HVAC 系统与冷热源形式 / HVAC System Forms & Heat Sources
从系统层面把握不同的空调/采暖形式与可用的冷热源，对系统选型至关重要。
15.1 主要空调系统形式 Major HVAC System Forms
| 系统形式 | 英文 / 缩写 | 特点 | 应用 |
|---|---|---|---|
| 集中式全空气系统 | Central All-Air System | AHU + 风管；空气输送、过滤、温度调节集中 | 大空间、商场、机场 |
| 风机盘管+新风 | FCU + Fresh Air | 水系统；末端灵活；噪声低 | 酒店、办公、住宅 |
| 多联机 | VRF / VRV (Variable Refrigerant Flow) | 冷媒直接膨胀；节能与灵活性兼顾 | 中小型公建、住宅 |
| 单元式空调 | Unitary / Package Unit | 整体式冷源；安装简便 | 小型商业、轻型工业 |
| 屋顶式空调 | Rooftop Unit (RTU) | 室外安装；自带风口 | 仓库、商场、超市 |
| 辐射供冷/供热 | Radiant Cooling/Heating | 顶板/地板辐射；高舒适、低能耗 | 高端住宅、医院、办公 |
| 温湿度独立控制 | THIC | 高温冷水 + 独立除湿；节能 30%+ | 医院、药厂、洁净室 |
| 置换通风 | Displacement Ventilation | 低速送风下部；温度分层 | 剧院、洁净室 |
| 蒸发冷却 | Evaporative Cooling | 利用水的蒸发潜热 | 干燥地区 |
| 吸附式 / 吸收式 | Adsorption / Absorption | 以热驱动；可利用余热/废热 | 工业余热回收 |
15.2 冷源与热源 Cooling & Heating Sources
15.2.1 制冷机组 Chillers
- 水冷螺杆冷水机组 Water-Cooled Screw Chiller：COP 5.0-6.5；适用中大型
- 水冷离心冷水机组 Water-Cooled Centrifugal Chiller：COP 6.0-7.5（磁悬浮可达 7.5）；大型中央空调首选
- 风冷冷水机组 Air-Cooled Chiller：COP 3.5-4.5；无冷却塔，部署简单
- 风冷模块 Air-Cooled Modular Chiller：多机并联，灵活
- 水源热泵机组 Water-Source Heat Pump (WSHP)：利用循环水（地表水/地下水/冷却塔水）
15.2.2 热泵形式 Heat Pump Types
- 空气源热泵 (ASHP) Air-Source Heat Pump：家用、商用主流；低温衰减需电辅热
- 地源/水源热泵 (GSHP/WSHP)：COP 4.0-6.0，受地下温度稳定性优势
- 空气-水热泵 Air-to-Water Heat Pump (AWHP)：冷暖+生活热水；欧洲主流
- 高温热泵 High-Temperature Heat Pump：出水 80-110℃，可替锅炉（工业余热回收）
- 水源热泵 + 蓄能耦合 Hybrid Source / Bivalent：低位热源不足时启用辅助热源
- 跨季节蓄热 Seasonal Thermal Storage：夏季蓄热/冬季释热（大型地源/水蓄能）
- 热电联产 CHP / CCHP Combined Heat and Power / Combined Cooling, Heating, and Power：以天然气发电，余热供冷暖
15.3 冷热源方案对比 Cooling/Heating Source Comparison
| 冷源 | 初投资 | 运行能效 | 适用规模 | 环境约束 |
|---|---|---|---|---|
| 水冷离心 | 极高 | 极高 | 大型（>1000 RT） | 需冷却塔 |
| 水冷螺杆 | 高 | 高 | 中大型（200-1500 RT） | 需冷却塔 |
| 风冷冷水 | 中 | 中 | 中小型（<500 RT） | 室外机散热 |
| 地源热泵 | 高（钻孔） | 极高 | 有地质条件 | 地下空间许可 |
| 水源热泵 | 中 | 高 | 近江/湖/海 | 排放许可 |
| 溴化锂吸收式 | 中高 | 低（热驱动） | 有余热/天然气 | 燃料供应 |
| 变频多联机 | 中 | 中高 | 中小公建/住宅 | 室内外机落差 |
15.4 区域集中冷热源 District Heating & Cooling (DHC)
- 区域供热 District Heating：热电联产+供热网（中国北方城市集中供暖）
- 区域供冷 District Cooling：集中冷水厂+管网（亦称 DCC）；东南亚、中东多见
- 可再生能源 Renewable Energy Integration：太阳能、地热、生物质热电联产
- 智能管网 Smart District Network：温度/流量/负荷预测 + 优化调度
15.5 制冷机房设计 Chiller Plant Room Design
- 机房选址：靠近负荷中心；通风散热良好；便于设备运输
- 设备布置：主机+水泵+冷却塔+水处理+电气自控管线综合布置
- 水处理：电子水处理仪、化学加药、过滤、软化（防结垢/腐蚀）
- 减振降噪：弹簧/橡胶减振器；机房隔声；隔声罩
- 节能运行：群控 + 负荷预测 + 自适应水温/流量
研发应用
- 方案选型：根据容量、气候、能源价格、初投资、运维成本选最优冷热源方案
- 多能互补 Multi-Energy Complementary：地源+空气源+太阳能+储能耦合，提升综合能效与可靠性
- 智慧机房 Smart Plant Room：AI 算法 + BMS 实现无人值守，故障预测 & 能效优化
- 近零能耗 Nearly Zero Energy Building (nZEB)：可再生能源占比 > 35-50%
Concepts Referenced
Entities Referenced
Notes
冷热源方案选型是项目级研发的核心决策之一，需综合考虑能效、初投资、运行费用、环境约束、运维难度等多维度因素，建议建立多目标决策矩阵。
2024-2026 标准提示:ASHRAE 90.1-2025 / EU F-Gas 2024/573 / AIM Act 2025 / GB 19576。详见 暖通-2026更新 与 hvac-quick-ref。