分析和经济性的比较方面。从冷热源设备的性能分析,高普生[1]指出蒸汽型或热水型吸收式冷水机组的能耗约为电动式冷水机组的2-3倍,-。从系统经济性分析,钱以明[2]对上海市某办公楼建筑采用冰蓄冷系统与常规系统分析比较,:1,:1。从环境方面分析,孙静[3]-,-。林海云[4]用生命周期评价方法对空调冷热源环境进行了综合评估,得出以天然气为燃料的直燃型溴化锂吸收式制冷方案对环境的影响最小的结论。国外对空调冷热源的研究起步较早,而且取得了较多的成果。目前较广泛应用的是建立冷热源设备的仿真模型,利用模型进行能耗状况的分析。
本文通过对北京、天津等地区的26个建筑的空调冷热源现状进行调研分析,采用层次分析法(AHP)对不同空调冷热源方案从初投资、年运行费用、污染排放量等多个技术经济指标进行比较。将决策结果与工程实例进行对比,证明在北方地区地源热泵加太阳能系统作为空调冷热源较传统的冷热源形式更具有优势地位。
2 北方地区空调冷热源现状分析
为了分析北方地区目前的空调冷热源现状,笔者对北方地区既有建筑(北京、天津、德州及赤峰的26栋建筑)的冷热源情况进行调研统计。涵盖了宾馆建筑、住宅小区、商业建筑、教育建筑、综合建筑(集办公、宾馆、商业等功能于一体)、体育建筑和办公建筑等类型。这些建筑的冷热源形式可划分为常规冷热源形式和热泵形式。统计的内容为建筑物的空调面积、冷热源的种类、容量、数目及耗电量。冷热源采用能源形势与比例见表1所示。
表1冷源采用的能源形式及其比例
能源形式
空调冷热源形式
建筑数量
所占比例
总计
电
冷源
螺杆式冷冷水机组
5

热泵
13

热源
热泵
1

太阳能相关设备
5

热泵+太阳能
10

气
冷源
直燃型溴化锂吸收式机组
1

热源
燃气锅炉
5

直燃型溴化锂吸收式机组
1

热网
热源
热网直接供热
1

复合能源
热源
热泵+燃气锅炉
2

将建