一、背景
2025年9月24日,习近平主席在联合国气候变化峰会上提出,到2035年非化石能源消费占比达30%以上,风电和太阳能发电装机容量达2020年的6倍以上。构建能源友好暖通空调系统是实现“双碳”目标和绿色建筑的关键。
二、方法
采用全生命周期、全链条的总体思路,涵盖项目建议书至拆除的全过程,对比传统分散模式、全过程工程咨询和EPC工程总承包模式。
三、成果
3.1 工程调研与测试
- 水源热机组和系统性能系数:供冷时分别为4.47、3.21,供暖时分别为4.28、2.94;多联机空调系统性能系数:供冷时分别为3.81、2.46,供暖时分别为3.68、2.11。
- 冬季房间温度高于20℃、供冷时低于26℃,相对湿度过高,供水温度过高,机组容量过大。
- 空调建筑面积能耗强度为35.64kW·h/m²,供暖季、过渡季、制冷季分别为16.01(44.92%)、3.40 (9.54%)、16.23 (45.54)kW·h/m²。
3.2 若干问题与初步解决方法
- 通风与防烟排烟:优化系统结构利用自然排烟,集成式消防风机,分析地下汽车库排风量机理。
- 供热与空调:提出蓄能型太阳能、土囊源复合热泵系统,多源耦合中深层地源热泵系统,空气源、土壤源复合热泵系统等。
3.3 理论研究
- 供暖换热器附加系数:改进限额供热系数计算公式,降低附加系数至1.10~1.15,精准匹配末端需求。
- 集中空调大温差水系统节能判定:8℃温差方案比5℃温差方案降低制冷机房总耗电量约10.09%~13.02%。
- 通风、空调风系统能耗影响因素:风管材质、规格、局部阻力、计算风量等均影响风机功率。
- 碳排放计算方法:生产阶段碳排放占比最大(43.13%),运行阶段占比最高(94.96%)。
- 一次回风全空气处理过程优化:新风、回风先分开处理再混合,节能性较好。
- 地下汽车库排风量:优化计算公式,分析不同参数影响,给出工程应用表。
3.4 技术
- 多源耦合中深层地源热泵系统:太阳能、中深层地源与空气源耦合,降低初投资,具备供暖、蓄能、供冷功能。
- 蓄能型太阳能、土壤源复合热泵系统:基于峰谷电价实现短时蓄能供暖、供冷、跨季节蓄能。
- 复合式地源热泵供热、制冷系统:综合利用空气能、浅层地能,保证土壤热平衡,提高可再生能源利用率。
- 贴附通风的风机盘管加新风空调系统:改进传统设置方式,提高能源利用效率。
- 新风与风机盘管联锁控制系统:解决现有系统无法联锁控制问题,节约能源。
四、实践
4.1 国家生物育种中心350亩科研用地一期:采用桩间垂直埋管地源热泵+冷水机组供冷、供暖,预留市政热源接口。
4.2 河南地质大厦:分区能源站内冷水机组+锅炉供冷、供暖,新风与回风先分开处理,空调冷凝水集中回收利用。
4.3 国网运维检修用房:分区能源站内冷水机组+锅炉供冷、供暖,新风与回风先分开处理,水系统整体降低阻力。
4.4 富士康郑州、济源等科技园:空气源热泵供冷供暖,水系统整体降低阻力。
4.5 仁康医院:多种空调系统形式,合理选择供暖换热器附加系数,水系统整体降低阻力,采用专利排烟技术提高走道净高。