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《公共建筑节能设计标准》

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部分条文结构待核对,当前仅展示可完整确认的公开条文。

共 241 条公开条文 · 本页 50 条

3.3.6

建筑幕墙的气密性应符合国家标准《建筑幕墙》GB/T 21086-2007中第5.1.3条的规定且不应低于3级。

条文说明

3.3.6 目前国内的幕墙工程,主要考虑幕墙围护结构的结构安全性、日光照射的光环境、隔绝噪声、防止雨水渗透以及防火安全等方面的问题,较少考虑幕墙围护结构的保温隔热、冷凝等热工节能问题。为了节约能源,必须对幕墙的热工性能作出明确的规定。这些规定已经体现在第3.3.1、3.3.2条中。
由于透光幕墙的气密性能对建筑能耗也有较大的影响,为了达到节能目标,本条文对透光幕墙的气密性也作了明确的规定。根据国家标准《建筑幕墙》GB/T 21086-2007,建筑幕墙开启部分气密性3级对应指标为1.5≥qL[m³/(m·h)]>0.5,建筑幕墙整体气密性3级对应指标为1.2≥qA[m³/(㎡·h)]>0.5。

3.3.7

当公共建筑入口大堂采用全玻幕墙时,全玻幕墙中非中空玻璃的面积不应超过同一立面透光面积(门窗和玻璃幕墙)的15%,且应按同一立面透光面积(含全玻幕墙面积)加权计算平均传热系数。

条文说明

3.3.7 强制性条文。由于功能要求,公共建筑的入口大堂可能采用玻璃肋式的全玻幕墙,这种幕墙形式难于采用中空玻璃,为保证设计师的灵活性,本条仅对入口大堂的非中空玻璃构成的全玻幕墙进行特殊要求。为了保证围护结构的热工性能,必须对非中空玻璃的面积加以控制,底层大堂非中空玻璃构成的全玻幕墙的面积不应超过同一立面的门窗和透光幕墙总面积的15%,加权计算得到的平均传热系数应符合本标准第3.3.1条和第3.3.2条的要求。

3.4 围护结构热工性能的权衡判断

3.4.1

进行围护结构热工性能权衡判断前,应对设计建筑的热工性能进行核查;当满足下列基本要求时,方可进行权衡判断:
1 屋面的传热系数基本要求应符合表3.4.1-1的规定。
2 外墙(包括非透光幕墙)的传热系数基本要求应符合表3.4.1-2的规定。
3 当单一立面的窗墙面积比大于或等于0.40时,外窗(包括透光幕墙)的传热系数和综合太阳得热系数基本要求应符合表3.4.1-3的规定。


图示暂不可用


图示暂不可用


图示暂不可用

条文说明

3.4.1 为防止建筑物围护结构的热工性能存在薄弱环节,因此设定进行建筑围护结构热工性能权衡判断计算的前提条件。除温和地区以外,进行权衡判断的甲类公共建筑首先应符合本标准表3.4.1的性能要求。当不符合时,应采取措施提高相应热工设计参数,使其达到基本条件后方可按照本节规定进行权衡判断,满足本标准节能要求。建筑围护结构热工性能判定逻辑关系如图2所示。
根据实际工程经验,与非透光围护结构相比,外窗(包括透
图2 围护结构热工性能判定逻辑关系

光幕墙)更容易成为建筑围护结构热工性能的薄弱环节,因此对窗墙面积比大于0.4的情况,规定了外窗(包括透光幕墙)的基本要求。


图示暂不可用

3.4.2

建筑围护结构热工性能的权衡判断,应首先计算参照建筑在规定条件下的全年供暖和空气调节能耗,然后计算设计建筑在相同条件下的全年供暖和空气调节能耗,当设计建筑的供暖和空气调节能耗小于或等于参照建筑的供暖和空气调节能耗时,应判定围护结构的总体热工性能符合节能要求。当设计建筑的供暖和空气调节能耗大于参照建筑的供暖和空气调节能耗时,应调整设计参数重新计算,直至设计建筑的供暖和空气调节能耗不大于参照建筑的供暖和空气调节能耗。

条文说明

3.4.2 公共建筑的设计往往着重考虑建筑外形立面和使用功能,有时由于建筑外形、材料和施工工艺条件等的限制难以完全满足本标准第3.3.1条的要求。因此,使用建筑围护结构热工性能权衡判断方法在确保所设计的建筑能够符合节能设计标准的要求的同时,尽量保证设计方案的灵活性和建筑师的创造性。权衡判断不拘泥于建筑围护结构各个局部的热工性能,而是着眼于建筑物总体热工性能是否满足节能标准的要求。优良的建筑围护结构热工性能是降低建筑能耗的前提,因此建筑围护结构的权衡判断只针对建筑围护结构,允许建筑围护结构热工性能的互相补偿(如建筑设计方案中的外墙热工性能达不到本标准的要求,但外窗的热工性能高于本标准要求,最终使建筑物围护结构的整体性能达到本标准的要求),不允许使用高效的暖通空调系统对不符合本标准要求的围护结构进行补偿。
自2005版标准使用建筑围护结构权衡判断方法以来,该方法已经成为判定建筑物围护结构热工性能的重要手段之一,并得到了广泛地应用,保证了标准的有效性和先进性。但经过几年来的大规模应用,该方法也暴露出一些不完善之处。主要体现在设计师对方法的理解不够透彻,计算中一些主要参数的要求不够明确,工作量大,导致存在通过权衡判断的建筑的围护结构整体热工性能达不到标准要求的情况。本次修订通过软件比对、大量算例计算,对权衡判断方法进行了完善和补充,提高了方法的可操作性和有效性。

3.4.3

参照建筑的形状、大小、朝向、窗墙面积比、内部的空间划分和使用功能应与设计建筑完全一致。当设计建筑的屋顶透光部分的面积大于本标准第3.2.7条的规定时,参照建筑的屋顶透光部分的面积应按比例缩小,使参照建筑的屋顶透光部分的面积符合本标准第3.2.7条的规定。

条文说明

3.4.3 权衡判断是一种性能化的设计方法,具体做法就是先构想出一栋虚拟的建筑,称之为参照建筑,然后分别计算参照建筑和实际设计的建筑全年供暖和空调能耗,并依照这两个能耗的比较结果作出判断。当实际设计的建筑能耗大于参照建筑的能耗时,调整部分设计参数(例如提高窗户的保温隔热性能、缩小窗户面积等等),重新计算设计建筑的能耗,直至设计建筑的能耗不大于参照建筑的能耗为止。
每一栋实际设计的建筑都对应一栋参照建筑。与实际设计的建筑相比,参照建筑除了在实际设计建筑不满足本标准的一些重要规定之处作了调整以满足本标准要求外,其他方面都相同。参照建筑在建筑为护结构的各个方面均应完全符合本标准的规定。

3.4.4

参照建筑围护结构的热工性能参数取值应按本标准第3.3.1条的规定取值。参照建筑的外墙和屋面的构造应与设计建筑一致。当本标准第3.3.1条对外窗(包括透光幕墙)太阳得热系数未作规定时,参照建筑外窗(包括透光幕墙)的太阳得热系数应与设计建筑一致。

条文说明

3.4.4 参照建筑是进行围护结构热工性能权衡判断时,作为计算满足标准要求的全年供暖和空气调节能耗用的基准建筑。所以参照建筑围护结构的热工性能参数应按本标准第3.3.1条的规定取值。
建筑外墙和屋面的构造、外窗(包括透光幕墙)的太阳得热系数都与供暖和空调能耗直接相关,因此参照建筑的这些参数必须与设计建筑完全一致。

3.4.5

建筑围护结构热工性能的权衡计算应符合本标准附录B的规定,并应按本标准附录C提供相应的原始信息和计算结果。

条文说明

3.4.5 权衡计算的目的是对围护结构的整体热工性能进行判断,是一种性能化评价方法,判断的依据是在相同的外部环境、相同的室内参数设定、相同的供暖空调系统的条件下,参照建筑和设计建筑的供暖、空调的总能耗。用动态方法计算建筑的供暖和空调能耗是一个非常复杂的过程,很多细节都会影响能耗的计算结果。因此,为了保证计算的准确性,本标准在附录B对权衡计算方法和参数设置等作出具体的规定。
需要指出的是,进行权衡判断时,计算出的是某种“标准”工况下的能耗,不是实际的供暖和空调能耗。本标准在规定这种“标准”工况时尽量使它合理并接近实际工况。
权衡判断计算后,设计人员应按本标准附录C提供计算依据的原始信息和计算结果,便于审查及判定。

4 供暖通风与空气调节

4.1 一般规定

4.1.1

甲类公共建筑的施工图设计阶段,必须进行热负荷计算和逐项逐时的冷负荷计算。

条文说明

4.1.1 强制性条文。为防止有些设计人员错误地利用设计手册中供方案设计或初步设计时估算用的单位建筑面积冷、热负荷指标,直接作为施工图设计阶段确定空调的冷、热负荷的依据,特规定此条为强制要求。用单位建筑面积冷、热负荷指标估算时,总负荷计算结果偏大,从而导致了装机容量偏大、管道直径偏大、水泵配置偏大、末端设备偏大的“四大”现象。其直接结果是初投资增高、能量消耗增加,给国家和投资人造成巨大损失。热负荷、空调冷负荷的计算应符合国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736-2012的有关规定,该标准中第5.2节和第7.2节分别对热负荷、空调冷负荷的计算进行了详细规定。
需要说明的是,对于仅安装房间空气调节器的房间,通常只做负荷估算,不做空调施工图设计,所以不需进行逐项逐时的冷负荷计算。

4.1.2

严寒A区和严寒B区的公共建筑宜设热水集中供暖系统,对于设置空气调节系统的建筑,不宜采用热风末端作为唯一的供暖方式;对于严寒C区和寒冷地区的公共建筑,供暖方式应根据建筑等级、供暖期天数、能源消耗量和运行费用等因素,经技术经济综合分析比较后确定。

条文说明

4.1.2 严寒A区和严寒B区供暖期长,不论在降低能耗或节省运行费用方面,还是提高室内舒适度、兼顾值班供暖等方面,通常采用热水集中供暖系统更为合理。
严寒C区和寒冷地区公共建筑的冬季供暖问题涉及很多因素,因此要结合实际工程通过具体的分析比较、优选后确定是否另设置热水集中供暖系统。

4.1.3

系统冷热媒温度的选取应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的有关规定。在经济技术合理时,冷媒温度宜高于常用设计温度,热媒温度宜低于常用设计温度。

条文说明

4.1.3 提倡低温供暖、高温供冷的目的:一是提高冷热源效率,二是可以充分利用天然冷热源和低品位热源,尤其在利用可再生能源的系统中优势更为明显,三是可以与辐射末端等新型末端配合使用,提高房间舒适度。本条实施的一个重要前提是分析系统设计的技术经济性。例如,对于集中供暖系统,使用锅炉作为热源的供暖系统采用低温供暖不一定能达到节能的目的;单纯提高冰蓄冷系统供水温度不一定合理,需要考虑投资和节能的综合效益。此外,低温供热或高温供冷通常会导致投资的增加,因而在方案选择阶段进行经济技术比较后确定热媒温度是十分必要的。

4.1.4

当利用通风可以排除室内的余热、余湿或其他污染物时,宜采用自然通风、机械通风或复合通风的通风方式。

条文说明

4.1.4 建筑通风被认为是消除室内空气污染、降低建筑能耗的最有效手段。当采用通风可以满足消除余热余湿要求时,应优先使用通风措施,可以大大降低空气处理的能耗。自然通风主要通过合理适度地改变建筑形式,利用热压和风压作用形成有组织气流,满足室内通风要求、减少能耗。复合通风系统与传统通风系统相比,最主要的区别在于通过智能化的控制与管理,在满足室内空气品质和热舒适的前提下,使一天的不同时刻或一年的不同季节交替或联合运行自然或机械通风系统以实现节能。

4.1.5

符合下列情况之一时,宜采用分散设置的空调装置或系统:
1 全年所需供冷、供暖时间短或采用集中供冷、供暖系统不经济;
2 需设空气调节的房间布置分散;
3 设有集中供冷、供暖系统的建筑中,使用时间和要求不同的房间;
4 需增设空调系统,而难以设置机房和管道的既有公共建筑。

条文说明

4.1.5 分散设置的空调装置或系统是指单一房间独立设置的蒸发冷却方式或直接膨胀式空调系统(或机组),包括为单一房间供冷的水环热泵系统或多联机空调系统。直接膨胀式与蒸发冷却式空调系统(或机组)的冷、热源的原理不同:直接膨胀式采用的是冷媒通过制冷循环而得到需要的空调冷、热源或空调冷、热风;而蒸发冷却式则主要依靠天然的干燥冷空气或天然的低温冷水来得到需要的空调冷、热源或空调冷、热风,在这一过程中没有制冷循环的过程。直接膨胀式又包括了风冷式和水冷式两类。这种分散式的系统更适宜应用在部分时间部分空间供冷的场所。
当建筑全年供冷需求的运行时间较少时,如果采用设置冷水机组的集中供冷空调系统,会出现全年集中供冷系统设备闲置时间长的情况,导致系统的经济性较差;同理,如果建筑全年供暖需求的时间少,采用集中供暖系统也会出现类似情况。因此,如果集中供冷、供暖的经济性不好,宜采用分散式空调系统。从目前情况看:建议可以以全年供冷运行季节时间3个月(非累积小时)和年供暖运行季节时间2个月,来作为上述的时间分界线。当然,在有条件时,还可以采用全年负荷计算与分析方法,或者通过供冷与供暖的“度日数”等方法,通过经济分析来确定。分散设置的空调系统,虽然设备安装容量下的能效比低于集中设置的冷(热)水机组或供热、换热设备,但其使用灵活多变,可适应多种用途、小范围的用户需求。同时,由于它具有容易实现分户计量的优点,能对行为节能起到促进作用。
对于既有建筑增设空调系统时,如果设置集中空调系统,在机房、管道设置方面存在较大的困难时,分散设置空调系统也是一个比较好的选择。

4.1.6

采用温湿度独立控制空调系统时,应符合下列要求:
1 应根据气候特点,经技术经济分析论证,确定高温冷源的制备方式和新风除湿方式;
2 宜考虑全年对天然冷源和可再生能源的应用措施;
3 不宜采用再热空气处理方式。

条文说明

4.1.6 温湿度独立控制空调系统将空调区的温度和湿度的控制与处理方式分开进行,通常是由干燥的新风来负担室内的湿负荷,用高温末端来负担室内的显热负荷,因此空气除湿后无需再热升温,消除了再热能耗。同时,降温所需要的高温冷源可由多种方式获得,其冷媒温度高于常规冷却除湿联合进行时的冷媒温度要求,即使采用人工冷源,系统制冷能效比也高于常规系统,因此冷源效率得到了大幅提升。再者,夏季采用高温末端之后,末端的换热能力增大,冬季的热媒温度可明显低于常规系统,这为使用可再生能源等低品位能源作为热源提供了条件。但目前处理潜热的技术手段还有待提高,设计不当则会导致投资过高或综合节能效益不佳,无法体现温湿度独立控制系统的优势。因此,温湿度独立控制空调系统的设计,需注意解决好以下问题:
1 除湿方式和高温冷源的选择
1)对于我国的潮湿地区[空气含湿量高于12g/(kg·干空气)],引入的新风应进行除湿处理,达到设计要求的含湿量之后再送入房间。设计者应通过对空调区全年温湿度要求的分析,合理采用各种除湿方式。如果空调区全年允许的温、湿度变化范围较大,冷却除湿能够满足使用要求,也是可应用的除湿的方式之一。对于干燥地区,将室外新风直接引入房间(干热地区可能需要适当的降温,但不需要专门的除湿措施),即可满足房间的除湿要求。
2)人工制取高温冷水、高温冷媒系统、蒸发冷却等方式或天然冷源(如地表水、地下水等),都可作为温湿度独立控制系统的高温冷源。因此应对建筑所在地的气候特点进行分析论证后合理采用,主要的原则是:尽可能减少人工冷源的使用。
2 考虑全年运行工况,充分利用天然冷源
1)由于全年室外空气参数的变化,设计采用人工冷源的系统,在过渡季节也可直接应用天然冷源或可再生能源等低品位能源。例如:在室外空气的湿球温度较低时,应采用冷却塔制取的16℃~18℃高温冷水直接供冷;与采用7℃冷水的常规系统相比,前者全年冷却塔供冷的时间远远多于后者,从而减少了冷水机组的运行时间。
2)当冬季供热与夏季供冷采用同一个末端设备时,例如夏季采用干式风机盘管或辐射末端设备,一般冬季采用同一末端时的热水温度在30℃/40℃即可满足要求,如果有低品位可再生热源,则应在设计中充分考虑和利用。
3 不宜采用再热方式
温湿度独立控制空调系统的优势即为温度和湿度的控制与处理方式分开进行,因此空气处理时通常不宜采用再热升温方式,避免造成能源的浪费。在现有的温湿度独立控制系统的设备中,有采用热泵蒸发器冷却除湿后,用冷凝热再热的方式。也有采用表冷器除湿后用排风、冷却水等进行再热的措施。它们的共同特点是:再热利用的是废热,但会造成冷量的浪费。

4.1.7

使用时间不同的空气调节区不应划分在同一个定风量全空气风系统中。温度、湿度等要求不同的空气调节区不宜划分在同一个空气调节风系统中。

条文说明

4.1.7 温湿度要求不同的空调区不应划分在同一个空调风系统中是空调风系统设计的一个基本要求,这也是多数设计人员都能够理解和考虑到的。但在实际工程设计中,一些设计人员忽视了不同空调区在使用时间等要求上的区别,出现了把使用时间不同的空气调节区划分在同一个定风量全空气风系统中的情况,不仅给运行与调节造成困难,同时也增大了能耗,为此强调应根据使用要求来划分空调风系统。

4.2 冷源与热源

4.2.1

供暖空调冷源与热源应根据建筑规模、用途、建设地点的能源条件、结构、价格以及国家节能减排和环保政策的相关规定,通过综合论证确定,并应符合下列规定:
1 有可供利用的废热或工业余热的区域,热源宜采用废热或工业余热。当废热或工业余热的温度较高、经技术经济论证合理时,冷源宜采用吸收式冷水机组。
2 在技术经济合理的情况下,冷、热源宜利用浅层地能、太阳能、风能等可再生能源。当采用可再生能源受到气候等原因的限制无法保证时,应设置辅助冷、热源。
3 不具备本条第1、2款的条件,但有城市或区域热网的地区,集中式空调系统的供热热源宜优先采用城市或区域热网。
4 不具备本条第1、2款的条件,但城市电网夏季供电充足的地区,空调系统的冷源宜采用电动压缩式机组。
5 不具备本条第1款~第4款的条件,但城市燃气供应充足的地区,宜采用燃气锅炉、燃气热水机供热或燃气吸收式冷(温)水机组供冷、供热。
6 不具备本条第1款~5款条件的地区,可采用燃煤锅炉、燃油锅炉供热,蒸汽吸收式冷水机组或燃油吸收式冷(温)水机组供冷、供热。
7 夏季室外空气设计露点温度较低的地区,宜采用间接蒸发冷却冷水机组作为空调系统的冷源。
8 天然气供应充足的地区,当建筑的电力负荷、热负荷和冷负荷能较好匹配、能充分发挥冷、热、电联产系统的能源综合利用效率且经济技术比较合理时,宜采用分布式燃气冷热电三联供系统。
9 全年进行空气调节,且各房间或区域负荷特性相差较大,需要长时间地向建筑同时供热和供冷,经技术经济比较合理时,宜采用水环热泵空调系统供冷、供热。
10 在执行分时电价、峰谷电价差较大的地区,经技术经济比较,采用低谷电能够明显起到对电网“削峰填谷”和节省运行费用时,宜采用蓄能系统供冷、供热。
11 夏热冬冷地区以及干旱缺水地区的中、小型建筑宜采用空气源热泵或土壤源地源热泵系统供冷、供热。
12 有天然地表水等资源可供利用,或者有可利用的浅层地下水且能保证100%回灌时,可采用地表水或地下水地源热泵系统供冷、供热。
13 具有多种能源的地区,可采用复合式能源供冷、供热。

条文说明

4.2.1 冷源与热源包括冷热水机组、建筑内的锅炉和换热设备、蒸发冷却机组、多联机、蓄能设备等。
建筑能耗占我国能源总消费的比例已达27.5%,在建筑能耗中,暖通空调系统和生活热水系统耗能比例接近60%。公共建筑中,冷、热源的能耗占空调系统能耗40%以上。当前,各种机组、设备类型繁多,电制冷机组、溴化锂吸收式机组及蓄冷蓄热设备等各具特色,地源热泵、蒸发冷却等利用可再生能源或天然冷源的技术应用广泛。由于使用这些机组和设备时会受到能源、环境、工程状况、使用时间及要求等多种因素的影响和制约,因此应客观全面地对冷热源方案进行技术经济比较分析,以可持续发展的思路确定合理的冷热源方案。
1 热源应优先采用废热或工业余热,可变废为宝,节约资源和能耗。当废热或工业余热的温度较高、经技术经济论证合理时,冷源宜采用吸收式冷水机组,可以利用废热或工业余热制冷。
2 面对全球气候变化,节能减排和发展低碳经济成为各国共识。我国政府于2009年12月在丹麦哥本哈根举行的《联合国气候变化框架公约》大会上,提出2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。随着《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国节约能源法》、《民用建筑节能条例》、《可再生能源中长期发展规划》等一系列法规的出台,政府一方面利用大量补贴、税收优惠政策来刺激清洁能源产业发展;另一方面也通过法规,帮助能源公司购买、使用可再生能源。因此,地源热泵系统、太阳能热水器等可再生能源技术应用的市场发展迅猛,应用广泛。但是,由于可再生能源的利用与室外环境密切相关,从全年使用角度考虑,并不是任何时候都可以满足应用需求,因此当不能保证时,应设置辅助冷、热源来满足建筑的需求。
3 发展城镇集中热源是我国北方供暖的基本政策,发展较快,较为普遍。具有城镇或区域集中热源时,集中式空调系统应优先采用。
4 电动压缩式机组具有能效高、技术成熟、系统简单灵活、占地面积小等特点,因此在城市电网夏季供电充足的区域,冷源宜采用电动压缩式机组。
5 对于既无城市热网,也没有较充足的城市供电的地区,采用电能制冷会受到较大的限制,如果其城市燃气供应充足的话,采用燃气锅炉、燃气热水机作为空调供热的热源和燃气吸收式冷(温)水机组作为空调冷源是比较合适的。
6 既无城市热网,也无燃气供应的地区,集中空调系统只能采用燃煤或者燃油来提供空调热源和冷源。采用燃油时,可以采用燃油吸收式冷(温)水机组。采用燃煤时,则只能通过设置吸收式冷水机组来提供空调冷源。这种方式应用时,需要综合考虑燃油的价格和当地环保要求。
7 在高温干燥地区,可通过蒸发冷却方式直接提供用于空调系统的冷水,减少了人工制冷的能耗,符合条件的地区应优先推广采用。通常来说,当室外空气的露点温度低于15℃时,采用间接式蒸发冷却方式,可以得到接近16℃的空调冷水来作为空调系统的冷源。直接水冷式系统包括水冷式蒸发冷却、冷却塔冷却、蒸发冷凝等。
8 从节能角度来说,能源应充分考虑梯级利用,例如采用热、电、冷联产的方式。《中华人民共和国节约能源法》明确提出:“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。”大型热电冷联产是利用热电系统发展供热、供电和供冷为一体的能源综合利用系统。冬季用热电厂的热源供热,夏季采用溴化锂吸收式制冷机供冷,使热电厂冬夏负荷平衡,高效经济运行。
9 水环热泵空调系统是用水环路将小型的水/空气热泵机组并联在一起,构成一个以回收建筑物内部余热为主要特点的热泵供暖、供冷的空调系统。需要长时间向建筑物同时供热和供冷时,可节省能源和减少向环境排热。
水环热泵空调系统具有以下优点:
1)实现建筑内部冷、热转移;
2)可独立计量;
3)运行调节比较方便,在需要长时间向建筑同时供热和供冷时,能够减少建筑外提供的供热量而节能。
但由于水环热泵系统的初投资相对较大,且因为分散设置后每个压缩机的安装容量较小,使得COP值相对较低,从而导致整个建筑空调系统的电气安装容量相对较大,因此,在设计选用时,需要进行较细的分析。从能耗上看,只有当冬季建筑物内存在明显可观的冷负荷时,才具有较好的节能效果。
10 蓄能系统的合理使用,能够明显提高城市或区域电网的供电效率,优化供电系统,转移电力高峰,平衡电网负荷。同时,在分时电价较为合理的地区,也能为用户节省全年运行电费。为充分利用现有电力资源,鼓励夜间使用低谷电,国家和各地区电力部门制定了峰谷电价差政策。
11 热泵系统属于国家大力提倡的可再生能源的应用范围,有条件时应积极推广。但是,对于缺水、干旱地区,采用地表水或地下水存在一定的困难,因此,中、小型建筑宜采用空气源或土壤源热泵系统为主(对于大型工程,由于规模等方面的原因,系统的应用可能会受到一些限制);夏热冬冷地区,空气源热泵的全年能效比较好,因此推荐使用;而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的热平衡,因此也推荐使用。对于水资源严重短缺的地区,不但地表水或地下水的使用受到限制,集中空调系统的冷却水在全年运行过程中,水量消耗较大的缺点也会凸现出来,因此,这些地区不应采用消耗水资源的空调系统形式和设备(例如冷却塔、蒸发冷却等),而宜采用风冷式机组。
12 当天然水可以有效利用或浅层地下水能够确保100%回灌时,也可以采用地表水或地下水源地源热泵系统,有效利用可再生能源。
13 由于可供空气调节的冷热源形式越来越多,节能减排的形势要求下,出现了多种能源形式向一个空调系统供能的状况,实现能源的梯级利用、综合利用、集成利用。当具有电、城市供热、天然气、城市煤气等多种人工能源以及多种可能利用的天然能源形式时,可采用几种能源合理搭配作为空调冷热源,如“电+气”、“电+蒸汽”等。实际上很多工程都通过技术经济比较后采用了复合能源方式,降低了投资和运行费用,取得了较好的经济效益。城市的能源结构若是几种共存,空调也可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。

4.2.2

除符合下列条件之一外,不得采用电直接加热设备作为供暖热源:
1 电力供应充足,且电力需求侧管理鼓励用电时;
2 无城市或区域集中供热,采用燃气、煤、油等燃料受到环保或消防限制,且无法利用热泵提供供暖热源的建筑;
3 以供冷为主、供暖负荷非常小,且无法利用热泵或其他方式提供供暖热源的建筑;
4 以供冷为主、供暖负荷小,无法利用热泵或其他方式提供供暖热源,但可以利用低谷电进行蓄热,且电锅炉不在用电高峰和平段时间启用的空调系统;
5 利用可再生能源发电,且其发电量能满足自身电加热用电量需求的建筑。

条文说明

4.2.2 强制性条文。合理利用能源、提高能源利用率、节约能源是我国的基本国策。我国主要以燃煤发电为主,直接将燃煤发电生产出的高品位电能转换为低品位的热能进行供暖,能源利用效率低,应加以限制。考虑到国内各地区的具体情况,只有在符合本条所指的特殊情况时方可采用。
1 随着我国电力事业的发展和需求的变化,电能生产方式和应用方式均呈现出多元化趋势。同时,全国不同地区电能的生产、供应与需求也是不相同的,无法做到一刀切的严格规定和限制。因此如果当地电能富裕、电力需求侧管理从发电系统整体效率角度,有明确的供电政策支持时,允许适当采用直接电热。
2 对于一些具有历史保护意义的建筑,或者消防及环保有严格要求无法设置燃气、燃油或燃煤区域的建筑,由于这些建筑通常规模都比较小,在迫不得已的情况下,也允许适当地采用电进行供热,但应在征求消防、环保等部门的批准后才能进行设计。
3 对于一些设置了夏季集中空调供冷的建筑,其个别局部区域(例如:目前在一些南方地区,采用内、外区合一的变风量系统且加热量非常低时——有时采用窗边风机及低容量的电热加热、建筑屋顶的局部水箱间为了防冻需求等)有时需要加热,如果为这些要求专门设置空调热水系统,难度较大或者条件受到限制或者投入非常高。因此,如果所需要的直接电能供热负荷非常小(不超过夏季空调供冷时冷源设备电气安装容量的20%)时,允许适当采用直接电热方式。
4 夏热冬暖或部分夏热冬冷地区冬季供热时,如果没有区域或集中供热,热泵是一个较好的方案。但是,考虑到建筑的规模、性质以及空调系统的设置情况,某些特定的建筑,可能无法设置热泵系统。当这些建筑冬季供热设计负荷较小,当地电力供应充足,且具有峰谷电差政策时,可利用夜间低谷电蓄热方式进行供暖,但电锅炉不得在用电高峰和平段时间启用。为了保证整个建筑的变压器装机容量不因冬季采用电热方式而增加,要求冬季直接电能供热负荷不超过夏季空调供冷负荷的20%,且单位建筑面积的直接电能供热总安装容量不超过20W/㎡。
5 如果建筑本身设置了可再生能源发电系统(例如利用太阳能光伏发电、生物质能发电等),且发电量能够满足建筑本身的电热供暖需求,不消耗市政电能时,为了充分利用其发电的能力,允许采用这部分电能直接用于供暖。

4.2.3

除符合下列条件之一外,不得采用电直接加热设备作为空气加湿热源:
1 电力供应充足,且电力需求侧管理鼓励用电时;
2 利用可再生能源发电,且其发电量能满足自身加湿用电量需求的建筑;
3 冬季无加湿用蒸汽源,且冬季室内相对湿度控制精度要求高的建筑。

条文说明

4.2.3 强制性条文。在冬季无加湿用蒸汽源,但冬季室内相对湿度的要求较高且对加湿器的热惰性有工艺要求(例如有较高恒温恒湿要求的工艺性房间),或对空调加湿有一定的卫生要求(例如无菌病房等),不采用蒸汽无法实现湿度的精度要求时,才允许采用电极(或电热)式蒸汽加湿器。

4.2.4

锅炉供暖设计应符合下列规定:
1 单台锅炉的设计容量应以保证其具有长时间较高运行效率的原则确定,实际运行负荷率不宜低于50%;
2 在保证锅炉具有长时间较高运行效率的前提下,各台锅炉的容量宜相等;
3 当供暖系统的设计回水温度小于或等于50℃时,宜采用冷凝式锅炉。

条文说明

4.2.4 本条中各款提出的是选择锅炉时应注意的问题,以便能在满足全年变化的热负荷前提下,达到高效节能运行的要求。
1 供暖及空调热负荷计算中,通常不计入灯光设备等得热,而将其作为热负荷的安全余量。但灯光设备等得热远大于管道热损失,所以确定锅炉房容量时无需计入管道热损失。负荷率不低于50%即锅炉单台容量不低于其设计负荷的50%。
2 燃煤锅炉低负荷运行时,热效率明显下降,如果能使锅炉的额定容量与长期运行的实际负荷接近,会得到较高的热效率。作为综合建筑的热源往往长时间在很低的负荷率下运行,由此基于长期热效率高的原则确定单台锅炉容量很重要,不能简单地等容量选型。但在保证较高的长期热效率的前提下,又以等容量选型最佳,因为这样投资节约、系统简洁、互备性好。
3 冷凝式锅炉即在传统锅炉的基础上加设冷凝式热交换受热面,将排烟温度降到40℃~50℃,使烟气中的水蒸气冷凝下来并释放潜热,可以使热效率提高到100%以上(以低位发热量计算),通常比非冷凝式锅炉的热效率至少提高10%~12%。燃料为天然气时,烟气的露点温度一般在55℃左右,所以当系统回水温度低于50℃,采用冷凝式锅炉可实现节能。

4.2.5

名义工况和规定条件下,锅炉的热效率不应低于表4.2.5的数值。


图示暂不可用

条文说明

4.2.5 强制性条文。中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布的特种设备安全技术规范《锅炉节能技术监督管理规程》TSG G0002-2010中,工业锅炉热效率指标分为目标值和限定值,达到目标值可以作为评价工业锅炉节能产品的条件之一。条文表中数值为该规程规定限定值,选用设备时必须要满足。

4.2.6

除下列情况外,不应采用蒸汽锅炉作为热源:
1 厨房、洗衣、高温消毒以及工艺性湿度控制等必须采用蒸汽的热负荷;
2 蒸汽热负荷在总热负荷中的比例大于70%且总热负荷不大于1.4MW。

条文说明

4.2.6 与蒸汽相比,热水作为供热介质的优势早已被实践证明,所以强调优先以水为锅炉供热介质的理念。但当蒸汽热负荷比例大,而总热负荷不大时,分设蒸汽供热与热水供热系统,往往导致系统复杂、投资偏高、锅炉选型困难,而且节能效果有限,所以此时统一供热介质,技术经济上往往更合理。
超高层建筑采用蒸汽供暖弊大于利,其优点在于比水供暖所需的管道尺寸小,换热器经济性更好,但由于介质温度高,竖向长距离输送,汽水管道易腐蚀等因素,会带来安全、管理的诸多困难。

4.2.7

集中空调系统的冷水(热泵)机组台数及单机制冷量(制热量)选择,应能适应负荷全年变化规律,满足季节及部分负荷要求。机组不宜少于两台,且同类型机组不宜超过4台;当小型工程仅设一台时,应选调节性能优良的机型,并能满足建筑最低负荷的要求。

条文说明

4.2.7 在大中型公共建筑中,或者对于全年供冷负荷变化幅度较大的建筑,冷水(热泵)机组的台数和容量的选择,应根据冷(热)负荷大小及变化规律确定,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,可选一台适合最小负荷的冷水机组,在最小负荷时开启小型制冷系统满足使用要求,这种配置方案已在许多工程中取得很好的节能效果。如果每台机组的装机容量相同,此时也可以采用一台或多台变频调速机组的方式。
对于设计冷负荷大于528kW以上的公共建筑,机组设置不宜少于两台,除可提高安全可靠性外,也可达到经济运行的目的。因特殊原因仅能设置一台时,应选用可靠性高,部分负荷能效高的机组。

4.2.8

电动压缩式冷水机组的总装机容量,应按本标准第4.1.1条的规定计算的空调冷负荷值直接选定,不得另作附加。在设计条件下,当机组的规格不符合计算冷负荷的要求时,所选择机组的总装机容量与计算冷负荷的比值不得大于1.1。

条文说明

4.2.8 强制性条文。从目前实际情况来看,舒适性集中空调建筑中,几乎不存在冷源的总供冷量不够的问题,大部分情况下,所有安装的冷水机组一年中同时满负荷运行的时间没有出现过,甚至一些工程所有机组同时运行的时间也很短或者没有出现过。这说明相当多的制冷站房的冷水机组总装机容量过大,实际上造成了投资浪费。同时,由于单台机组装机容量也同时增加,还导致了其在低负荷工况下运行,能效降低。因此,对设计的装机容量作出了本条规定。
目前大部分主流厂家的产品,都可以按照设计冷量的需求来提供冷水机组,但也有一些产品采用“系列化或规格化”生产。为了防止冷水机组的装机容量选择过大,本条对总容量进行了限制。
对于一般的舒适性建筑而言,本条规定能够满足使用要求。对于某些特定的建筑必须设置备用冷水机组时(例如某些工艺要求必须24h保证供冷的建筑等),其备用冷水机组的容量不统计在本条规定的装机容量之中。
应注意:本条提到的比值不超过1.1,是一个限制值。设计人员不应理解为选择设备时的“安全系数”。

4.2.9

采用分布式能源站作为冷热源时,宜采用由自身发电驱动、以热电联产产生的废热为低位热源的热泵系统。

条文说明

4.2.9 分布式能源站作为冷热源时,需优先考虑使用热电联产产生的废热,综合利用能源,提高能源利用效率。热电联产如果仅考虑如何用热,而电力只是并网上网,就失去了分布式能源就地发电(site generation)的意义,其综合能效还不及燃气锅炉,在现行上网电价条件下经济效益也很差,必须充分发挥自身产生电力的高品位能源价值。
采用热泵后综合一次能效理论上可以达到2.0以上,经济收益也可提高1倍左右。

4.2.10

采用电机驱动的蒸气压缩循环冷水(热泵)机组时,其在名义制冷工况和规定条件下的性能系数(COP)应符合下列规定:
1 水冷定频机组及风冷或蒸发冷却机组的性能系数(COP)不应低于表4.2.10的数值;
2 水冷变频离心式机组的性能系数(COP)不应低于表4.2.10中数值的0.93倍;
3 水冷变频螺杆式机组的性能系数(COP)不应低于表4.2.10中数值的0.95倍。


图示暂不可用

4.2.11

电机驱动的蒸气压缩循环冷水(热泵)机组的综合部分负荷性能系数(IPLV)应符合下列规定:
1 综合部分负荷性能系数(IPLV)计算方法应符合本标准第4.2.13条的规定;
2 水冷定频机组的综合部分负荷性能系数(IPLV)不应低于表4.2.11的数值;
3 水冷变频离心式冷水机组的综合部分负荷性能系数(IPLV)不应低于表4.2.11中水冷离心式冷水机组限值的1.30倍;
4 水冷变频螺杆式冷水机组的综合部分负荷性能系数(IPLV)不应低于表4.2.11中水冷螺杆式冷水机组限值的1.15倍。


图示暂不可用

条文说明

4.2.10 、4.2.11 第4.2.10条是强制性条文。随着人民生活水平的不断提高,建筑业的持续发展,公共建筑中空调的使用进一步普及,我国已成为冷水机组的制造大国,也是冷水机组的主要消费国,直接推动了冷水机组的产品性能和质量的提升。
冷水机组是公共建筑集中空调系统的主要耗能设备,其性能很大程度上决定了空调系统的能效。而我国地域辽阔,南北气候差异大,严寒地区公共建筑中的冷水机组夏季运行时问较短,从北到南,冷水机组的全年运行时间不断延长,而夏热冬暖地区部分公共建筑中的冷水机组甚至需要全年运行。在经济和技术分析的基础上,严寒寒冷地区冷水机组性能适当提升,建筑围护结构性能作较大幅度的提升;夏热冬冷和夏热冬暖地区,冷水机组性能提升较大,建筑围护结构热工性能作小幅提升。保证全国不同气候区达到一致的节能率。因此,本次修订根据冷水机组的实际运行情况及其节能潜力,对各气候区提出不同的限值要求。
实际运行中,冷水机组绝大部分时间处于部分负荷工况下运行,只选用单一的满负荷性能指标来评价冷水机组的性能不能全面地体现冷水机组的真实能效,还需考虑冷水机组在部分负荷运行时的能效。发达国家也多将综合部分负荷性能系数(IPLV)作为冷水机组性能的评价指标,美国供暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE)标准ASHARE90.1-2013以COP和IPLV作为评价指标,提供了Path A和Path B两种等效的办法,并给出了相应的限值。因此,本次修订对冷水机组的满负荷性能系数(COP)以及水冷冷水机组的综合部分负荷性能系数(IPLV)均作出了要求。
编制组调研了国内主要冷水机组生产厂家,获得不同类型、不同冷量和性能水平的冷水机组在不同城市的销售数据,对冷水机组性能和价格进行分析,确定我国冷水机组的性能模型和价格模型,以此作为分析的基准。以最优节能方案中冷水机组的节能目标与年收益投资比(SIR值)作为目标,确定冷水机组的性能系数(COP)限值和综合部分负荷性能系数(IPLV)限值。
2005版标准中只对水冷螺杆和离心式冷水机组的综合部分负荷性能系数(IPLV)提出要求,而未对风冷机组和水冷活塞或水冷涡旋式机组作出要求,本次修订增加了这部分要求。同时根据不同制冷量冷水机组的销售数据及性能特点对冷水机组的冷量分级进行了调整。
2006年~2011年的销售数据显示,目前市场上的离心式冷水机组主要集中于大冷量,冷量小于528kW的离心式冷水机组的生产和销售已基本停止,而冷量528kW~1163kW的冷水机组也只占到了离心式冷水机组总销售量的0.1%。因此在本次修订过程中,对于小冷量的离心式冷水机组只按照小于1163kW冷量范围作统一要求;而对大冷量的离心式冷水机组进行了进一步的细分,分别对制冷量在1163kW~2110kW、2110kW~5280kW,以及大于5280kW的离心机的销售数据和性能进行了分析,同时参考国内冷水机组的生产情况,冷量大于1163kW的离心机按照冷量范围在1163kW~2110kW和大于等于2110kW的机组分别作出要求。
水冷活塞/涡旋式冷水机组,冷量主要分布在小于528kW、528kW~1163kW的机组只占到该类型总销售量的2%左右,大于1163kW的机组已基本停止生产,并且根据该类型机组的性能特点,大容量的水冷活塞/涡旋式冷水机组与相同的螺杆式或离心式相比能效相差较大,当所需容量大于528kW时,不建议选用该类型机组,因此本标准对容量小于528kW的水冷活塞/涡旋式冷水机组作出统一要求。水冷螺杆式和风冷机组冷量分级不变。
现行国家标准《冷水机组能效限定值及能源效率等级》GB 19577和《单元式空气调节机能效限定值及能源效率等级》GB 19576为本标准确定能效最低值提供了参考。表2为摘自现行国家标准《冷水机组能效限定值及能源效率等级》GB 19577中的能源效率等级指标。图3为摘自《中国用能产品能效状况白皮书(2012)》中公布的冷水机组总体能效等级分布情况。
2005版标准中的限值是根据能效等级中的三级(离心)、四级(螺杆)和五级(活塞)分别作出要求的。根据《中国用能产品能效状况白皮书2012》中的数据显示,2011年我国销售的各类型冷水机组中,四级和五级能效产品占总量的16%,三级及以上产品占84%,其中节能产品(一级和二级能效)则占到了总量的57%。此外,根据调研得到的数据显示,当前主要厂家生产的主流冷水机组性能系数与2005版标准限值相比,高出比例大致为3.6%~42.3%,平均高出19.7%。可见,当前我国冷水机组的性能已经有了较大幅度的提升。
本标准修订后,表4.2.10中规定限值与2005版标准相比,各气候区能效限值提升比例,从严寒A、B区到夏热冬暖地区,各类型机组限值提升比例大致为4%~23%,其中应用较多、容量较大的螺杆和离心机组,限值提升也较多。根据各类型销量数据以及各气候区分布加权后,全国综合平均提升比例为12.9%,冷水机组能效提升所带来的空调系统节能率约为4.5%。将主要厂家主流产品性能与表4.2.10中规定限值进行对比,目前市场上有一部分产品性能将无法满足要求,各类产品应用在不同气候区,性能需要改善的产品所占比例,从北到南为11.5%~36.3%,全国加权平均后约有27.9%的冷水机组性能需要改善才能满足要求。
根据当前冷水机组市场价格,按照表4.2.10中规定限值要求,则气候区各类型冷水机组初投资成本增量比例,从北到南为11%~21.7%,全国加权平均增量成本比例约为19.1%,静态投资回收期约为4年~5年。
随着变频冷水机组技术的不断发展和成熟,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;但由于变频器功率损耗及电抗器、滤波器损耗,变频后机组的满负荷性能会有一定程度的降低。因此,对于变频机组,本标准主要基于定频机组的研究成果,根据机组加变频后其满负荷和部分负荷性能的变化特征,对变频机组的COP和IPLV限值要求在其对应定频机组的基础上分别作出调整。
当前我国的变频冷水机组主要集中于大冷量的水冷式离心机组和螺杆机组,机组变频后,部分负荷性能的变化差别较大。因此对变频离心和螺杆式冷水机组分别提出不同的调整量要求,并根据现有的变频冷水机组性能数据进行校核确定。
对于风冷式机组,计算COP和IPLV时,应考虑放热侧散热风机消耗的电功率;对于蒸发冷却式机组,计算COP和IPLV时,机组消耗的功率应包括放热侧水泵和风机消耗的电功率。双工况制冷机组制造时需照顾到两个工况工作条件下的效率,会比单工况机组低,所以不强制执行本条规定。
名义工况应符合现行国家标准《蒸气压缩循环冷水(热泵)机组第1部分:工业或商业用及类似用途的冷水(热泵)机组》GB/T 18430.1的规定,即:
1 使用侧:冷水出口水温7℃,水流量为0.172m³/(h·kW);
2 热源侧(或放热侧):水冷式冷却水进口水温30℃,水流量为0.215m³/(h·kW);
3 蒸发器


图示暂不可用


图示暂不可用


图示暂不可用

4.2.12

空调系统的电冷源综合制冷性能系数(SCOP)不应低于表4.2.12的数值。对多台冷水机组、冷却水泵和冷却塔组成的冷水系统,应将实际参与运行的所有设备的名义制冷量和耗电功率综合统计计算,当机组类型不同时,其限值应按冷量加权的方式确定。


图示暂不可用

条文说明

4.2.12 目前,大型公共建筑中,空调系统的能耗占整个建筑能耗的比例约为40%~60%,所以空调系统的节能是建筑节能的关键,而节能设计是空调系统节能的基础条件。
在现有的建筑节能标准中,只对单一空调设备的能效相关参数限值作了规定,例如规定冷水(热泵)机组制冷性能系数(COP)、单元式机组能效比等,却没有对整个空调冷源系统的能效水平进行规定。实际上,最终决定空调系统耗电量的是包含空调冷热源、输送系统和空调末端设备在内整个空调系统,整体更优才能达到节能的最终目的。这里,提出引入空调系统电冷源综合制冷性能系数(SCOP)这个参数,保证空调冷源部分的节能设计整体更优。
通过对公共建筑集中空调系统的配置及实测能耗数据的调查分析,结果表明:
1 在设计阶段,对电冷源综合制冷性能系数(SCOP)进行要求,在一定范围内能有效促进空调系统能效的提升,SCOP若太低,空调系统的能效必然也低,但实际运行并不是SCOP越高系统能效就一定越好。
2 电冷源综合制冷性能系数(SCOP)考虑了机组和输送设备以及冷却塔的匹配性,一定程度上能够督促设计人员重视冷源选型时各设备之间的匹配性,提高系统的节能性;但仅从SCOP数值的高低并不能直接判断机组的选型及系统配置是否合理。
3 电冷源综合制冷性能系数(SCOP)中没有包含冷水泵的能耗,一方面考虑到标准中对冷水泵已经提出了输送系数指标要求,另一方面由于系统的大小和复杂程度不同,冷水泵的选择变化较大,对SCOP绝对值的影响相对较大,故不包括冷水泵可操作性更强。
电冷源综合制冷性能系数(SCOP)的计算应注意以下事项:
1 制冷机的名义制冷量、机组耗电功率应采用名义工况运行条件下的技术参数;当设计与此不一致时,应进行修正。
2 当设计设备表上缺乏机组耗电功率,只有名义制冷性能系数(COP)数值时,机组耗电功率可通过名义制冷量除以名义性能系数获得。
3 冷却水流量按冷却水泵的设计流量选取,并应核对其正确性。由于水泵选取时会考虑富裕系数,因此核对流量时可考虑1~1.1的富裕系数。
4 冷却水泵扬程按设计设备表上的扬程选取。
5 水泵效率按设计设备表上水泵效率选取。
6 名义工况下冷却塔水量是指室外环境湿球温度28℃,进出水塔水温为37℃、32℃工况下该冷却塔的冷却水流量。确定冷却塔名义工况下的水量后,可根据冷却塔样本查对风机配置功率。
7 冷却塔风机配置电功率,按实际参与运行冷却塔的电机配置功率计入。
8 冷源系统的总耗电量按主机耗电量、冷却水泵耗电量及冷却塔耗电量之和计算。
9 电冷源综合制冷性能系数(SCOP)为名义制冷量(kW)与冷源系统的总耗电量(kW)之比。
10 根据现行国家标准《蒸气压缩循环冷水(热泵)机组 第1部分:工业或商业用及类似用途的冷水(热泵)机组》GB/T 18430.1的规定,风冷机组的制冷性能系数(COP)计算中消耗的总电功率包括了放热侧冷却风机的电功率,因此风冷机组名义工况下的制冷性能系数(COP)值即为其综合制冷性能系数(SCOP)值。
11 本条文适用于采用冷却塔冷却、风冷或蒸发冷却的冷源系统,不适用于通过换热器换热得到的冷却水的冷源系统。利用地表水、地下水或地埋管中循环水作为冷却水时,为了避免水质或水压等各种因素对系统的影响而采用了板式换热器进行系统隔断,这时会增加循环水泵,整个冷源的综合制冷性能系数(SCOP)就会下降;同时对于地源热泵系统,机组的运行工况也不同,因此,不适用于本条文规定。

4.2.13

电机驱动的蒸气压缩循环冷水(热泵)机组的综合部分负荷性能系数(IPLV)应按下式计算:


图示暂不可用

条文说明

4.2.13 冷水机组在相当长的运行时间内处于部分负荷运行状态,为了降低机组部分负荷运行时的能耗,对冷水机组的部分负荷时的性能系数作出要求。
IPLV是对机组4个部分负荷工况条件下性能系数的加权平均值,相应的权重综合考虑了建筑类型、气象条件、建筑负荷分布以及运行时间,是根据4个部分负荷工况的累积负荷百分比得出的。
相对于评价冷水机组满负荷性能的单一指标COP而言,IPLV的提出提供了一个评价冷水机组部分负荷性能的基准和平台,完善了冷水机组性能的评价方法,有助于促进冷水机组生产厂商对冷水机组部分负荷性能的改进,促进冷水机组实际性能水平的提高。
受IPLV的计算方法和检测条件所限,IPLV具有一定适用范围:
1 IPLV只能用于评价单台冷水机组在名义工况下的综合部分负荷性能水平;
2 IPLV不能用于评价单台冷水机组实际运行工况下的性能水平,不能用于计算单台冷水机组的实际运行能耗;
3 IPLV不能用于评价多台冷水机组综合部分负荷性能水平。
IPLV在我国的实际工程应用中出现了一些误区,主要体现在以下几个方面:
1 对IPLV公式中4个部分负荷工况权重理解存在偏差,认为权重是4个部分负荷对应的运行时间百分比;
2 用IPLV计算冷水机组全年能耗,或者用IPLV进行实际项目中冷水机组的能耗分析;
3 用IPLV评价多台冷水机组系统中单台或者冷机系统的实际运行能效水平。
IPLV的提出完善了冷水机组性能的评价方法,但是计算冷水机组及整个系统的效率时,仍需要利用实际的气象资料、建筑物的负荷特性、冷水机组的台数及配置、运行时间、辅助设备的性能进行全面分析。
从2005年至今,我国公共建筑的分布情况以及空调系统运行水平发生了很大变化,这些都会导致IPLV计算公式中权重系数的变化,为了更好地反映我国冷水机组的实际使用条件,本次标准修订对IPLV计算公式进行了更新。
本次标准修订建立了我国典型公共建筑模型数据库,数据库包括了各类型典型公共建筑的基本信息、使用特点及分布情况,同时调研了主要冷水机组生产厂家的冷机性能及销售等数据,为建立更完善的IPLV计算方法提供了数据基础。根据对国内主要冷水机组生产厂家提供的销售数据的统计分析结果,选取我国21个典型城市进行各类典型公共建筑的逐时负荷计算。这些城市的冷机销售量占到了统计期(2006年~2011年)销售总量的94.8%,基本覆盖我国冷水机组的实际使用条件。
编制组对我国各气候区内21个典型城市的6类常用冷水机组作为冷源的典型公共建筑分别进行了IPLV公式的计算,以各城市冷机销售数据、不同气候区内不同类型公共建筑面积分布为权重系数进行统计平均,确定全围统一的IPLV计算公式。
IPLV规定的工况为现行国家标准《蒸气压缩循环冷水(热泵)机组 第1部分:工业或商业用及类似用途的冷水(热泵)机组》GB/T 18430.1中标准测试工况,即蒸发器出水温度为7℃,冷凝器进水温度为30℃,冷凝器的水流量为0.215m³/(h·kW);在非名义工况(即不同于IPLV规定的工况)下,其综合部分负荷性能系数即NPLV也应按公式(4.2.13)计算,但4种部分负荷率条件下的性能系数的测试工况,应满足GB/T 18430.1中NPLV的规定工况。

4.2.14

采用名义制冷量大于7.1kW、电机驱动的单元式空气调节机、风管送风式和屋顶式空气调节机组时,其在名义制冷工况和规定条件下的能效比(EER)不应低于表4.2.14的数值。


图示暂不可用

条文说明

4.2.14 强制性条文。现行国家标准《单元式空气调节机》GB/T 17758已经开始采用制冷季节能效比SEER、全年性能系数APF作为单元机的能效评价指标,但目前大部分厂家尚无法提供其机组的SEER、APF值,现行国家标准《单元式空气调节机能效限定值及能源效率等级》GB 19576仍采用EER指标,因此,本标准仍然沿用EER指标。EER为名义制冷工况下,制冷量与消耗的电量的比值,名义制冷工况应符合现行国家标准《单元式空调机组》GB/T 17758的有关规定。

4.2.15

空气源热泵机组的设计应符合下列规定:
1 具有先进可靠的融霜控制,融霜时间总和不应超过运行周期时间的20%;
2 冬季设计工况下,冷热风机组性能系数(COP)不应小于1.8,冷热水机组性能系数(COP)不应小于2.0;
3 冬季寒冷、潮湿的地区,当室外设计温度低于当地平衡点温度时,或当室内温度稳定性有较高要求时,应设置辅助热源;
4 对于同时供冷、供暖的建筑,宜选用热回收式热泵机组。

条文说明

4.2.15 空气源热泵机组的选型原则。
1 空气源热泵的单位制冷量的耗电量较水冷冷水机组大,价格也高,为降低投资成本和运行费用,应选用机组性能系数较高的产品。此外,先进科学的融霜技术是机组冬季运行的可靠保证。机组在冬季制热运行时,室外空气侧换热盘管低于露点温度时,换热翅片上就会结霜,会大大降低机组运行效率,严重时无法运行,为此必须除霜。除霜的方法有很多,最佳的除霜控制应判断正确,除霜时间短,融霜修正系数高。近年来各厂家为此都进行了研究,对于不同气候条件采用不同的控制方法。设计选型时应对此进行了解,比较后确定。
2 空气源热泵机组比较适合于不具备集中热源的夏热冬冷地区。对于冬季寒冷、潮湿的地区使用时必须考虑机组的经济性和可靠性。室外温度过低会降低机组制热量;室外空气过于潮湿使得融霜时间过长,同样也会降低机组的有效制热量,因此设计师必须计算冬季设计状态下机组的COP,当热泵机组失去节能上的优势时就不应采用。对于性能上相对较有优势的空气源热泵冷热水机组的COP限定为2.0;对于规格较小、直接膨胀的单元式空调机组限定为1.8。冬季设计工况下的机组性能系数应为冬季室外空调或供暖计算温度条件下,达到设计需求参数时的机组供热量(W)与机组输入功率(W)的比值。
3 空气源热泵的平衡点温度是该机组的有效制热量与建筑物耗热量相等时的室外温度。当这个温度高于建筑物的冬季室外计算温度时,就必须设置辅助热源。
空气源热泵机组在融霜时机组的供热量就会受到影响,同时会影响到室内温度的稳定度,因此在稳定度要求高的场合,同样应设置辅助热源。设置辅助热源后,应注意防止冷凝温度和蒸发温度超出机组的使用范围。辅助加热装置的容量应根据在冬季室外计算温度情况下空气源热泵机组有效制热量和建筑物耗热量的差值确定。
4 带有热回收功能的空气源热泵机组可以把原来排放到大气中的热量加以回收利用,提高了能源利用效率,因此对于有同时供冷、供热要求的建筑应优先采用。

4.2.16

空气源、风冷、蒸发冷却式冷水(热泵)式机组室外机的设置,应符合下列规定:
1 应确保进风与排风通畅,在排出空气与吸入空气之间不发生明显的气流短路;
2 应避免污浊气流的影响;
3 噪声和排热应符合周围环境要求;
4 应便于对室外机的换热器进行清扫。

条文说明

4.2.16 空气源热泵或风冷制冷机组室外机设置要求。
1 空气源热泵机组的运行效率,很大程度上与室外机的换热条件有关。考虑主导风向、风压对机组的影响,机组布置时避免产生热岛效应,保证室外机进、排风的通畅,一般出风口方向3m内不能有遮挡。防止进、排风短路是布置室外机时的基本要求。当受位置条件等限制时,应创造条件,避免发生明显的气流短路;如设置排风帽,改变排风方向等方法,必要时可以借助于数值模拟方法辅助气流组织设计。此外,控制进、排风的气流速度也是有效避免短路的一种方法;通常机组进风气流速度宜控制在1.5m/s~2.0m/s,排风口的排气速度不宜小于7m/s。
2 室外机除了避免自身气流短路外,还应避免含有热量、腐蚀性物质及油污微粒等排放气体的影响,如厨房油烟排气和其他室外机的排风等。
3 室外机运行会对周围环境产生热污染和噪声污染,因此室外机应与周围建筑物保持一定的距离,以保证热量有效扩散和噪声自然衰减。室外机对周围建筑产生的噪声干扰,应符合现行国家标准《声环境质量标准》GB 3096的要求。
4 保持室外机换热器清洁可以保证其高效运行,因此为清扫室外机创造条件很有必要。

4.2.17

采用多联式空调(热泵)机组时,其在名义制冷工况和规定条件下的制冷综合性能系数IPLV(C)不应低于表4.2.17的数值。


图示暂不可用

条文说明

4.2.17 强制性条文。近年来多联机在公共建筑中的应用越来越广泛,并呈逐年递增的趋势。相关数据显示,2011年我国集中空调产品中多联机的销售量已经占到了总量的34.8%(包括直流变频和数码涡旋机组),多联机已经成为我国公共建筑中央空调系统中非常重要的用能设备。数据显示,到2011年市场上的多联机产品已经全部为节能产品(1级和2级),而1级能效产品更是占到了总量的98.8%,多联机产品的广阔市场推动了其技术的迅速发展。
现行国家标准《多联式空调(热泵)机组》GB/T 18837正在修订中,而现行国家标准《多联式空调(热泵)机组能效限定值及能源效率等级》GB 21454中以IPLV(C)作为其能效考核指标。因此,本标准采用制冷综合性能指标IPLV(C)作为能效评价指标。名义制冷工况和规定条件应符合现行国家标准《多联式空调(热泵)机组》GB/T 18837的有关规定。
表3为摘录自现行国家标准《多联式空调(热泵)机组能效限定值及能源效率等级》GB 21454中多联式空调(热泵)机组的能源效率等级限值要求。
对比上述要求,表4.2.17中规定的制冷综合性能指标限值均达到该标准中的一级能效要求。


图示暂不可用

4.2.18

除具有热回收功能型或低温热泵型多联机系统外,多联机空调系统的制冷剂连接管等效长度应满足对应制冷工况下满负荷时的能效比(EER)不低于2.8的要求。

条文说明

4.2.18 多联机空调系统是利用制冷剂(冷媒)输配能量的,在系统设计时必须考虑制冷剂连接管(配管)内制冷剂的重力与摩擦阻力对系统性能的影响。因此,设计系统时应根据系统的制冷量和能效比衰减程度来确定每个系统的服务区域大小,以提高系统运行时的能效比。设定因管长衰减后的主机制冷能效比(EER)不小于2.8,也体现了对制冷剂连接管合理长度的要求。“制冷剂连接管等效长度”是指室外机组与最远室内机之间的气体管长度与该管路上各局部阻力部件的等效长度之和。
本标准相比国家现行标准《多联机空调系统工程技术规程》JGJ 174及《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736中的相应条文减少了“当产品技术资料无法满足核算要求时,系统冷媒管等效长度不宜超过70m”的要求。这是因为随着多联机行业的不断发展及进步,各厂家均能提供齐全的技术资料,不存在无法核算的情况。
制冷剂连接管越长,多联机系统的能效比损失越大。目前市场上的多联机通常采用R410A制冷剂,由于R410A制冷剂的黏性和摩擦阻力小于R22制冷剂,故在相同的满负荷制冷能效比衰减率的条件下,其连接管允许长度比R22制冷剂系统长。根据厂家技术资料,当R410A系统的制冷剂连接管实际长度为90m~100m或等效长度在110m~120m时,满负荷时的制冷能效比(EER)下降13%~17%,制冷综合性能系数IPLV(C)下降10%以内。而目前市场上优良的多联机产品,其满负荷时的名义制冷能效比可达到3.30,连接管增长后其满负荷时的能效比(EER)为2.74~2.87。设计实践表明,多联机空调系统的连接管等效长度在110m~120m,已能满足绝大部分大型建筑室内外机位置设置的要求。然而,对于一些特殊场合,则有可能超出该等效长度,故采用衰减后的主机制冷能效比(EER)限定值(不小于2.8)来规定制冷剂连接管的最大长度具有科学性,不仅能适应特殊场合的需求,而且有利于产品制造商提升技术,一方面继续提高多联机的能效比,另一方面探索减少连接管长度对性能衰减影响的技术途径,以推动多联机企业的可持续发展。
此外,现行国家标准《多联式空调(热泵)机组》GB/T 18837及《多联式空调(热泵)机组能效限定值及能源效率等级》GB 21454均以综合制冷性能系数[IPLV(C)]作为多联机的能效评价指标,但由于计算连接管长度时[IPLV(C)]需要各部分负荷点的参数,各厂家很少能提供该数据,且计算方法较为复杂,对设计及审图造成困难,故本条使用满负荷时的制冷能效比(EER)作为评价指标,而不使用[IPLV(C)]指标。

4.2.19

采用直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组时,其在名义工况和规定条件下的性能参数应符合表4.2.19的规定。


图示暂不可用

条文说明

4.2.19 强制性条文。本条规定的性能参数略高于现行国家标准《溴化锂吸收式冷水机组能效限定值及能效等级》GB 29540中的能效限定值。表4.2.19中规定的性能参数为名义工况的能效限定值。直燃机性能系数计算时,输入能量应包括消耗的燃气(油)量和机组自身的电力消耗两部分,性能系数的计算应符合现行国家标准《直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组》GB/T 18362的有关规定。

4.2.20

对冬季或过渡季存在供冷需求的建筑,应充分利用新风降温;经技术经济分析合理时,可利用冷却塔提供空气调节冷水或使用具有同时制冷和制热功能的空调(热泵)产品。

条文说明

4.2.20 对于冬季或过渡季需要供冷的建筑,当条件合适时,应考虑采用室外新风供冷。当建筑物室内空间有限,无法安装风管,或新风、排风口面积受限制等原因时,在室外条件许可时,也可采用冷却塔直接提供空调冷水的方式,减少全年运行冷水机组的时间。通常的系统做法是:当采用开式冷却塔时,用被冷却塔冷却后的水作为一次水,通过板式换热器提供二次空调冷水(如果是闭式冷却塔,则不通过板式换热器,直接提供),再由阀门切换到空调冷水系统之中向空调机组供冷水,同时停止冷水机组的运行。不管采用何种形式的冷却塔,都应按当地过渡季或冬季的气候条件,计算空调末端需求的供水温度及冷却水能够提供的水温,并得出增加投资和回收期等数据,当技术经济合理时可以采用。也可考虑采用水环热泵等可同时具有制冷和制热功能的系统,实现能量的回收利用。

4.2.21

采用蒸汽为热源,经技术经济比较合理时,应回收用汽设备产生的凝结水。凝结水回收系统应采用闭式系统。

条文说明

4.2.21 目前一些供暖空调用汽设备的凝结水未采取回收措施或由于设计不合理和管理不善,造成大量的热量损失。为此应认真设计凝结水回收系统,做到技术先进,设备可靠,经济合理。凝结水回收系统一般分为重力、背压和压力凝结水回收系统,可按工程的具体情况确定。从节能和提高回收率考虑,应优先采用闭式系统即凝结水与大气不直接相接触的系统。
回收利用有两层含义:
1 回到锅炉房的凝结水箱;
2 作为某些系统(例如生活热水系统)的预热在换热机房就地换热后再回到锅炉房。后者不但可以降低凝结水的温度,而且充分利用了热量。

4.2.22

对常年存在生活热水需求的建筑,当采用电动蒸汽压缩循环冷水机组时,宜采用具有冷凝热回收功能的冷水机组。

条文说明

4.2.22 制冷机在制冷的同时需要排除大量的冷凝热,通常这部分热量由冷却系统通过冷却塔散发到室外大气中。宾馆、医院、洗浴中心等有大量的热水需求,在空调供冷季节也有较大或稳定的热水需求,采用具有冷凝热回收(部分或全部)功能的机组,将部分冷凝热或全部冷凝热进行回收予以有效利用具有显著的节能意义。
冷凝热的回收利用要同时考虑质(温度)和量(热量)的因素。不同形式的冷凝热回收机组(系统)所提供的冷凝器出水最高温度不同,同时,由于冷凝热回收的负荷特性与热水的使用在时间上存在差异,因此,在系统设计中需要采用蓄热装置和考虑是否进行必要的辅助加热装置。是否采用冷凝热回收技术和采用何种形式的冷凝热回收系统需要通过技术经济比较确定。
强调“常年”二字,是要求注意到制冷机组具有热回收的时段,主要是针对夏季和过渡季制冷机需要运行的季节,而不仅仅限于冬季需要。此外生活热水的范围比卫生热水范围大,例如可以是厨房需要的热水等。

4.3 输配系统

4.3.1

集中供暖系统应采用热水作为热媒。

条文说明

4.3.1 采用热水作为热媒,不仅对供暖质量有明显的提高,而且便于调节。因此,明确规定散热器供暖系统应采用热水作为热媒。

4.3.2

集中供暖系统的热力入口处及供水或回水管的分支管路上,应根据水力平衡要求设置水力平衡装置。

条文说明

4.3.2 在供暖空调系统中,由于种种原因,大部分输配环路及热(冷)源机组(并联)环路存在水力失调,使得流经用户及机组的流量与设计流量不符。加上水泵选型偏大,水泵运行在不合适的工作点处,导致水系统大流量、小温差运行,水泵运行效率低、热量输送效率低。并且各用户处室温不一致,近热源处室温偏高,远热源处室温偏低。对热源来说,机组达不到其额定出力,使实际运行的机组台数超过按负荷要求的台数。造成了能耗高,供热品质差。
设置水力平衡装置后,可以通过对系统水力分布的调整与设定。保持系统的水力平衡,提高系统输配效率,保证获得预期的供暖效果,达到节能的目的。

4.3.3

在选配集中供暖系统的循环水泵时,应计算集中供暖系统耗电输热比(EHR-h),并应标注在施工图的设计说明中。集中供暖系统耗电输热比应按下式计算:


图示暂不可用

条文说明

4.3.3 规定集中供暖系统耗电输热比(EHR-h)的目的是为了防止采用过大的循环水泵,提高输送效率。公式(4.3.3)同时考虑了不同管道长度、不同供回水温差因素对系统阻力的影响。本条计算思路与《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26-2010第5.2.16条一致,但根据公共建筑实际情况对相关参数进行了调整。
居住建筑集中供暖时,可能有多幢建筑,存在供暖外网的可能性较大,但公共建筑的热力站大多数建在自身建筑内,因此,在确定公共建筑耗电输热比(EHR-h)时,需要考虑一定的区别,即重点不是考虑外网的长度,而是热力站的供暖半径。这样,原居住建筑计算时考虑的室内干管部分,在这里统一采用供暖半径即热力站至供暖末端的总长度替代了,并同时对B值进行了调整。
考虑室内干管比摩阻与∑L≤400m时室外管网的比摩阻取值差距不大,为了计算方便,本标准在∑L≤400m时,全部按照α=0.0115来计算。与现行行业标准《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26相比,此时略微提高了要求,但对于公共建筑是合理的。

4.3.4

集中供暖系统采用变流量水系统时,循环水泵宜采用变速调节控制。

条文说明

4.3.4 对于变流量系统,采用变速调节,能够更多地节省输送能耗,水泵调速技术是目前比较成熟可靠的节能方式,容易实现且节能潜力大,调速水泵的性能曲线宜为陡降型。一般采用根据供回水管上的压差变化信号,自动控制水泵转速调节的控制方式。

4.3.5

集中空调冷、热水系统的设计应符合下列规定:
1 当建筑所有区域只要求按季节同时进行供冷和供热转换时,应采用两管制空调水系统;当建筑内一些区域的空调系统需全年供冷、其他区域仅要求按季节进行供冷和供热转换时,可采用分区两管制空调水系统;当空调水系统的供冷和供热工况转换频繁或需同时使用时,宜采用四管制空调水系统。
2 冷水水温和供回水温差要求一致且各区域管路压力损失相差不大的中小型工程,宜采用变流量一级泵系统;单台水泵功率较大时,经技术经济比较,在确保设备的适应性、控制方案和运行管理可靠的前提下,空调冷水可采用冷水机组和负荷侧均变流量的一级泵系统,且一级泵应采用调速泵。
3 系统作用半径较大、设计水流阻力较高的大型工程,空调冷水宜采用变流量二级泵系统。当各环路的设计水温一致且设计水流阻力接近时,二级泵宜集中设置;当各环路的设计水流阻力相差较大或各系统水温或温差要求不同时,宜按区域或系统分别设置二级泵,且二级泵应采用调速泵。
4 提供冷源设备集中且用户分散的区域供冷的大规模空调冷水系统,当二级泵的输送距离较远且各用户管路阻力相差较大,或者水温(温差)要求不同时,可采用多级泵系统,且二级泵等负荷侧各级泵应采用调速泵。

条文说明

4.3.5 集中空调冷(热)水系统设计原则。
1 工程实践已充分证明,在季节变化时只是要求相应作供冷/供暖空调工况转换的空调系统,采用两管制水系统完全可以满足使用要求,因此予以推荐。
建筑内存在需全年供冷的区域时(不仅限于内区),这些区域在非供冷季首先应该直接采用室外新风做冷源,例如全空气系统增大新风比、独立新风系统增大新风量。只有在新风冷源不能满足供冷量需求时,才需要在供热季设置为全年供冷区域单独供冷水的管路,即分区两管制系统。对于一般工程,如仅在理论上存在一些内区,但实际使用时发热量常比夏季采用的设计数值小且不长时间存在,或这些区域面积或总冷负荷很小,冷源设备无法为之单独开启,或这些区域冬季即使短时温度较高也不影响使用,如为其采用相对复杂投资较高的分区两管制系统,工程中常出现不能正常使用的情况,甚至在冷负荷小于热负荷时房间温度过低而无供热手段的情况。因此工程中应考虑建筑是否真正存在面积和冷负荷较大的需全年供应冷水的区域,确定最经济和满足要求的空调管路制式。
2 变流量一级泵系统包括冷水机组定流量、冷水机组变流量两种形式。冷水机组定流量、负荷侧变流量的一级泵系统形式简单,通过末端用户设置的两通阀自动控制各末端的冷水量需求,同时,系统的运行水量也处于实时变化之中,在一般情况下均能较好地满足要求,是目前应用最广泛、最成熟的系统形式。当系统作用半径较大或水流阻力较高时,循环水泵的装机容量较大,由于水泵为定流量运行,使得冷水机组的供回水温差随着负荷的降低而减少,不利于在运行过程中水泵的运行节能,因此一般适用于最远环路总长度在500m之内的中小型工程。通常大于55kW的单台水泵应调速变流量,大于30kW的单台水泵宜调速变流量。
随着冷水机组性能的提高,循环水泵能耗所占比例上升,尤其当单台冷水机组所需流量较大时或系统阻力较大时,冷水机组变流量运行水泵的节能潜力较大。但该系统涉及冷水机组允许变化范围,减少水量对冷机性能系数的影响,对设备、控制方案和运行管理等的特殊要求等,因此应经技术和经济比较,与其他系统相比,节能潜力较大并确有技术保障的前提下,可以作为供选择的节能方案。
系统设计时,应重点考虑以下两个方面:
(1)冷水机组对变水量的适应性:重点考虑冷水机组允许的变流量范围和允许的流量变化速率;
(2)设备控制方式:需要考虑冷水机组的容量调节和水泵变速运行之间的关系,以及所采用的控制参数和控制逻辑。
冷水机组应能适应水泵变流量运行的要求,其最低流量应低于50%的额定流量,其最高流量应高于额定流量;同时,应具备至少每分钟30%流量变化的适应能力。一般离心式机组宜为额定流量的30%~130%,螺杆式机组宜为额定流量的40%~120%。从安全角度来讲,适应冷水流量快速变化的冷水机组能承受每分钟30%~50%的流量变化率;从对供水温度的影响角度来讲,机组允许的每分钟流量变化率不低于10%(具体产品有一定区别)。流量变化会影响机组供水温度,因此机组还应有相应的控制功能。本处所提到的额定流量指的是供回水温差为5℃时蒸发器的流量。
水泵的变流量运行,可以有效降低运行能耗,还可以根据年运行小时数量来降低冷水输配侧的管径,达到降低初投资的目的。美国ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2004就有此规定,但只是要求300kPa、37kW以上的水泵变流量运行,而到ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2010出版时,有了更严格的要求。ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2010中规定,当末端采用两通阀进行开关量或模拟量控制负荷,只设置一台冷水泵且其功率大于3.7kW或冷水泵超过一台且总功率大于7.5kW时,水泵必须变流量运行,并且其流量能够降到设计流量的50%或以下,同时其运行功率低于30%的设计功率;当冷水机组不能适应变流量运行且冷水泵总功率小于55kW时,或者末端虽然有采用两通阀进行开关量或模拟量控制负荷,但是其数量不超过3个时,冷水泵可不作变流量运行。
3 二级泵系统的选择设计
(1)机房内冷源侧阻力变化不大,多数情况下,系统设计水流阻力较高的原因是系统的作用半径造成的,因此系统阻力是推荐采用二级泵或多级泵系统的充要条件。当空调系统负荷变化很大时,首先应通过合理设置冷水机组的台数和规格解决小负荷运行问题,仅用靠增加负荷侧的二级泵台数无法解决根本问题,因此“负荷变化大”不列入采用二级泵或多级泵的条件。
(2)各区域水温一致且阻力接近时完全可以合用一组二级泵,多台水泵根据末端流量需要进行台数和变速调节,大大增加了流量调解范围和各水泵的互为备用性。且各区域末端的水路电动阀自动控制水量和通断,即使停止运行或关闭检修也不会影响其他区域。以往工程中,当各区域水温一致且阻力接近,仅使用时间等特性不同,也常按区域分别设置二级泵,带来如下问题:
一是水泵设置总台数多于合用系统,有的区域流量过小采用一台水泵还需设置备用泵,增加投资;
二是各区域水泵不能互为备用,安全性差;
三是各区域最小负荷小于系统总最小负荷,各区域水泵台数不可能过多,每个区域泵的流量调节范围减少,使某些区域在小负荷时流量过大、温差过小,不利于节能。
(3)当系统各环路阻力相差较大时,如果分区分环路按阻力大小设置和选择二级泵,有可能比设置一组二级泵更节能。阻力相差“较大”的界限推荐值可采用0.05MPa,通常这一差值会使得水泵所配电机容量规格变化一档。
(4)工程中常有空调冷热水的一些系统与冷热源供水温度的水温或温差要求不同,又不单独设置冷热源的情况。可以采用再设换热器的间接系统,也可以采用设置二级混水泵和混水阀旁通调节水温的直接串联系统。后者相对于前者有不增加换热器的投资和运行阻力,不需再设置一套补水定压膨胀设施的优点。因此增加了当各环路水温要求不一致时按系统分设二级泵的推荐条件。
4 对于冷水机组集中设置且各单体建筑用户分散的区域供冷等大规模空调冷水系统,当输送距离较远且各用户管路阻力相差非常悬殊的情况下,即使采用二级泵系统,也可能导致二级泵的扬程很高,运行能耗的节省受到限制。这种情况下,在冷源侧设置定流量运行的一级泵,为共用输配干管设置变流量运行的二级泵,各用户或用户内的各系统分别设置变流量运行的三级泵或四级泵的多级泵系统,可降低二级泵的设计扬程,也有利于单体建筑的运行调节。如用户所需水温或温差与冷源不同,还可通过三级(或四级)泵和混水阀满足要求。

4.3.6

空调水系统布置和管径的选择,应减少并联环路之间压力损失的相对差额。当设计工况下并联环路之间压力损失的相对差额超过15%时,应采取水力平衡措施。

4.3.7

采用换热器加热或冷却的二次空调水系统的循环水泵宜采用变速调节。

条文说明

4.3.7 一般换热器不需要定流量运行,因此推荐在换热器二次水侧的二次循环泵采用变速调节的节能措施。

4.3.8

除空调冷水系统和空调热水系统的设计流量、管网阻力特性及水泵工作特性相近的情况外,两管制空调水系统应分别设置冷水和热水循环泵。

条文说明

4.3.8 由于冬夏季空调水系统流量及系统阻力相差很大,两管制系统如冬夏季合用循环水泵,一般按系统的供冷运行工况选择循环泵,供热时系统和水泵工况不吻合,往往水泵不在高效区运行,且系统为小温差大流量运行,浪费电能;即使冬季改变系统的压力设定值,水泵变速运行,水泵冬季在设计负荷下也可能长期低速运行,降低效率,因此不允许合用。
如冬夏季冷热负荷大致相同,冷热水温差也相同(例如采用直燃机、水源热泵等),流量和阻力基本吻合,或者冬夏不同的运行工况与水泵特性相吻合时,从减少投资和机房占用面积的角度出发,也可以合用循环泵。
值得注意的是,当空调热水和空调冷水系统的流量和管网阻力特性及水泵工作特性相吻合而采用冬、夏共用水泵的方案时,应对冬、夏两个工况情况下的水泵轴功率要求分别进行校核计算,并按照轴功率要求较大者配置水泵电机,以防止水泵电机过载。

4.3.9

在选配空调冷(热)水系统的循环水泵时,应计算空调冷(热)水系统耗电输冷(热)比[EC(H)R-a],并应标注在施工图的设计说明中。空调冷(热)水系统耗电输冷(热)比计算应符合下列规定:
1 空调冷(热)水系统耗电输冷(热)比应按下式计算:
2 空调冷(热)水系统耗电输冷(热)比计算参数应符合下列规定:
1)空气源热泵、溴化锂机组、水源热泵等机组的热水供回水温差应按机组实际参数确定;直接提供高温冷水的机组,冷水供回水温差应按机组实际参数确定。
2)多台水泵并联运行时,A值应按较大流量选取。
3)两管制冷水管道的B值应按四管制单冷管道的B值选取;多级泵冷水系统,每增加一级泵,B值可增加5;多级泵热水系统,每增加一级泵,B值可增加4。
4)两管制冷水系统α计算式应与四管制冷水系统相同。
5)当最远用户为风机盘管时,∑L应按机房出口至最远端风机盘管的供回水管道总长度减去100m确定。


图示暂不可用

条文说明

4.3.9 空调冷(热)水系统耗电输冷(热)比反映了空调水系统中循环水泵的耗电与建筑冷热负荷的关系,对此值进行限制是为了保证水泵的选择在合理的范围,降低水泵能耗。
与本标准2005版相比,本条文根据实际情况对计算公式及相关参数进行了调整:
1 本标准2005版中,系统阻力以一个统一规定的水泵的扬程H来代替,而实际工程中,水系统的供冷半径差距较大,如果用一个规定的水泵扬程(标准规定限值为36m)并不能完全反映实际情况,也会给实际工程设计带来一些困难。因此,本条文在修订过程中的一个思路就是:系统半径越大,允许的限值也相应增大。故把机房及用户的阻力和管道系统长度引起的阻力分别计算,以B值反映了系统内除管道之外的其他设备和附件的水流阻力,α∑L则反映系统管道长度引起的阻力。同时也解决了管道长度阻力α在不同长度时的连续性问题,使得条文的可操作性得以提高。公式中采用设计冷(热)负荷计算,避免了由于应用多级泵和混水泵造成的水温差和水流量难以确定的状况发生。
2 温差的确定。对于冷水系统,要求不低于5℃的温差是必需的,也是正常情况下能够实现的。在这里对四个气候区的空调热水系统分别作了最小温差的限制,也符合相应气候区的实际情况,同时考虑到了空调自动控制与调节能力的需要。对非常规系统应按机组实际参数确定。
A值是反映水泵效率影响的参数,由于流量不同,水泵效率存在一定的差距,因此A值按流量取值,更符合实际情况。根据现行国家标准《清水离心泵能效限定值及节能评价值》GB 19762中水泵的性能参数,并满足水泵工作在高效区的要求,当水泵水流量≤60m3/h时,水泵平均效率取63%;当60m³/h<水泵水流量≤200m³/h时,水泵平均效率取69%;当水泵水流量>200m³/h时,水泵平均效率取71%。
当最远用户为空调机组时,∑L为从机房出口至最远端空调机组的供回水管道总长度;当最远用户为风机盘管时,∑L应减去100m。

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