空調(diào)冷熱源方案的選擇及分析

　　冷熱源方案的選擇是空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計過程中的一個重要的決策環(huán)節(jié)。關(guān)系到項目的投資、運行費用、對環(huán)境的影響、能耗等重要問題。本文試圖研究空調(diào)系統(tǒng)冷熱源方案的選擇方法，找到一種科學(xué)、合理、簡便的決策方法，提出了簡單而實用的層次分析法。為工程技術(shù)人員選擇空調(diào)系統(tǒng)令熱源提供理論指導(dǎo)。

　　
　　空調(diào)冷熱源方案選擇的原則及指標(biāo)體系的設(shè)置
　　
　　(一)空調(diào)冷熱源方案選擇的原則
　　
　　空調(diào)冷熱源方案選擇的具體原則可歸納為以下幾點：
　　
　　熱源設(shè)備的選用，應(yīng)按照國家能源政策和符合環(huán)保、消防、安全技術(shù)規(guī)定，以及根據(jù)當(dāng)?shù)啬茉垂?yīng)情況來選擇，應(yīng)以電和天然氣為主，大中城市宜選用燃?xì)狻⑷加湾仩t，鄉(xiāng)鎮(zhèn)可選用燃煤鍋爐，
　　
　　若當(dāng)?shù)毓╇娋o張，有熱電站供熱或有足夠的冬季供暖鍋爐，特別是有廢熱、余熱可資利用時，應(yīng)優(yōu)先選用溴化鋰吸收式制冷機；
　　
　　當(dāng)?shù)毓╇娋o張，且夏季供應(yīng)廉價的天然氣，同時技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，可選用直燃式溴化鋰吸收式制冷機；
　　
　　直燃式溴化鋰吸收式制冷機與溴化鋰吸收式制冷機相比，具有許多優(yōu)點，因此，在同等條件下特別是有廉價天然氣可資利用時，應(yīng)優(yōu)先選用；
　　
　　積極發(fā)展集中供熱、區(qū)域供冷供熱站和熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。
　　
　　按性能系數(shù)高低來選擇制冷設(shè)備的順序為：離心式、螺桿式、活塞式、吸收式、渦旋式；
　　
　　考慮建筑全年空調(diào)負(fù)荷分布規(guī)律和制冷機部分負(fù)荷下的調(diào)節(jié)特性，合理選擇機型、臺數(shù)和調(diào)節(jié)方式，提高制冷系統(tǒng)在部分負(fù)荷下的運行效率，以降低全年總能耗；
　　
　　為了平衡供電峰谷差，有條件時應(yīng)積極推廣蓄冷空調(diào)和低溫送風(fēng)或大溫差供水相結(jié)合的系統(tǒng)；
　　
　　保護(hù)大氣臭氧層，積極采用cFc和HCFC替代制冷劑。當(dāng)今世界公認(rèn)的三大環(huán)保問題(臭氧層破壞、溫室效應(yīng)、酸雨)均與空調(diào)中制冷設(shè)備的各種排放物質(zhì)有關(guān)。在選用冷熱源設(shè)備時，應(yīng)注意其所使用工質(zhì)符合環(huán)保要求；
　　
　　選用風(fēng)冷還是水冷機組須因地制宜，因工程而異。一般大型工程宜選用水冷機組，小型工程或缺水地區(qū)宜選用風(fēng)冷機組；
　　
　　上述10個基本的選型原則，并非選型中考慮的全部因素和問題，但它是基本的、必要的。其它諸如產(chǎn)品的冷量調(diào)節(jié)范圍、水資源狀況、噪聲、外形尺寸、電源的電壓等級、占地、重量、無故障運行周期、服務(wù)質(zhì)量等多種因素，也可能階段性地上升為突出問題。
　　
　　(二)空調(diào)冷熱源方案選擇指標(biāo)體系的設(shè)置
　　
　　空調(diào)冷熱源方案設(shè)計是一個普遍性與特殊性相結(jié)合的問題，應(yīng)在考慮具體設(shè)計特定條件的基礎(chǔ)上，對符合要求的各備選方案在總體上進(jìn)行比較。比較本身就是一個相對的概念，為了對各備選方案進(jìn)行比較，就需要有一系列性能指標(biāo)、經(jīng)濟指標(biāo)和實物指標(biāo)，對方案進(jìn)行比較時，s*先要求這些指標(biāo)是可比的，特別是代表方案價值的主要指標(biāo)必須具有可比性。
　　
　　一般情況下，選擇空調(diào)冷熱源方案時應(yīng)考慮以下因素：
　　
　　節(jié)省的初投資和節(jié)省的運行費用。對某一具體空調(diào)系統(tǒng)，不同冷熱源方案各設(shè)備價格差別較大，單獨從某個數(shù)字是不能直觀地判斷方案優(yōu)劣，通常的做法是對不同冷熱源方案總的初投資和年總運行費用分別進(jìn)行比較。在工程項目方案設(shè)計階段，計算各方案總的初投資和年總運行費用是比較困難的，這就需要建立一個基準(zhǔn)方案(通常指常規(guī)的電動式冷水機組十熱源)，使所有備選方案與基準(zhǔn)方案比較，這樣，不僅使評價指標(biāo)的二者之間具有可比性，而且大大簡化了工程計算量，使比較結(jié)果更直觀、更簡潔。
　　
　　能效比?？照{(diào)制冷是能耗大戶，量多面廣，提高產(chǎn)品效率、采用節(jié)能型產(chǎn)品，是擺在我們面前的重要課題?？照{(diào)系統(tǒng)能耗在建筑能耗中占有很大的比例，雖然在運行費用中己包含能源消耗的費用，但是各種能源的價格并不完全反映能源消耗的多寡。節(jié)能是我國的基本國策，因此，在選擇冷熱源方案時，還應(yīng)注意減少系統(tǒng)的能量消耗，單獨作為一項予以考慮。
　　
　　能源的發(fā)展規(guī)劃，能源是我國現(xiàn)代化建設(shè)的戰(zhàn)略重點，一直被放在優(yōu)先發(fā)展的地位，能源的發(fā)展規(guī)劃也是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。因此，必須重視選擇對環(huán)境有利的能源技術(shù)，特別是清潔煤利用技術(shù)，提高能源利用率。
　　
　　環(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境已受到全世界范圍內(nèi)的廣泛重視，也已成為我國的一項基本國策。因而，將環(huán)境污染單獨作為一項(獨立于社會效益)評選指標(biāo)，是很有必要的。
　　
　　運行的可靠性、安全性、操作維護(hù)的方便程度、經(jīng)濟壽命，是冷熱源系統(tǒng)正常工作的基本前提和根本保障。
　　
　　節(jié)省的機房面積(包含燃油鍋爐房要求的儲煤、渣面積，燃油鍋爐房貯油條件等)，盡管在計算初投資時已考慮了場地占用費，但土地價格受影響因素較多，且建筑用地逐年擴張，土地價格變化較大，節(jié)約使用土地、合理利用機房面積有著重要意義，故單獨考慮。
　　
　　電力調(diào)荷潛力，空調(diào)系統(tǒng)的能耗占電力總消耗的比重越來越大，造成城市電力供需矛盾十分尖銳。目前大多城市電力系統(tǒng)峰谷差急劇增加，電網(wǎng)負(fù)荷率明顯下降，高峰電力嚴(yán)重不足等問題，致使電網(wǎng)經(jīng)常拉閘限電。因此．選擇將高峰需求盡可能抑制到z*低或轉(zhuǎn)移高峰需求的冷熱源設(shè)備，不但對能源利用、電廠投入、電網(wǎng)經(jīng)濟運行有利，而且通過削峰或移峰，將潛力季節(jié)性電能、低谷電能、棄水電能充分利用起來，促進(jìn)新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用和用能結(jié)構(gòu)調(diào)整。
　　
　　綜上所述，將空調(diào)冷熱源方案的影響因素歸納為經(jīng)濟性因素、技術(shù)條件、環(huán)境影響、社會效益四個因素，構(gòu)成方案選擇的準(zhǔn)則層。在比較準(zhǔn)則時還要綜合考慮節(jié)省初投資、節(jié)省運行費用、節(jié)省的機房占地面積，能效比、區(qū)域電力調(diào)荷潛力、環(huán)境污染、安全可靠性、經(jīng)濟壽命、能源發(fā)展規(guī)劃等九個因素。這些因素中前六項是定量的，是可以估算的，后三項是定性的。通過估算量化指標(biāo)，結(jié)合專家意見定性分析定性指標(biāo)，可以將不同的冷熱源方案在同一準(zhǔn)則下進(jìn)行排序。
　　
　　三、空調(diào)冷熱源方案選擇方法的確定
　　
　　冷熱源選擇的過程需要考慮上述多種因素。實際上確定各因素的熏要性是決策的基礎(chǔ)要求和重要內(nèi)容，由于能同時滿足上述各因素的冷熱源型式不存在，故能找到的只能是綜合條件下的滿意解或可行解，根據(jù)滿意的程度，可以確定各種冷熱源型式的優(yōu)劣排隊次序。
　　
　　空調(diào)冷熱源可供選擇的各方案，雖然都可達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，但技術(shù)與經(jīng)濟效果不同，人們往往希望充分利用現(xiàn)有的條件，達(dá)到技術(shù)與經(jīng)濟總體效果z*佳的方案，這就是z*優(yōu)化的問題。
　　
　　優(yōu)化的方法很多，如何尋找一個簡單、合理、可靠的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)化方法，使之既有堅實的理論背景，又能客觀地反映決策者的主觀意識，成為人們所關(guān)注的問題。而層次分析法(Analytical HterarchyProcess，以下簡稱AHP)正好能夠完全滿足上述要求。s*先提出這種方法的是美國匹茲堡大學(xué)教授、運籌學(xué)家薩締(ThomasL．Saaty)于20世紀(jì)70年代提出的一種系統(tǒng)分析方法，它綜合了定性與定量分析，模擬人的決策思維過程，具有思路清晰、方法簡便、適用面廣、系統(tǒng)性強等特點，是分析多目標(biāo)、多因素、多準(zhǔn)則的復(fù)雜大系統(tǒng)的有力工具。
　　
　　本文全面分析了不同冷熱源的特點，為正確選擇冷熱源提供了基本依據(jù)，對層次分析法進(jìn)行了初步探討，還需通過進(jìn)一步研究評價冷熱源的相關(guān)因素，建立更為完整的評價指標(biāo)體系，并運用科學(xué)的選擇、理論分析方法，使冷熱源的選擇更加科學(xué)合理，并貼近工程實際和便于應(yīng)用。