标志性成果-冬夏双高效空调系统关键技术及建筑节能集成应用

东南大学研究团队：张小松，梁彩华，李舒宏，殷勇高，徐国英

随着经济社会快速发展、城镇化水平不断提高，我国建筑总量和单位面积能耗大幅攀升，给能源和环境带来极大压力。夏热冬冷地区经济发达、城镇化率高、夏季闷热且冬季湿冷，全年空调能耗巨大，夏季制冷空调需求旺盛，冬季低能耗制热供暖的要求也日益急迫。然而，既有空调系统虽满足基本使用功能，但仍存在以下主要技术问题：1）制冷空调与采暖系统的构建难以兼顾冬夏需求和实现全年高能效，且不适应日渐提高的建筑热舒适性要求；2）水冷冷水机组无法用于冬季供热，须额外配置锅炉或其他热源使得投资重复，且一次能源利用效率低；常规空气源热泵虽可兼顾供冷供热，但全年能效低，尤其是冬季结霜造成效率与制热能力急剧下降，难以达到较高的舒适性；3）针对该地区气候特点及间歇空调模式特征，缺乏有效的空调负荷控制与用能系统优化术。

在国家科技支撑计划、国家自然科学重点基金、省重大科技成果转化资金等资助下，研发了冬夏双高效空调系统关键技术和装备，并进行了规模化的建筑节能集成应用。主要技术创新点如下：

1、发明了冬夏兼顾的双高效热泵空调系统的构建方法。提出了基于建筑科学用能的冬夏双高效空调冷热能源供应模式，构建了一种面向空气、水、浅层地热等自然低位热能的新型捕集方法，发明了低位热能高效提质与复合利用技术，实现了一套系统解决冬夏供冷供热需求与双高效运行，有效提升能源利用率的同时，显著提高建筑热舒适性。

2、发明了冬夏双高效热源塔热泵关键技术与装备。提出了溶液自主再生的高效热源塔热泵系统，冬季通过低温溶液从空气取热，无结霜问题，夏季以水冷模式运行，满足冬夏双高效；发明了基于溶液低压沸腾与小温差蒸发再生装置，实现了低品位热源对热源塔热泵溶液的再生，经鉴定，再生效率达95%；研发了超低腐蚀性复合溶液与防漂液技术，漂液率下降90%以上。

3、发明了基于地表水系低位热源的双高效冷热能源装备。研发了地表水系低位热能的高效换热蓄热技术，发明了撬装式双高效智能冷热能源站成套装备，实现了冷热能源站的一体化与智能化，缩短现场调试周期，避免了因现场调试难以达到优化目标参数而造成装备实际运行性能的下降，建立了一种基于全局优化的系统预装载模式，可实现系统的全工况匹配。

4、发明了间歇模式下双高效空调系统负荷控制与运行优化技术。揭示了夏热冬冷地区气候特征下的间歇空调负荷特性，形成了针对性的空调负荷控制方法和多目标优化运行技术，将冬夏双高效冷热源关键技术与建筑围护结构节能设计方法等进行了集成创新，在南京河西南部新城及青奥项目等大量建筑节能工程中进行了规模化应用。

图：冬夏双高效空调系统关键技术体系及建筑节能规模应用

相关成果已获授权国家发明专利33项；软件著作权2项；发表SCI/EI论文49篇，其中SCI收录17篇，荣获江苏省科技进步一等奖；实现了产业化与规模化应用，2014-2015年累计新增产值15.34亿元，利润2.38亿元，为我国建筑节能减排做出了重要贡献。