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《蓄冷空調工程技術規程》修訂要點蓄能空調系統的基本意義在于轉移高峰空調負荷，有效解決能量供應與需求在時間上的錯位問題。 從本地能源消耗的絕對值角度來說，蓄能空調系統與常規系統相比一般不具備優勢，因此經常有“節費不節能”的誤解。而實際上，蓄能系統的節能效益主要體現在宏觀層面：平衡電網負荷、提高發電和供配電設備效率、保障電力供應，以及減少電廠建設投資等方面。另外，對于近年來國家大力發展的太陽能發電和風力發電來說，蓄能空調系統作為一種重要的蓄能技術，也有利于更多地使用可再生能源發電，緩解目前存在的“棄風、棄光”問題。蓄能空調系統的應用，有利于在整 個能源系統范圍內實現節省投資、降低運行費用、節約能源和環境保護。 1 修訂背景 蓄能空調系統的合理應用有助于電力供應側與空調用戶側能量匹配 ，有助于轉移電力高峰 、 平衡電網負荷 ， 也有助于在整個電力能源系統范圍內獲得節省投資 、 降低運行費用 、 節約能源和環境保護的效果 。 JGJ 158 —2008 《 蓄冷空調工程技術規程 》 實施 9 年來對蓄冷行業的發展起了很大的推動作用 ， 但是隨著蓄冷行業的迅速發展 ， 蓄冷空調新技術 、 新設備有了很大的發展 ， 并且越來越多的空調蓄熱形式在實際工程中得到應用并日臻完善 。 據統計 ， 截止到 2014 年 ， 已建成投入運行和正在施工的工程已超過 1 100 項 。 與此同時 ， 蓄能空調系統的應用還存在很大的盲目性 ， 很多工程項目實施環節較為粗放 ， 影響了蓄能空調系統的運行效果和進一步推廣 。 蓄能空調系統較常規系統更為復雜 ，專業性更強 ， 為了使該標準部分技術內容與當前技術條件和使用要求相適應 ， 更好地規范蓄能空調系統的設計 、 施工 、 調試 、 檢測 、 驗收及運行管理 ， 確保系統經濟 、 高效 、 安全 、 可靠運行 ， 對 JGJ 158 — 2008 《 蓄冷空調工程技術規程 》 進行了修訂 。 2 任務來源及編制過程 根據住房和城鄉建設部 《關于印發< 2015 年工程建設標準規范制訂 、 修訂計劃>的通知 》( 建標 [ 2014 ] 189 號 ) 的要求 ， 由中國建筑科學研究院會同有關單位共同修訂工程建設行業標準 《 蓄冷空調工程技術規程 》( 修訂后更名為 《 蓄能空調工程技術標準 》， 以下簡稱 《 標準 》)。 編制組成立后 ，各參編單位根據分工開始收集資料并開展編制工作 ， 主編單位于 2015 年 9 月進行了匯總 ， 形成初稿 ， 并以電子郵件方式， 發至各參編單位征求意見 。 編制組在研究國內外相關標準及文獻的基礎上 ， 與相關參編單位進行多次討論 ， 開展了相關專題研究并達成共識 ， 對熱負荷 、 蓄熱等內容進行了重要的補充和完善 ， 形成了征求意見稿 。 2016 年3 — 7 月 ， 編制組向高校 、 設計院 、 科研院所等單位廣泛征求意見 ， 共收到 42 位專家 306 條反饋意見 ， 其中采納或部分采納196 條 。 2016 年 7 — 8 月 ， 編制組對反饋意見進行認真研究 ， 形成了送審稿初稿 。 2016 年 8 月 25 日 ， 編制組第二次編制工作會議在北京召開 。 通過專家顧問組與編制組認真 、 細致的討論 ， 確定了重點內容的修訂意見 。 2016 年 11 月 29 日召開 《 標準 》 送審稿審查委員會 ， 審查委員會一致通過了 《 標準 》 送審稿以及強制性條文 。 3 修訂主要內容 《 標準》 在 2008 版的基礎上 ， 將 “ 蓄冷空調系統 ” 擴展為 “ 蓄能空調系統 ”， 并適當補充了集中水蓄熱 、 相變蓄熱系統的相關內容。 該標準適用于新建 、擴建和改建的工業與民用建筑蓄能空調系統的設計 、 施工 、 調試 、 檢測 、 驗收及運行管理 。 主要技術內容包括 ： 1) 總則 ； 2 ) 術語 ； 3 ) 設計 ； 4 ) 施工安裝 ； 5 ) 系統的調試 、 檢測及驗收 ； 6 ) 運行管理 。 4 個附錄分別為 ： 附錄 A 供暖及空調室外逐時計算溫度 ； 附錄 B 乙烯乙二醇 、 丙烯乙二醇溶液物理性質 ； 附錄 C 載冷劑系統的管道流量和沿程阻力修正 ； 附錄 D 蓄冰裝置和制冷機組性能參數 。《 標準》 共有163 條規定和4 個附錄， 其中 2 條強制性條文 ，《 標準 》 修訂情況匯總如表 1 所示 。
編制組首先對 2008版規程的執行情況以及國內外蓄能技術發展情況進行了詳細的調研 ， 并對 2011 — 2015 年國內蓄能空調工程進行了調研分析 。 在此基礎上 ， 編制組針對 2008 版規程執行過程中存在的問題以及蓄能技術的發展確定了以下重點修訂內容并開展了相關工作 。 1） 標準適用范圍的擴充。 考慮到建筑空調系統蓄能技術涵蓋蓄冷和蓄熱 ，同時蓄冷 、 蓄熱空調系統在實際工程中逐漸增加 ， 根據住房和城鄉建設部標準定額司 《 建標標便 [ 2015 ] 56 號 》 文件 ， 后將 《 蓄冷空調工程技術規程 》 更名為 《 蓄能空調工程技術標準 》， 并在第 3.4 節增加蓄熱系統蓄熱量確定原則 、 電鍋爐選擇 、 系統設計和控制 、 水蓄熱系統設計和水蓄熱裝置 、 相變蓄熱介質選擇 、 蓄熱裝置選擇和設計 、 蓄熱裝置和管道保溫等相關規定 。 名稱變更不僅僅是擴展了適用范圍 ， 也是當前蓄能行業技術發展的必然要求 。 2） 增加設計日逐時熱負荷相關內容。 標準內容擴展為 “蓄能空調系統 ” 之后 ， 設計日逐時熱負荷計算是 《 標準 》 必須解決的難題｡GB 50736—2012《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》與《全國民用建筑工程設計技術措施 暖通空調·動力》規定的供暖及空調系統冬季設計負荷計算均為穩態計算 。 為了保持標準一致性 ， 方便設計人員進行蓄熱空調系統設計 ，《 標準 》 給出了設計日逐時熱負荷穩態計算方法 ； 除此之外 ，《 標準 》 推薦采用動態負荷模擬計算軟件進行供暖季逐時負荷計算 ， 采用室外平均溫度與室外計算溫度相近時間段的逐時負荷計算結果作為設計日逐時熱負荷 ， 并充分考慮間歇負荷附加計算問題 。 3） 增加蓄能系統中主要耗能部件的能效限定。 為了提高蓄能系統的效率 、 降低蓄能系統損耗 ， 客觀評價蓄冷空調系統節能性 ，《 標準 》 對雙工況制冷機組性能系數 、 載冷劑循環泵耗電輸冷比 、 系統熱損失等關鍵性能指標進行了限定 ， 并作出了相關的詳細規定 。 4） 補充完善各種蓄冷形式的相關規定。 蓄冷系統形式多樣 ，《 標準 》 補充并完善了盤管式蓄冰系統 、 封裝式蓄冰系統 、 冰片滑落式蓄冰系統的相關規定 ， 增加了水蓄冷系統 、水槽有效容積 、 水槽設置 、 布水器和冰晶式蓄冷的相關規定 。 5） 補充細化載冷劑管路系統的設計相關要求。 《 標準 》 補充細化了載冷劑管路系統的設計相關要求 ， 主要包括細化載冷劑物理性質 、 管道阻力修正 、 膨脹量的計算等 。 6） 補充檢測和監控系統的相關要求。 《 標準 》 將蓄能空調系統檢測內容編制新增第 5.5 節系統檢測章節 ， 增加了蓄能釋能周期的系統性能試驗 、 蓄能槽外表面溫度檢測 、 防水層漏水檢測的相關要求 。 《 標準 》 第 3.6 節系統監測與控制中補充了蓄能空調系統控制內容 、 蓄能空調系統監測內容 ， 并增加了蓄能系統控制傳感器的精度要求 、蓄能系統運行模式和控制動作要求 、 蓄能系統運行策略要求 。 7） 補充施工、調試及運行的技術要求。 《 標準 》 第 4 章施工安裝部分補充了低溫送風系統漏風量測試 、 冷橋處理 、 系統清洗內容 。 《 標準 》 第 5 章系統調試 、 檢測及驗收部分補充了載冷劑充注要求 ， 多臺蓄冰裝置并聯時的液位 、 流量要求 。 《 標準 》 第 6 章運行管理部分補充了關鍵指標定期監測和分析的要求 、 輸配系統定期檢測防漏的要求 、 載冷劑定期抽樣測試的要求 。 4 重點專題 在編制過程中 ， 針對重點修訂內容 ， 編制組還開展了 4 個專題研究 ， 包括 ： 蓄熱空調系統設計日逐時熱負荷計算 、 蓄冷空調系統能效限值 、 蓄能裝置熱損失的限定指標 、 載冷劑管道系統沿程阻力與流量修正 。 在重點修訂內容和相關專題工作中 ， 編制組采用了國內外相對成熟的技術成果和方法 ， 同時吸收和采納了相關參編單位較為成熟的研究成果， 保證了修訂內容的適用性和可靠性 。 具體內容如下 。 4.1 蓄熱空調系統設計日逐時熱負荷計算 GB 50736 — 2012 《 民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范 》 和國內其他標準規范 ， 以及 ASHRAE 手冊 中熱負荷計算均為穩態計算 ， 即熱負荷為日平均負荷 ， 蓄熱空調系統設計日逐時熱負荷計算為負荷計算體系的空白 。 為了更好地指導蓄熱空調系統設計 、 運行 ， 逐時熱負荷計算亟待解決 ， 因此 《 標準 》 對蓄熱釋熱周期內的逐時熱負荷計算 、 逐時熱負荷間歇附加進行了研究 。 逐時熱負荷計算可采用穩態計算和動態負荷模擬計算 2 種方法 。 其中 ， 穩態計算方法未考慮建筑負荷的延遲 、 滯后等動態特性 ， 但計算簡單易行 ， 在一定程度上可以滿足工程設計需要 。 因此 《 標準 》 提供了我國 31 個氣象臺站的供暖及冬季空調室外逐時計算溫度 。 動態負荷模擬計算方法考慮了建筑構筑物熱惰性等因素影響 ， 對空調面積超過 8 萬 m 2 且蓄能量超過 28 000 kW · h 的蓄能空調項目 ， 有必要采用動態負荷模擬計算 �！� 標準 》 中還給出了動態負荷模擬計算的相關要求和注意事項 。 供暖系統間歇運行時 ， 在停機時段建筑構件本身的蓄熱性能使室內外溫差仍然存在 ， 建筑仍持續向外釋放熱量 ， 建筑內表面溫度也隨之逐漸降低 。 而供暖系統恢復運行后 ， 系統需將較低的建筑內表面溫度提升 ， 因此在最初的幾個小時內形成了較大的附加熱負荷 。 按GB 50736—2012《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》與《全國民用建筑工程設計技術措施 暖通空調·動力》的要求 ， 間歇附加率按不同情況可取 20% 或 30 % 。 該附加率是平均附加率 ， 編制組相關研究結果表明 ， 前 2 h 的附加率遠大于該值 。 間歇供暖系統熱負荷附加率的大小與停機時間 、 預熱時間和保證率等因素密切相關 ， 需要根據情況合理分配逐時附加率 。 有條件時 ， 應按設計要求對間歇時間 、 預熱時間 、 室內溫度等進行設置 ， 并進行動態負荷模擬計算直接得到逐時熱負荷 。 4.2 蓄冷空調系統能效限值 GB 50189 — 2015 《 公共建筑節能設計標準 》 對冷水機組性能系數 、 清水泵耗電輸冷比進行限制 ， 進而保證了空調系統節能運行 。 為了評價蓄冷空調系統能效 ，《 標準 》 對雙工況制冷機組性能系數 ( COP )、 載冷劑循環泵耗電輸冷比 ( ECR ) 進行了限定 。 1 ） 雙工況制冷機組性能系數 ( COP )。 《 標準 》 調研了主要設備生產廠家雙工況冷水機組能效現狀 ， 并采用瞬態模擬計算軟件 TRNSYS 建立動態經濟模型驗證調研能效限值 。 編制組通過調研國內主要制冷機組生產廠家 ， 獲得了不同類型 、 不同冷量和性能水平的雙工況制冷機組的性能數據庫 ， 該數據庫可以反映目前主流產品工藝水平 �！� 標準 》 發布實施之后 ， 目前我國市場 30 % 的蓄冰雙工況冷水機組需要改進工藝水平才能滿足 《 標準 》 雙工況制冷機組性能系數 ( COP ) 限值要求 。 在規定限值條件下 ， 采取合理的蓄冰率 ， 通過 TRNSYS 建立不同氣候區代表城市的典型建筑的動態經濟模型 ， 進而得到冰蓄冷系統靜態投資回收期均在 3 ～ 5 a 左右 ， 符合一般項目對投資回收期的要求 ， 也驗證了 《 標準 》 給出 COP 限值的合理性 。 2 ） 載冷劑循環泵耗電輸冷比 ( ECR )。 由于載冷劑黏度較大 ， 造成載冷劑循環泵能耗比清水循環泵能耗增大 ， 因此有必要對蓄冷空調系統載冷劑循環泵耗電輸冷比 ( ECR ) 進行限定， 其計算方法與GB 50736—2012《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》中基本一致 ， 但需根據載冷劑溶液物性參數 、 載冷劑循環泵揚程有關的 B 值 ( 與設備 、 管道阻力有關的計算系數 ) 進行調整 。 4.3 蓄能裝置熱損失的限定指標 為了減少蓄能空調系統冷熱損失 ， 保證介質的狀態 、 參數 、 安全運行 ， 改善環境 ， 防止燙傷或表面結露 ，《 標準 》 規定了蓄能裝置的熱損失限定指標 ： 1 ) 蓄冷釋冷周期內 ， 蓄冷裝置的冷量損失不應超過總蓄冷量的 2 % ； 2 ) 蓄熱裝置的熱損失不應超過蓄熱釋熱周期蓄熱量的 5 % 。 對于一般蓄冷裝置而言 ， 在以 24 h 為一個蓄冷釋冷周期時 ， 蓄冷裝置冷量損失不應超過蓄冷量 2 % 的要求可以達到 ， 但是當蓄冷裝置體形系數較大 、 單位冷量的蓄冷容積較大 ( 如水蓄冷 ) 或蓄冷釋冷周期較長時 ， 保冷層厚度應增大并對其進行校核 。 蓄熱空調系統工程一般以水蓄熱為主 ， 對于嚴寒 、 寒冷地區將蓄熱裝置放置室外時 ， 蓄熱裝置的熱損失較大 ， 保溫層厚度也應加大 ， 需驗證其熱損失是否滿足要求 。 4.4 載冷劑管道系統沿程阻力與流量修正系數 蓄冷空調系統常用載冷劑為乙烯乙二醇 、 丙烯乙二醇溶液 。 不同濃度的載冷劑溶液 ， 其密度 、 黏度 、 比熱容 、 傳熱系數等特性參數不同， 對管道系統的水力計算影響較大 。 為了方便設計人員對載冷劑管道系統進行設計 ，《 標準 》 在 JGJ 158 — 2008 《 蓄冷空調工程技術規程 》 基礎上 ， 參考不同體積分數下乙烯乙二醇 、 丙烯乙二醇溶液物理性質 ， 給出了體積分數 20 % ～ 40 % 下乙烯乙二醇 ､ 丙烯乙二醇載冷劑系統的管道流量和沿程阻力修正系數 ｡ 對于未給出的載冷劑濃度下沿程阻力與流量修正系數 ， 可根據附錄 B 給出的載冷劑溶液物理性質和附錄 C 條文說明中的方法進行修正計算 ｡ 5 展望 蓄能空調行業近年發展迅速 ， 工程應用不斷增加 ， 應用方向不斷拓展 ， 新的技術和產品不斷涌現 ｡《 標準 》 的實施 ， 有助于工程應用各個環節的規范化 ， 有助于新技術 ､ 新產品的推廣 ， 并將提升蓄能空調系統的設計 ､ 施工 ､ 調試 ､ 檢測 ､ 驗收及運行管理水平 ｡ 同時 ， 雖然蓄能空調系統在我國有了長足發展 ， 但相比國外發達國家的應用比例仍不高 。 隨著我國能源政策的調整和相關技術的發展 ， 未來幾年 ， 蓄能空調系統工程應用將有非常大的增長空間 ｡ 蓄能技術一些新應用方向和問題 ， 如新型蓄能方式的應用 ， 蓄能系統的模擬 ､ 優化和評價 ，蓄能系統與其他可再生能源方式的耦合應用 ， 蓄能系統在綠色建筑 ､ 被動超低能耗建筑中的應用等 ， 也需在今后的工作中進行更深入的研究 ｡ |
