碳中和视角下空调系统冷热源方案分析

碳中和视角下空调系统冷热源方案分析

许敏

珠海格力电器股份有限公司   广东省珠海市 519000

摘要：空调系统能耗是公共建筑运行能耗中的重要组成部分。在我国努力实现双碳目标的背景下，这对现有公共建筑的空调系统是一个很大的挑战，同时也赋予了空调系统低碳化、节能化、智能化发展的新机遇。在低碳、节能、智能化的新时代背景下，探索分析公共建筑空调系统方案的全生命周期经济性、节能减排潜力，可以指导空调系统选型和设计，优化并提高公共建筑空调系统能效，引导项目投资决策，提升项目投资效益。基于此，本篇文章对碳中和视角下空调系统冷热源方案分析进行研究，以供参考。

关键词:空调系统；冷热源；费用年值；方案

引言

目前我国已进入开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的新发展阶段。“坚持以人民为中心，不断实现人民对美好生活的向往”是进入新发展阶段后我国经济社会各领域共同的奋斗目标。家电产品涉及人民群众日常“吃穿住用行”等方方面面，是人民群众感受高质量发展优势、享受高质量发展成果的一个重要窗口，也是推动我国经济增长的重要引擎之一。当前，加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局，家电行业需要把握这个时机，发挥行业规模市场优势，提升家电产品供给体系的水平和质量，更好适应、引领和创造新需求。

1我国家电标准化发展历程

我国家电标准化起步较晚，建国初期由于工业基础薄弱，家电标准长期处于无标准状态，直到改革开放后，国内经济逐渐转型为市场经济，家电标准也开始起步，对标欧美等标准化先发国家奋起直追，在经历快速发展期后，家电标准化工作逐步迈入适应产业技术创新和产品质量提升，同时兼顾消费者需求的自主创新阶段。

1.1学习阶段

（1989年-2000年）1989年，《中华人民共和国标准化法》实施，标准层级放开到“国家标准、行业标准、地方标准、企业标准”4个层级，家电标准化工作有了法律依据。随着中国电工产品认证委员会家用电器分委会的成立，我国家用电器标准开始陆续采用IEC/TC61电器安全、IEC/TC59使用性能相关标准；1991年国家质量监督检验总局成立，标志着产品质量控制转向以政府主导的监督抽查为主；1991年中国家用电器检测所成立，标志我国家电检认证检测试验室加入CB国际认证试验室体系，直接采用国际标准检测家电产品。我国家电的标准化工作走上了正规和规范的新发展轨道，家电标准也开始转向家电安全领域。

1.2创新引领阶段

（2010年至今）我国家电标准体系建立之后，从2010年开始我国家电企业和检测机构积极参与到IEC标准的制修订工作中，2010年全国家用电器标准化技术委员会，向IEC/TC61提交《家用和类似用途电器的安全豆浆机的特殊要求》等3项国际标准提案，向IEC/TC59提交《网络家电通用技术要求》等2项国际标准提案，向IEC/SC61C提交《冰箱在接地不良情况的安全防护》等2项国际标准提案。2011年向IEC/SC59M提交冰箱性能和能耗等15项国际标准提案和建议；这些国际提案为我国家电行业实质性参与国际标准化工作，以及标准创新工作翻开了崭新的一页。2011年GB21551.2-2010《家用和类似用途电器抗菌、除菌、净化功能抗菌材料的特殊要求》等系列强制性国家标准实施，家电健康安全标准引领凸显。2014年开始，全国家用电器标准化技术委员会相继增设了智能家电、无线电能传输家电、家用电动加工器具、家用水处理设备等分技术委员会，为标准创新打下坚实的基础。

2国际家电标准化领域的新趋势

始终坚持实事求是，从历史中总结经验，同时借鉴国外先进的发展经验，解放思量与时俱进，结合中国实际进行改进，是党的思想路线的精髓。欧美等发达国家的标准化工作起步早，是家电领域国际主流标准如IEC标准、EN标准、UL标准等的发源地；他们多采用“技术法规+协调标准”的方式，成体系地构建本国家电质量安全准入门槛，保护本国消费者的健康安全。通过分析近年来我国出口家电通报案例，以及研究国外家电相关WTO贸易技术壁垒（WTO/TBT）通报，可以发现欧美发达国家和地区为更好地保护本国消费者健康安全，规范本国市场秩序，进一步提高了对家电产品标准的要求，呈现“更安全、更透明、更生态、更健康”的新趋势。

3我国家电标准现状

近年来，我国家电标准化工作围绕新技术、新产品、新消费，不断健全绿色智能标准体系，加快安装维修服务标准研制，家用电器标准体系不断健全。截至目前，现行标准共计503项，其中国家标准289项。

4系统设计

4.1水位控制策略

雾化水源优先选用冷凝水作为雾化水源，只有在冷凝水水量不足时，才启用自来水作为雾化水源。冷凝水储水箱设置安全水位线，当冷凝水储水箱水位下降到安全水位时，补水源应自动切换至自来水储水箱；当冷凝水储水箱恢复到设定水位时，控制系统再切换回冷凝水储水箱。

4.2系统流程图

冷凝水雾化冷却系统主要由供水系统、雾化系统以及控制系统组成。供水系统包括进水阀门、冷凝水储水箱、自来水储水箱、水处理设备、水泵以及相关管路等；雾化系统包括雾化器、电磁阀等；控制系统包括雾化控制器、补水控制器、温度传感器、雨量传感器、电流互感器等。空调冷凝水回收进入冷凝水储水箱后经水处理设备、增压泵送入雾化系统；雾化电磁阀开启，加压后的冷凝水水通过喷头雾化后在冷凝器进风侧形成锥状或平行水雾并吸热蒸发，再由冷凝器风扇将湿热空气排出。

4.3雾化水泵选型

雾化水泵合理的流量和量程设计，是确保系统雾化效果的前提。水泵设计流量过大，会造成过量的喷水无法及时雾化蒸发，而洒落地面产生“湿底”现象，造成不必要的水资源浪费；而雾化水量过小，则会降低雾化冷却效果。水泵量程太小，则可能使雾化喷头的工作压力无法得到满足，影响喷头成雾效果；而水泵量程过大，则会造成能源和水资源浪费。

4.4水箱设计

由于空调冷凝水产量不能完全满足雾化需水要求，因此雾化冷却系统还需补充自来水作为雾化水源。由于空调冷凝水水温低于自来水水温，为避免冷凝水与自来水在同一水箱中混合形成熵增，在进行补水箱设计时，应分别设置冷凝水补水箱和自来水补水箱。在进行雾化时，优先利用空调冷凝水进行喷雾。冷凝水补水箱设计容积宜为空调系统最大的日冷凝水产量，自来水补水箱设计容积建议为雾化系统2h～3h雾化需水量。

结束语

随着《建筑节能与可再生能源利用通用规范》（GB55015—2021）的实施，建筑碳排放已作为强制要求纳入建筑设计。其中空调系统作为建筑能耗的重要组成部分，更是需要考虑空调系统的碳排放情况，以及不同空调方案的节碳潜力，从“碳达峰”“碳中和”的角度进行空调系统设计。文章结合实际工程案例，从全生命周期经济性和碳排放的角度对该项目4种可选的空调冷热源方案进行了详细计算和定量分析，为双碳背景下的建筑空调系统方案选择提供参考和建议。

参考文献

[1].碳中和政策下，家电产业链升级[J].日用电器,2021(06):8.

[2]小敏.美的机电事业群3项科技成果助推制冷领域实现“碳中和”[J].电器,2021(06):13.

[3]苏亮.碳中和[J].家用电器,2021(06):2.

[4]黄俊鹏.碳中和将重塑房企核心竞争力[J].城市开发,2021(10):40-41.

[5]焦利敏,李红伟,曲宗峰,郭金德,胡亚欣.智能家电碳达峰碳中和标准、认证研究与实践[J].中国标准化,2021(10):44-50+54.