5.5 冷热源

目录上节下节查找检索

工业建筑节能设计统一标准 GB51245-2017

变小

变大

底色

5.5.1 除符合下列情况外，不得采用电作为直接供暖或空调的热源：

1 采用燃油、燃煤设备受环保或消防严格限制，且无生产余热或无区域热源及气源时；

2 有峰谷电价的区域，仅在夜间利用低谷电价时段蓄热时；

3 远离集中供热的分散独立建筑，无其他可利用的热源，且无法利用热泵供热时；

4 不允许采用热水或蒸汽直接供暖，且不能间接供暖的重要配电用房；

5 利用可再生能源及余热发电，且发电量能满足电热供暖时；

6 恒温恒湿区域及室内湿度精度要求较高，且无蒸汽源区域的加湿。

5.5.2 锅炉额定工况下热效率不应低于表5.5.2的限值。

表5.5.2 锅炉额定工况下热效率限值

5.5.3 锅炉的选择应符合下列规定：

1 锅炉台数不宜少于2台，且各台锅炉的容量宜相等；

2 设置单台锅炉时，应在最大热负荷及最小热负荷时都能高效运行；

3 锅炉的回水温度不应小于50℃。

5.5.4 电机驱动的蒸汽压缩冷水（热泵）机组，在名义工况下，其额定制冷量的性能系数（COP）限值不应低于表5.5.4的规定。

表5.5.4 冷水（热泵）机组额定制冷量的性能系数（COP）限值

5.5.5电机驱动的蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组的综合部分负荷性能系数（IPLV）应按下式计算：

式中：
A——100%负荷时的性能系数（W/W），冷却水进水温度30℃，冷凝器进气干球温度35℃；
B——75%负荷时的性能系数（W/W），冷却水进水温度26℃，冷凝器进气干球温度31.5℃；
C——50%负荷时的性能系数（W/W），冷却水进水温度23℃，冷凝器进气干球温度28℃；
D——25%负荷时的性能系数（W/W），冷却水进水温度19℃，冷凝器进气干球温度24.5℃。

5.5.6 定频式水冷冷水机组的综合部分负荷性能系数（IPLV）不应低于表5.5.6的限值，其他机组的综合部分负荷性能系数（IPLV）应符合下列规定：

1 水冷变频离心式冷水机组不应低于表5.5.6限值的1.3倍；

2 水冷变频螺杆式冷水机组不应低于表5.5,6限值的1.15倍。

表5.5.6 冷水（热泵）机组的综合部分负荷性能系数（IPLV）限值

5.5.7 空调冷源综合制冷性能系数（SCOP）限值不应低于表5.5.7的规定。冷源综合制冷性能系数（SCOP）可按下式计算：

式中：
ΣQ一制冷机的额定制冷量之和（kW）；

ΣN一冷源的净输入功率之和（kW），包括冷水机组、冷却水泵及冷却塔或风冷式的风机的输入功率。

表5.5.7 空调冷源的综合制冷性能系数（SCOP）限值

5.5.8 额定制冷量大于7100W的电机驱动压缩机的单元式空调机及风管式、屋顶式空调机，在制冷名义工况和规定条件下，其能效比（EER）不应低于表5.5.8的规定。

表5.5.8 单元式空调机及风管式、屋顶式空调机能效比（EER）限值

5.5.9 蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组及直燃型溴化锂吸收式冷（温）水机组，在名义工况下的性能参数限值不应低于表5.5.9的规定。

表5.5.9 溴化锂吸收式冷水机组的性能参数限值

5.5.10 空气源热泵机组的设计应符合下列规定：

1 融霜时间总和不应超过运行周期时间的20%；

2 冬季设计工况时的机组性能系数（COP），冷热风机组及直接膨胀的单元式空调机组不应小于1.80，冷热水机组不应小于2.00；

3 室内温度稳定性要求较高时，空调宜设置辅助热源；
4 同时供冷、供暖的建筑，宜采用热回收式热泵机组。

5.5.11 多联式空调（热泵）系统额定制冷量的能效比（EER）不应低于2.8。

5.5.12 多联式空调（热泵）机组名义工况的制冷综合性能系数IPLV（C）限值不应低于表5.5.12的规定。

表5.5.12 多联式空调（热泵）机组名义工况的制冷综合性能系数IPLV（C）限值

5.5.13 冷水（热泵）机组单台容量及台数的选择应满足工艺要求及空调部分负荷的需求。当冷负荷大于528kW时，冷水机组不宜少于2台。

5.5.14 蒸汽凝结水应回收，并应采用闭式凝结水回收系统。

5.5.15 冬季或过渡季有供冷需求时，可利用空调冷却塔提供冷水。

5.5.16 制冷机房、锅炉房的位置宜靠近供暖、通风及空调冷热负荷中心布置。

条文说明

5.5.1 常见的直接用电供热的情况有：电锅炉、电热水器、电热空气加热器、电暖气及电暖风机等。采用高品位的电能直接转换为低品位的热，热效率低、运行费用高，用于供暖空调热源是不经济的。考虑到国内各地区以及工业建筑的情况，只有在符合本条所指的特殊情况下才能采用。

3 工矿企业一些分散的建筑，远离集中供热区域，如偏远的泵站、仓库、值班室等，这些建筑通常体积小，热负荷也较小，由于集中供热输配管道太长，管网热损失及阻力过大，不具备集中供热的条件。“无其他可利用热源”是本标准第5.5.1条中的条件，以及无法利用热泵供热时，为了保证必要的职业卫生条件，才允许采用电直接加热。

4 本款指厂房中小型配电室等重要电力用房，在严寒地区，设备余热不足，要保证室内温度，不允许采用热水或蒸汽直接供暖，而且也不能采用“间接供暖”，如热风供暖的情况。在工业企业中常见的是一些小型的配电室等。

5 工业企业本身设置了可再生能源发电系统，其发电量能够部分厂房或辅助建筑供热需求，为了充分利用发电能力，允许采用这部分电能直接供热。

6 本款指采用电加湿的限值条件。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，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，不采用蒸汽无法实现湿度的精度要求或卫生要求时，为了满足工艺要求，才允许采用电极式或电热式蒸汽加湿器。而对于一般的舒适型空调来说，不采用电能作为空气加湿的能源。当房间因为工艺要求，如精密仪器、物理检验室等，对相对湿度精度要求较高时，通常设置末端再热，为了提高系统的可靠性和可调性，可以适当地采用电为再热的热源。

5.5.2 本条为强制性条文，必须严格执行。

表5.5.2中燃煤锅炉额定工况热效率，是根据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》TSGG0002一2010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。燃煤种类比较多，有Ⅱ类烟煤、Ⅲ类烟煤、贫煤、无烟煤、褐煤等，其燃料收到基低位发热量不同，锅炉的额定热效率也不同。据调查，多数工业企业供暖锅炉使用Ⅱ类或Ⅲ类烟煤，因此，表5为根据Ⅱ类和Ⅲ类烟煤，经整理得出的本标准规定的锅炉额定工况下热效率限值。

Ⅱ类烟煤发热值为17700kJ/kg~21000kJ/kg。

Ⅲ类烟煤发热值大于21000kJ/kg。

有条件时达到表5中目标值的节能产品要求。

表5 锅炉额定工况热效率目标值

5.5.3 本条针对燃煤、燃油或燃气锅炉。锅炉选型时应符合本条的规定，以便锅炉在满足热负荷变化的条件下，达到节能高效运行。锅炉的容量、台数选择依据现行国家标准《锅炉房设计规范》GB50041。当锅炉回水温度小于或等于50℃时，采用冷凝式锅炉。

5.5.4 本条为强制性条文，必须严格执行。

冷水机组是集中空调系统的主要耗能设备，其能效很大程度上决定了空调系统的节能效果，为此提出本标准冷水机组名义工况制冷量的额定性能系数（COP）最低值。

名义工况符合现行国家标准《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/T18430.1一2007的规定，即：

（1）使用侧：制冷进/出口水温为12℃/7℃，水流量为0.172m³/（h·kW）；

（2）热源侧（或放热侧）：水冷式冷却水进出口水温为30℃/35℃，水流量为0.215m³/（h·kW）；风冷式制冷空气千球温度为35℃，蒸发冷却式空气湿球温度为24℃；

（3）蒸发器水侧污垢系数为0.018（㎡·℃）/kW，冷凝器水侧污垢系数0.044（㎡·C）/kW。

现行国家标准《冷水机组能效限定值及能效等级》GB19577一2015、《单元式空气调节机能效限定值及能源效率等级》GB19576一2004等强制性国家能效标准，给本标准确定能效限值提供了参考（见表6）。

表6 冷水机组能效限定值及能源效率等级

表6中，冷水机组能效限定值及能源效率等级，1级最高，5级最低。

目前市场上主要集中于大冷量的离心式冷水机组，冷量小于528kW的离心式冷水机组的生产和销售已基本停止，而冷量为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，在本标准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，以及大于2110kW的离心机的性能的机组分别作出要求。

水冷活塞/涡旋式冷水机组，其冷量主要分布在小于528kW，冷量为528kW~1163kW的机组只占到了该类型总销售量的2%左右，冷量大于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。

风冷空调（热泵）热水机组标准中计算机组性能系数时，采用的是额定空调制冷工况和规定条件下进行制冷模式运行时所消耗的总电功与运行时间之比，包括风机耗电功率在内。

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，并根据现有的少数变频冷水机组性能数据进行校核确定。

双工况制冷机组制造时需照顾到两个工况工作状况下的效率，会比单工况机组低，所以不按表5.5.4执行。

5.5.5 由于缺少常用冷水机组作为冷源的典型工业建筑的统计数据，暂引入现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB50189的规定。

5.5.6 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，不能反映出冷水机组的真实能效，一定要考虑冷水机组在部分负荷运行时的能效。因此对冷水机组的综合部分负荷性能系数（IPLV）作出了要求。

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；相应地，由于变频器功率损耗及其配用的电抗器、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，通常在4%左右。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IPLV限值要求在定频机组的基础上分别作出调整。

5.5.7 空调冷源的综合制冷性能系数（SCOP）是指整个冷源制冷系统，包括了冷水机组、冷却水泵及冷却塔或风冷式的风机，在名义工况下的额定制冷量与其净输入能量之比。它是衡量整个空调冷源系统的能效水平的指标。对多台冷水机组、冷却水泵和冷却塔组成的冷却水系统，要将实际参与运行的所有设备统计计算。

冷水机组名义工况温度条件见表7。

表7 电制冷冷水机组名义工况的温度条件

冷源系统的总功率=制冷机功率+冷却水泵功率+冷却塔风机功率。其中均采用轴功率计算。

通过换热器的冷却水系统，如地表水或地埋管热泵系统，由于采用换热器间接提供冷却水，系统增加了循环水泵，整个冷源的SCOP就会降低。因此，不在本条规定之内。

5.5.8 本条为强制性条文，必须严格执行。

目前现行国家标准《单元式空调机组》GB/T17758一2010已经采用制冷季节能效比SEER和全年性能系数APF作为单元式空调机的能效评价指标，但大部分厂家目前尚不具备提供其SEER、APF值的条件，并且现行国家标准《单元式空气调节机能效限值及能源效率等级》GB19576一2004仍采用EER指标，因此，本标准仍然沿用EER指标。

现行国家标准《单元式空气调节机能效限值及能源效率等级》GB19576一2004中，将能源效率等级分为1、2、3、4、5五个等级，1级表示能源效率最高，见表8。

表8 单元式空调机能效等级指标

5.5.9 本条为强制性条文，必须严格执行。

表5.5.9中的参数取自现行国家标准《蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组》GB/T18431和《直燃型溴化锂吸收式冷（温）水机组》GB/T18362，在设计选择溴化锂吸收式机组时，其性能参数大于其规定值。

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》GB29540一2013中，溴化锂吸收式冷水机组能效等级分为3级，其中1级能效等级最高，2级为节能。本标准表5.5.9中蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组、直燃型溴化锂吸收式冷（温）水机组相当于国家标准中能源效率等级指标的第2级，见表9、表10。

表9 溴化锂吸收式冷水机组能效等级

表10 直燃机组能效等级

表5.5.9中“溴化锂吸收式冷水机组的性能参数限值”，是根据表9给出的，为了便于使用。本标准提出了蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组及直燃型溴化锂吸收式冷（温）水机组性能系数（COP）限值的规定，由于行业间的差异，各行业可根据实际情况及节能潜力的不同，制订各不同气候区具有行业特点的限值要求。

5.5.10 本条说明如下：

1 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，大大降低机组运行效率，严重时机组无法运行，为此要除霜。

2 冬季设计工况下的机组性能系数是指冬季室外空调计算温度时，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。这里对于性能上相对较有优势的空气源热泵冷热水机组，COP限定为2.00；对于规格较小、直接膨胀的单元式空调机组，COP限定为1.80。

3 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，宜设置辅助热源。设置辅助热源后，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、供热要求的建筑优先采用。

5.5.11 多联式空调（热泵）系统是利用制冷剂输配能量，在系统设计中一定要考虑制冷剂连接管内制冷剂的重力与摩擦阻力对系统性能的影响，并根据系统制冷量的衰减来确定系统的服务区的大小，以提高系统的能效比。

本条强调多联式空调（热泵）系统额定值冷量的能效比（EER）限值，主要是冷媒管长度的限制条件，冷媒管等效长度对多联机制冷量衰减的影响，设定管长衰减后的主机EER不小于2.8，体现了对冷媒配管合理长度的要求，而不是单一地限制冷媒管长度。这里的“能效比（EER）”，是考虑冷媒管等效长度后，多联式空调（热泵）机组的额定制冷量与输入功率的比值。

本条规定不适用于热回收型或低温型多联式空调（热泵）系统。

5.5.12 表5.5.12为调研得到的当前多联式空调（热泵）机组主流品牌的主流产品主要制冷综合性能指标IPLV（C）值（数据来源：中国能效标识网），从该表中数据可以看出，各厂家生产的多联式空调（热泵）机组产品能效水平已经远高于国家标准《多联式空调（热泵）机组能效限定值及能源效率等级》GB21454一2008中规定的1级产品的能效限值要求。

5.5.13 冷水（热泵）机组的台数和容量的选择，首先满足工艺要求，也就是工艺是否要求备用机组。一般当冷负荷大于528kW以上时，冷水机组不少于2台，同时根据空调部分冷（热）负荷大小及变化规律而定，单台机组制冷量的大小合理搭配，除可提高安全可靠性外，也可达到经济运行的目的。当冷负荷小于或等于528kW时，不限制设置1台，这种情况采用可靠性高、部分负荷能效高的机组。

5.5.14 据调查，工业企业的一些供暖或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，大约有50%的锅炉凝结水不能回收，造成大量的热量损失及锅炉补水量的增加。

为了引起足够的重视，本条规定蒸汽凝结水应回收。

回收利用有两层含义：①凝结水回收是指，凝结水回到锅炉房的凝结水箱；②回收利用是指，凝结水可进一步梯级利用，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，且充分利用了热量。

蒸汽凝结水包括蒸汽供暖系统凝结水、汽-水热交换器凝结水、以蒸汽为热媒的空气加热器的凝结水、蒸汽型吸收式制冷设备的凝结水等。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，热力站优先采用闭式系统，即凝结水与大气不直接相接触的系统。当凝结水量小于10t/h或距热源小于500m时，可用开式凝结水回收系统。

5.5.15 对于冬季或过渡季需要供冷的建筑，当条件合适时，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，停止冷水机组的运行，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，可直接提供。再由阀门切换到空调系统冷水之中向空调机组供冷水，不管采用何种形式的冷却塔，都按当地冬季或过渡季的气象条件计算建筑冷负荷及冷却水能够提供的水温是否能满足空调末端需求的供水温度。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。

5.5.16 本条是针对工业厂区或大型厂房建筑的集中空调或供暖的冷热源布置的原则，以减少输配造成的能量损失和管材的消耗。集中设置冷热源机房后，可选用单台容量较大的冷热源设备。通常，设备的容量越大，运行能效也越高，当系统较大时，“系统能源综合利用率”比较好。对于厂区建筑物内各用户区域的逐时冷热负荷曲线差异性较大且使用率比较低的建筑群，采用同一集中冷热源机房，可以节省设备投资和供冷、供热的设备房面积。集中机房系统较大，如果其位置设置偏离冷热负荷中心较远，同样也可能导致输送能耗增加。因此，集中冷热源机房位于或靠近冷热负荷中心位置设置。

目录返回上节下节条文说明