暖通空调绿色低碳若干问题研究及实践_20页_4mb

暖通空调绿色低碳若干问题研究及实践总结

核心内容

本报告围绕“双碳”目标，探讨暖通空调系统在绿色低碳发展中的关键问题与解决方案。报告涵盖背景、方法、成果与实践，重点分析建筑能耗与碳排放现状、系统优化策略、可再生能源利用及全生命周期管理等方向，提出了多项创新技术与研究成果，推动暖通空调系统的低碳化与高效化发展。

主要观点

• “双碳”目标：实现碳排放达峰后逐步回落，通过植树造林、节能减排等形式实现“零排放”。
• 建筑能耗与碳排放：暖通空调系统在建筑运行能耗和碳排放中占比显著，需重点优化。
• 绿色建筑理念：强调全寿命周期内资源节约、环境友好与健康舒适。
• 系统优化方向：降低能耗需从“降低需求”与“提高能效”两方面入手，同时充分利用可再生能源。
• 全链条管理：涵盖从项目建议书到拆除的全过程，采用全过程工程咨询与EPC工程总承包模式。

关键信息

1. 建筑能耗与碳排放现状

• 建筑运行占全国能源消费约21.9%，占全国能源相关碳排放约21.6%。
• 暖通空调系统占建筑运行能耗和碳排放约40%~60%、35%~55%。
• 2024年全国电力装机容量中，风电和太阳能发电总装机容量已达到2020年的3倍以上。

2. 系统优化策略

• 降低需求：通过优化设计与运行控制，减少冷热量需求。
• 提高能效：提升设备性能系数（COP），如水源热泵机组供冷时COP为4.47、3.81，供暖时COP为4.28、3.68。
• 可再生能源利用：广泛使用太阳能、浅层地能、中深层地能、空气能等，提升系统柔性调节能力。
• 水系统与风系统优化：降低水系统阻力，优化风管设计，减少风机功率消耗。

3. 系统问题与解决方法

• 装机容量匹配问题：根据实际负荷合理配置设备，避免配置过大。
• 新风无序供应与气流组织效率差：通过新风联动控制与气流组织优化提高系统效率。
• 全空气一次回风系统切换问题：优化空气处理过程，实现系统快速切换。
• 地下车库排风量问题：优化排风量计算方法，减少排风量，提升能效。

4. 理论研究

• 供暖换热器附加系数：改进选型公式，精准匹配末端需求，降低附加系数。
• 集中空调大温差水系统节能判定：提出节能判定公式，结果显示采用8°C温差时，制冷机房总耗电量降低约10.09%~13.02%。
• 风机功率影响因素：建立风机功率计算公式，分析风管材质、规格、局部阻力等对能耗的影响。
• 碳排放计算方法：建立垂直埋管地源热泵系统碳排放计算模型，分析系统生命周期内碳排放分布。
• 排风量计算优化：提出稀释浓度法优化公式，减少排风量，提高系统效率。

5. 技术成果

• 多源耦合中深层地源热泵系统：结合太阳能、中深层地源与空气源，实现供暖、供冷、蓄能功能。
• 蓄能型太阳能、土壤源复合热泵系统：结合峰谷电价，实现短时蓄能与跨季节蓄能。
• 复合式地源热泵系统：解决地埋管空间有限、换热效果衰减问题，提高可再生能源利用率。
• 新风与风机盘管联锁系统：提升系统节能性，实现新风与风机盘管联动控制。
• 贴附通风空调系统：优化气流组织，提高能源利用效率。

6. 实践案例

• 国家生物育种中心350亩科研用地一期：采用太阳能、浅层地能、空气能复合系统，降低装机冷热负荷约23%。
• 河南地质大厦：采用桩间垂直埋管地源热泵+冷水机组，预留市政热源接口。
• 国网运维检修用房：采用空气源热泵供冷供暖，水系统整体降低阻力。
• 富士康科技园：采用分区能源站+冷水机组+锅炉供冷供暖，回收冷凝水提高资源利用率。
• 仁康医院：采用多种空调系统形式，合理选择附加系数，优化水系统阻力。

结论与建议

1. 合理配置供暖换热器，根据建筑热工分区选择附加系数。
2. 供暖换热器总换热量应在设计热负荷基础上乘以附加系数1.1~1.15。
3. 一台换热器停止工作时，剩余换热器应保障供热量不低于设计值的65%（寒冷地区）或70%（严寒地区）。
4. 推广多源耦合、复合式地源热泵系统，提升可再生能源利用率与系统可靠性。
5. 优化排风量计算与风机功率设计，降低系统能耗。
6. 强化全生命周期管理，推动全过程工程咨询与EPC工程总承包模式。

成果统计

• 5项课题
• 7项标准
• 18件专利
• 20篇论文
• 10余个工程应用案例

附件与图表

• 碳排放达峰曲线
• 零碳电力结构图
• 建筑能耗与碳排放占比图
• 系统性能系数对比图
• 供暖换热器附加系数表
• 空调系统生命周期碳排放图
• 风机功率计算公式
• 排风量优化公式
• 多源耦合热泵系统结构图
• 复合式地源热泵系统结构图
• 新风与风机盘管联锁系统结构图
• 贴附通风系统结构图