基于暖通空调设计方案的技术经济比较探究

摘要：随着现代建筑技术的不断进步与发展，暖通空调系统作为建筑物中不可或缺的重要组成部分，扮演着至关重要的角色。其在提供舒适宜居环境、保障人们生活与工作质量方面具有不可替代的功能。然而，随着社会经济的发展和环境问题的日益凸显，如何在满足舒适性需求的同时，实现节能减排、经济效益的平衡成为了当前暖通空调系统设计所面临的重要课题。

关键词：暖通空调；冷热源设计方案；技术经济比较

引言

在建筑工程领域中，基于暖通空调设计方案的技术经济比较具有重要意义。随着能源消耗和环境保护问题的日益突显，选择合适的暖通空调设计方案至关重要。通过对不同方案的技术特点、投资回报期、能效比等进行比较分析，可以有效指导建筑工程实践中的空调系统方案选择，帮助实现节能减排和经济效益的双重目标。因此，该研究对于推动可持续建筑发展、减少能源消耗和环境污染具有深远的意义。

1.暖通空调系统在建筑设计中的重要性

暖通空调系统作为建筑设计中至关重要的组成部分，扮演着多方面的关键角色。暖通空调系统可以提供舒适的室内环境，包括适当的温度、湿度和空气质量，从而提升居住者和工作人员的生活品质和工作效率。暖通空调系统还在保障建筑物内部空气流通和新鲜度，有助于排除有害气体和微生物，保持室内空气清洁和健康。暖通空调系统还对建筑物的结构和材料起到保护作用，避免湿气和温度变化对建筑物产生损害。在节能减排方面，通过合理设计暖通空调系统可以降低能源消耗，减少碳排放，达到节能环保的目的。同时，暖通空调系统的设计与实施也直接影响建筑物的整体能效表现，从而影响建筑物的长期运行成本和持续经济效益。暖通空调系统在建筑设计中的重要性不仅体现在提供舒适的室内环境和保障健康，还涉及到建筑物结构的保护、能源消耗的优化以及经济效益的提升等多个方面。在建筑设计中，合理选择并优化暖通空调设计方案，是确保建筑物功能完善、运行高效和环保可持续的重要保证。

2.基于暖通空调冷热源设计方案的技术经济比较

2.1技术方面的比较

在进行基于暖通空调冷热源设计方案的技术经济比较时，需要对不同暖通空调系统的技术特点进行详细比较。可以从能效比、制冷/制热效率、室内空气质量控制等方面进行技术参数的比较分析。针对具体的案例项目，还可以统计和分析不同系统在实际运行过程中的性能数据，包括设备运行稳定性、空调效果、设备故障率等信息。通过这些数据的收集与对比，有助于客观评估不同暖通空调系统在技术性能上的优劣势。举例来说，可以对比电制冷冷水机组+燃气锅炉的形式、溴化锂直燃机空调系统和多联机空调系统等三种空调冷热源方案的技术特点。传统的电制冷冷水机组+燃气锅炉空调系统在大型建筑中应用广泛，其特点在于制冷/制热效率较高，运行不受环境温度影响，较为稳定；溴化锂直燃机空调系统形式可以提供制冷、制热及生活热水，可以在空调季节提供生活热水，运行较为稳定，制冷/制热性能系数较低，运行不受室外环境温度影响；多联机空调系统布置灵活，有较好的变频能力，且在部分负荷情况下运行效率较高，可以更好的适应建筑在部分负荷下的制冷需求。三种空调冷热源方案主要技术对比详见下表一。

通过对比三种空调冷热源方案的技术特点和数据性能，可以为选择合适的空调冷热源设计方案提供客观的依据。未来随着科技的不断进步，还应考虑新技术在空调系统中的应用，如人工智能技术在负荷预测、制冷系统运行策略主动寻优等方面的应用，以及智能化控制系统、可再生能源整合等等，这些新技术的引入能否提升系统的技术水平和性能表现也是重要的比较对象。因此，技术方面的比较不仅包括对传统暖通空调系统的性能指标比较，还需关注新兴技术对系统性能提升的潜力和可能带来的影响。

2.2经济方面的比较

在建筑工程中，空调冷热源系统的选择不仅影响着室内环境的舒适度，还直接关系到项目的成本及经济效益。本文将对上节中的三种空调冷热源方案进行经济性比较，分析其在某一个制冷季同一建筑规模的制冷量需求下的初投资及运行费用等。

综合对比情况分析，在工程项目中，多联机系统以其灵活的安装和分区控制能力受到青睐。在同一参照建筑空调冷负荷为2326KW的情况下，多联机系统的每小时运行费用约为455元。电制冷冷水机组+燃气锅炉的冷热源方案在大型建筑中应用广泛，具有稳定的性能和较高的制冷效率。在相同空调冷负荷情况下，螺杆机组冷源方案的每小时运行费用约为315元。溴化锂直燃机冷热源方案具备同时制冷、制热和供应生活热水的功能，溴化锂直燃机利用天然气作为能源，适用于有充足天然气供应的地区。在同等规模空调冷负荷的情况下，溴化锂直燃机冷源方案的每小时运行费用约为461元，其中包含了电费和气费。

不同暖通空调系统在经济性方面存在差异，三种空调冷热源方案对比情况下，螺杆式冷水机组+燃气锅炉初投资最低，运行费用最低，需要设置专门的设备机房，冷热源机房面积较大，土建成本较大；溴化锂直燃机冷热源方案则初投资高，运行费用也高，制冷/制热性能系数较低，运行费用受燃气价格影响因素较大，需要设置冷热源机房；多联机系统则介于两者之间，相比于螺杆式冷水机组+燃气锅炉冷热源方案初期投资较高，运行费用也较高。在选择暖通空调系统时，应综合考虑建筑规模、系统运行效率、能源价格、使用需求等因素，以实现最佳的经济效益。

2.3实例分析：基于具体项目空调冷热源的技术经济比较案例研究

长沙地区某党校改造工程需要对宿舍楼进行改造，建设方要求配置中央空调系统，需要实现宿舍楼分楼层启停、空调系统高效节能运行的要求。同时改造工程建筑层高仅3.2m，层高较低，楼层设备管线空间较为受限。党校宿舍档次要求较高，且属于间歇性使用，全年运行时间不长，且运行相对比较分散，学员大规模（该工程学员宿舍满员400人）入驻的时间不多，因此对建筑分区控制空调启停的要求较高。

对比分析，该工程属于改造项目，设备机房和管井条件受限，改造楼栋无地下室，设置电制冷冷水机组+燃气锅炉的机房的条件不足，若设置电制冷+燃气锅炉空调系统，则需要另外单独新建设备机房，土建改造造价较高，燃气锅炉房需要满足泄爆要求，且项目楼栋属于老旧房屋，屋顶结构荷载不足，冷却塔无法设置在屋顶。另外，考虑项目所在地燃气价格上浮，溴化锂直燃机空调系统制冷/制热性能较低，且也需要单独的机房和冷却塔设置条件，故溴化锂直燃机空调系统也不适用。而多联机空调系统与党校在部分负荷运行下的高效节能运行要求相匹配，同时满足建设方要求分区控制空调启停的要求，可以实现分楼层、分区域设置子系统，节能效果较好，可无需专门的制冷机房，楼层空调管线所占空间较小，节省建筑空间。在该党校改造工程的情况下，多联机空调系统较为适用，既能满足该改造工程的实际受限建筑条件，又能较好的满足建设方的使用功能需求。基于以上技术经济考虑，最终选定了多联机空调系统为该党校宿舍楼改造工程的空调方案。

3.展望未来暖通空调系统节能的发展

随着全球对能源效率和环境保护意识的增强，未来暖通空调系统的发展将朝着智能化、绿色化和集成化的方向迈进。智能化是技术发展的核心趋势之一，通过引入先进的物联网技术，暖通空调系统将实现更加精准的室内环境监测和自动调节，不仅提升用户的舒适体验，还能有效降低能耗。人工智能算法的应用将使得系统能够学习用户的习惯和偏好，实现个性化的温度和湿度控制。绿色化是另一重要趋势，随着可再生能源技术的成熟，如太阳能、地热能等将被更广泛地应用于暖通空调系统中，减少对化石能源的依赖。同时，新型环保制冷剂的研发和应用将减少对臭氧层的破坏和全球变暖潜能。集成化则是系统优化的关键，未来的暖通空调系统将更加注重与其他建筑系统的整合，如与建筑能源管理系统（BEMS）的集成，实现能源的优化配置和高效利用。此外，集成化设计将使得系统更加灵活，便于安装和维护，同时也便于未来的升级和改造。

可持续发展理念将成为未来经济增长的主旋律，绿色低碳发展将成为各国共同追求的目标，推动绿色技术和产业的发展。可持续发展的关键在于实现经济增长的同时保护环境资源，其中可再生能源利用和能效提升是重要方向。通过技术创新和政策支持，逐步减少对传统化石燃料的依赖，降低温室气体排放，实现低碳清洁能源转型。提升能源利用效率也至关重要。优化能源消耗结构，采用先进技术改造旧设备，采用高效节能空调设备，提升空调设备运行效率，实施节能改造措施，有效提高能源利用效率。加强能源管理、推广智能化节能设备和系统，培养节能意识，促进节能文化建设也是关键。

结束语

在空调冷热源设计方案的技术经济比较探究中，我们深入分析了不同空调冷热源方案的技术和经济特点，并结合实际工程案例分析了各对比空调冷热源方案的对比优势，强调了在技术先进与运行高效的同时，实现经济合理性的重要性。明确在选择空调冷热源系统时，应综合考虑建筑规模、系统运行效率、能源价格、使用需求等因素，从而实现最佳的经济效益。

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作者简介：蒋昌文（1990-10），汉族，硕士，工程师，江西萍乡人，主要从事暖通设计工作