采暖空调中的冷热源形式

空调以夏季制冷为主，也可用于冬季供暖，采暖则仅仅指冬季供暖。采暖空调需要用冷和用热，提供“冷”或“热”的来源称为冷热源。很多人知道供热用的锅炉、太阳能，也听说过制冷用风冷热泵、地源热泵等，这里系统性地总结一下采暖空调中使用的冷热源形式。

市政热网供热

北方地区由于冬季寒冷，普遍设有城市热力管网供给蒸汽或热水，供给各类工业和民用用户。通常小区接入市政热水或蒸汽，需要设置换热站二次换热后用于供暖或加热生活热水。无论市政热网还是小区换热站，虽然被称为热源，实际上仅仅是热力输配中的一个环节，最终还是来自城市或区域锅炉房。当然，基于能源的综合利用，越来越多的不再是单一供热的锅炉房，而是冷、热、电联供，常称为三联供。但“热”还是以锅炉形式产热，因此下面所说的锅炉才是最传统的热源形式。

锅炉供热

锅炉是最传统的产热形式，实质上就是用“炉子”烧“锅”里的水，一般是热水锅炉，过热后就是蒸汽锅炉，按燃料分为燃煤、燃油和燃气。锅炉是最普遍的供热方式，包括大型的电站锅炉、区域供热锅炉，建筑物内的燃油、燃气锅炉，以及家庭中的燃气热水炉或采暖炉。
锅炉产热最直接，同时也是最不节约的能源利用方式，道理很简单，理论上需要多少热量，就要燃烧多少燃料，而这个燃烧转化过程还有损失，效率不可能100%，损失的热量主要从烟气中带走。现在号称效率高于100%的冷凝式锅炉，实际上就是通过二次回收减少烟气中的损失，是在原先80~90%的效率基准上得出的，真正上还是达不到燃料的100%利用。

太阳能光热

从来源上说，太阳能才是真正意义上的“免费”能源，因为太阳光照不需要花费，并且会一直无限供给。利用太阳能发电称为太阳能光电利用，用于供热则是太阳能光热利用。之所要在“免费”上打两个引号，是因为太阳能转化为“热”后，还是需要输送能耗的。此外，太阳能利用的最大问题就是太阳光照具有“不保证率”，必须与锅炉或电等其他方式联用，才能保证用热的可靠性。因此，太阳能从来不能“单独”用作热源。

电制冷冷水机组

传统空调的冷热源形式就是冷水机组加锅炉，夏季由电制冷冷水机组供给空调用循环冷水，冬季由锅炉供给采暖用循环热水。这里不谈什么卡诺循环或者逆卡诺循环，可以如下简单的理解空调制冷：
空调制冷实际上就是从室内取走热量，按照能量守恒原理，能量转化需要耗能，因此需要冷水机组消耗一定的电能，将取出的热量提升为高位热能，然后后排至室外。
传统冷水机组采用冷却塔蒸发冷却方式排热，称为水冷式冷水机组。当采用其他方式排热，例如排至室外空气或地下，就是下面所说的风冷热泵或地源热泵。

风冷热泵机组

空调制冷时，风冷热泵使用风扇将热量排至室外空气，因此称为“风冷”。在冬季，风冷热泵也可以反过来运行，从室外空气取出低位热能，消耗一部分电能提升为高位热能，再送入室内供暖。风冷热泵冷暖两用时，就由冷水机组变为冷热水机组了，也就是“热泵”，由于供热时是从室外空气取热，又称为“空气源热泵”。当风冷热泵仅用于加热生活热水，称为“空气能热水器”，此时再用“风冷”两字已不合适了，因为全年都是取热，根本需要排热“风冷”。

地源热泵机组

地源热泵与风冷热泵都是“热泵”，因此也可以冷暖两用，并可以生产热水，不同的是，“风冷”利用室外空气，“地源”则是利用地下岩土、地下水或地表水，分别对应土壤源热泵、地下水源热泵、地表水源热泵，以及依此延伸的污水源热泵，除了利用对象不同，空调采暖原理一致。

更多暖通空调原理，详我逸暖通空调设计框架。

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