1、建筑暖通空调工程的能效与能耗建筑暖通空调工程的能效与能耗 EEnergy efficiency and consum ption of HVAC HVAC in B Buildings 中国建筑设计研究院有限公司中国建筑设计研究院有限公司 潘云钢潘云钢 中国制冷展（上海，中国制冷展（上海，20232023.0404）2023 Ozone2Climate Technology Industry Roundtable Presentation Application 建筑暖通空调工程的能效与能耗建筑暖通空调工程的能效与能耗 能耗建筑使用过程中实际消耗的能源量，kWh或kWh/m2 能效建筑使用过程

2、中实际消耗的能源量与满足需求所需要量 的比值，kWh/kWh。实际上应该称为“效能”和需求不相关的能效，不是我们所追求的高能效 由于浪费带来的高能效 全年全时间、全空间的“高能效”系统，例如强制推行“变频空调”和需求不匹配的城市区域供冷系统或 “冷热电三联供系统”不满足需求带来的高能效 强制降低冬季区域供热管网的回水温度，导致一些用户无法满足室内舒适度要求 单一强调冷热源的“高效”，例如：不考虑末端需求的某些“高效机房”能效与能耗 Energy efficiency and Energy consumption 建筑暖通空调工程的能效与能耗建筑暖通空调工程的能效与能耗 “源输配末端”三者的相互

3、耦合，密不可分 冷源直燃机作为建筑空调供冷的应用，应取消；热力驱动型吸收机组，适合于有“余热”或“废热”的场所或区域。热源建筑“电气化”趋势下，热泵供热是未来的发展方向 空调系统设计思想与原则 节能在满足需求的条件下提升系统能效，节约电能；包括化石能源发电的节约（节流）、低碳或零碳能源的充分利用（开源）。Design concepts for HVAC systems 建筑暖通空调工程的能效与能耗建筑暖通空调工程的能效与能耗 系统与空调方式 空调系统设计主要关注点 中央空调系统空调末端采用集中制备和输配的冷热水对空气进行处理 设计工况能效高、集中运行管理、综合效益较好；适用于各用户使用时间和使

4、用方式大致相同的建筑。分散式空调系统（包括多联机系统等）空调末端采用分散式主机提供的冷热媒对空气进行处理 应变能力强；适用于各用户使用时间和使用方式差异性较大的建筑。温湿度独立控制空调系统按照“高质高用、低质低用”的能源应用原则 高温冷源（高温冷水或高蒸发温度冷媒直膨机）负担室内显热冷负荷；低温冷源（低温冷水、盐溶液或通风排湿）负担室内潜热冷负荷；与常规系统相比，整体系统节能20%35%。Focus on the energy efficiency of HVAC systems 建筑暖通空调工程的能效与能耗建筑暖通空调工程的能效与能耗 中央空调系统与多联机的能耗比较与方案选择 空调系统设计主

5、要关注点 典型气象年夏季综合COP计算结果2009年 北京地区办公建筑，不同加班时间（负荷率）情况 全年无加班 全年加班平均负荷率10%全年加班平均负荷率5%#螺杆式机组：COP=4.6；#离心式机组：COP=5.1；#多联机（单元式）：COP=2.6（暂不考虑长度修正）在1621530114m2时，如果不考虑加班问题，或者平均加班时间在大约1.5H以内时，可采用螺杆机，其年COP高于多联机；反之则多联机高于由两台螺杆机组成的传统系统；在24323m240569m2时，采用三台螺杆机比两台离心机更节能；大于40569m2时，建议采用离心机组（采用“离心+螺杆”的搭配方式对节能更有利）。建筑暖通

6、空调工程的能效与能耗建筑暖通空调工程的能效与能耗 分散与集中 空调系统设计主要关注点 严寒地区，不应采用区域集中供冷（水）系统。其他地区采用区域集中供冷（水）系统时，冷水供冷半径不宜超过1.5km。系统形式 常规系统 区域供冷系统 方式 冷机直接供冷（末端）冷机直接供冷系统 冷机间接供冷系统 冰蓄冷系统 一次水（末端）二次水 一次水 二次水（末端）一次水 二次水（末端）水温（）7/12 5.5/12.5 4.5/11.5 7/12 3/12 5.5/12.5 效率计算 冷水输配系统效率 37.04 63.29（1500m干管长度）22.73（1500m干管长度）42.11（1500m干管长度）

7、制冷机组效率 5.90 6.08（1500m干管长度）5.96（1500m干管长度）4.48（1500m干管长度）总效率 5.089 5.549（1500m干管长度）4.721（1500m干管长度）4.049（1500m干管长度）以常规系统的效率为基础，折算可及的设计供冷半径/干管长度（m）200/400(见规范的计算规定)1830/3660 夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区：（1）不应采用城市集中供热（水）系统；（2）夏热冬冷地区 采用区域集中供热（水）系统时，热水供应半径不应超过2.0km；（3）夏热冬暖地区和温和地区，不应采 用区域集中供热。以居住建筑为主的区域，不应采用区域供冷。建

8、筑暖通空调工程的能效与能耗建筑暖通空调工程的能效与能耗 中央空调水（输配）系统设计核心目标：大温差、小流量 空调系统设计主要关注点 一级泵变速调节系统关注：1）控制策略，2）冷机对水流量变化的适应性 二级泵系统并非“天生节能系统”与设计和运行密切相关！少数末端 能力不够 末端控制阀 选择过大 一、二级泵 扬程不合理 末端定供水温度条件下的工况分析（末端水量连续调节时）末端变供水温度条件下的工况分析（末端水量连续调节时）大流量 小温差 合理确定水泵安全系数 1 1、实际系统需求的工况点：、实际系统需求的工况点：A A点（点（B1B1泵曲线）泵曲线）2 2、计算工况点：、计算工况点：B B点（点（

9、B2B2泵曲线）泵曲线）3 3、选泵参数：、选泵参数：C C点（点（B3B3泵曲线）泵曲线）4 4、实际运行工况点：、实际运行工况点：D D点，点，水泵轴功率大幅增加水泵轴功率大幅增加40%40%以上以上（23.4kW 23.4kW 33.8kW33.8kW）建筑暖通空调工程的能效与能耗建筑暖通空调工程的能效与能耗 空调设备选择核心：以设计点的实际应用工况为装机容量的依据 空调设备及产品标准 产品国标工况需要不同行业之间协调 水冷冷水机组：冷水机组国标工况30/35，冷却塔国标工况32/37。应协调 空气源热泵（供热）：国标工况7(DB)/6(DB)。全国范围看，冬季气候满足此工况的城市极少，

10、重点应放在“低环温”条件下 产品国标工况的适宜性符合中国国情 空调设备产品标准的调整核心：协调与适宜 目前的工程设计标准（包括相关节能设计标准），均未有效的强调此点 相关产品技术资料中变工况的参数信息有限，设计人员很难全面把握 产品标准的全面性多联机全性能曲线*同一冷负荷率条件下，存在不同的系统COP（阴影部分）*建议：多联机产品标准中，应给出上下“包络线”（或4个不同负荷率时的COP上、下值）1234(25%)(50%)(75%)(100%)室内机开启台数（系统冷负荷率）COPsCOPmin1COPmin2(10%)上包络线（蒸发面积不变）下包络线（室内机台数变化）product stand

11、ards against actual operating conditions 建筑暖通空调工程的能效与能耗建筑暖通空调工程的能效与能耗 空调设备选择核心：以设计点的实际应用工况为装机容量的依据 空调设备及产品标准 产品国标工况需要不同行业之间协调 水冷冷水机组：冷却水水温的重点关注冷水机组国标工况30/35，冷却塔国标工况32/37 空气源热泵（供热）：国标工况7(DB)/6(DB)，全国范围看，冬季气候满足此工况的城市极少 重点应放在“低环温”条件下 产品国标工况的适宜性需要针对中国实际来确定 空调设备产品标准的调整核心：协调与适宜 目前的工程设计标准（包括相关节能设计标准），均未有效的

12、强调此点 相关产品技术资料中变工况的参数信息有限，设计人员很难把握 产品的市场监管核心：诚信与法规 产品性能的“虚标”现象 产品及系统性能的现场检测技术与方法研究 建筑暖通空调工程的能效与能耗建筑暖通空调工程的能效与能耗 控制系统的实际情况 空调系统的控制与运维 大多数建筑只是实现了基本的控制要求，能耗管理缺失需要从系统应用模式等改进“大数据”不够“透明化”、基础数据不足、分析应用不够各地能耗监测平台的数据公开与共享 控制策略的制定 暖通空调设计师的“弱项”强化全年运行的设计理念 设计行业内部分工模式理顺“交叉学科”的专业关系 群智能控制系统的应用 无中心扁平化的新型系统构架 保证绝大部分通用

13、控制模式满足要求的“傻瓜相机”运维管理 重点：运维管理人员的能力建设 Automatic control systems for and the key requirements for operation and maintenance management 建筑暖通空调工程的能效与能耗建筑暖通空调工程的能效与能耗 空调工程设计师眼中的“冷媒”空调系统用冷媒 冷媒随着产品整体应用设计师对冷媒的关注重点：“限制性”条款上 空调系统对冷媒的要求 稳定性：多联机系统，不宜采用混合冷媒，不应采用非共沸冷媒 安全性：毒性、火灾危险性、运行监测及泄露后处理措施 能效性：在产品整体应用后的得到的实际能效 环境友好性：ODP、GWP潜值从“双碳”目标出发，未来对GWP的关注会更多一些 demands of HVAC designers for refrigerant applications 建筑暖通空调工程的能效与能耗建筑暖通空调工程的能效与能耗