山西太原某辦公樓空調(diào)系統(tǒng)冷熱源方案分析

程權(quán)

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030013)

1 空調(diào)冷熱源設(shè)計(jì)方案

方案1：兩臺(tái)100.0萬大卡/h螺桿式冷水機(jī)組+集中供熱。

方案2：兩臺(tái)60.0萬大卡/h螺桿式冷水機(jī)組+冰蓄冷+集中供熱。

方案3：兩臺(tái)100.0萬大卡/h直燃型溴化鋰?yán)錈崴畽C(jī)組。

2 三種空調(diào)冷熱源方式的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 方案1

1)雙螺桿式冷水機(jī)組的COP(制冷量與耗電量比值，衡量制冷效率的指標(biāo))值為5.0左右，制冷效率高。2)雙螺桿式冷水機(jī)組在冬季不工作，為機(jī)組的保養(yǎng)和檢修提供了便利，有利于提高運(yùn)行壽命。3)雙螺桿式冷水機(jī)組冷媒可采用R134a，完全能夠達(dá)到綠色環(huán)保的要求。4)雙螺桿式冷水機(jī)組采用滑閥進(jìn)行容量控制，能在10%～100%負(fù)荷內(nèi)進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)，從而保證最大的系統(tǒng)節(jié)能效果。5)冬季熱源采用集中供熱，高溫水經(jīng)換熱器后提供空調(diào)系統(tǒng)。熱源穩(wěn)定，使用安全系數(shù)高。6)由于沒有煙道，對(duì)建筑立面效果沒有影響。7)初投資較少，運(yùn)行費(fèi)用同方案2基本相當(dāng)(詳細(xì)分析見后面經(jīng)濟(jì)性分析)。

2.2 方案2

1)雙螺桿式冷水機(jī)組的COP(制冷量與耗電量比值，衡量制冷效率的指標(biāo))值為5.0左右，制冷效率高。2)雙螺桿式冷水機(jī)組在冬季不工作，為機(jī)組的保養(yǎng)和檢修提供了便利，有利于提高運(yùn)行壽命。3)雙螺桿式冷水機(jī)組冷媒可采用R22，能夠達(dá)到綠色環(huán)保的要求。4)雙螺桿式冷水機(jī)組采用滑閥進(jìn)行容量控制，能在10%～100%負(fù)荷內(nèi)進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)，從而保證最大的系統(tǒng)節(jié)能效果。5)冬季熱源采用集中供熱，高溫水經(jīng)換熱器后提供空調(diào)系統(tǒng)。熱源穩(wěn)定，使用安全系數(shù)高。6)由于沒有煙道，對(duì)建筑立面效果沒有影響。7)由于采用了冰蓄冷技術(shù)，空調(diào)的出水溫度低、制冷效果好、降溫速度快。空調(diào)環(huán)境相對(duì)濕度較低，空調(diào)品質(zhì)提高，有利于防止中央空調(diào)綜合癥。8)由于采用了冰蓄冷技術(shù)，初投資增加了設(shè)備，因此總的投資多;同時(shí)，由于采用了冰蓄冷技術(shù)，晚間蓄冷，白天制冷，充分利用峰谷電差，使運(yùn)行費(fèi)用成為三種方案中最少的(詳細(xì)分析見后面經(jīng)濟(jì)性分析)。9)由于我市高峰季節(jié)用電緊張，尤其是用電量的峰谷差很大，因此供電單位鼓勵(lì)用電用戶“避峰”，本方案達(dá)到了用電“削峰添谷”的作用，十分符合國家各種節(jié)能政策。

2.3 方案3

1)直燃式溴化鋰機(jī)組的COP(制冷量與耗熱量比值，衡量制冷效率的指標(biāo))值為1.3左右，制冷效率低。2)直燃式溴化鋰機(jī)組全年運(yùn)行，保養(yǎng)和檢修時(shí)間較短。3)直燃式溴化鋰機(jī)組能夠達(dá)到節(jié)電的目的，但不能節(jié)能，效率低造成了其耗能(人工煤氣或天然氣)較大。4)直燃式溴化鋰機(jī)組也能在10%～100%負(fù)荷內(nèi)進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)，從而保證最大的系統(tǒng)節(jié)能效果。5)直燃式溴化鋰機(jī)組的煙氣排放既造成了污染，也一定程度的影響了建筑的立面效果。6)初投資較高，但運(yùn)行費(fèi)用較方案1少(詳細(xì)分析見后面經(jīng)濟(jì)性分析)。

3 各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)(太原地區(qū))

1)電力增容費(fèi)：330元/kVA，變配電設(shè)備費(fèi)：220元/kVA。

2)電價(jià)(高峰用電)：1.046元/(kW·h)，電價(jià)(低谷用電)：0.300元/(kW·h)。

3)直燃機(jī)煤氣價(jià)(煤氣公司提供)：冬季為0.9元/(N·m3)，夏季為0.8元/(N·m3)。

4)水價(jià)：4.35元/m3。

5)制冷期：100 d/年。

6)采暖期：150 d/年。

7)滿負(fù)荷運(yùn)行率：0.4。

8)集中供熱收費(fèi)：0.35元/(m2·月)。

9)水、電、煤氣價(jià)格僅作為參考。

4 三種設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)性分析

1)初投資分析(僅列出機(jī)房費(fèi)用，作為方案比較使用)見表1。

表1 初投資分析結(jié)果 萬元

初投資費(fèi)用合計(jì)：

方案1：130+60+110+20.5+13.7=334.2萬元。

方案2：80+50+110+110+16.9+11.2=378.1萬元。

方案3：210+65+6.6+4.4+45+5=336.0萬元。

2)冷凍機(jī)房運(yùn)行費(fèi)用比較。

方案1：夏季滿負(fù)荷運(yùn)行耗電量620 kW;耗水量1.2 t/h。

每小時(shí)運(yùn)行費(fèi)用：620×1.046+1.2×13=664.12元。

一個(gè)夏季運(yùn)行費(fèi)用：664.12×100×10×0.4=26.60萬元。

冬季滿負(fù)荷運(yùn)行耗電量62.0 kW。

一個(gè)冬季運(yùn)行費(fèi)用：62×1.046×150×8+4.5×18 300×150= 48.80萬元。

全年運(yùn)行費(fèi)用：26.60+48.40=75.00萬元。

方案2：夏季滿負(fù)荷運(yùn)行耗電量480 kW，晚間蓄冰運(yùn)行耗電量340 kW;耗水量1.2 t/h。

每小時(shí)運(yùn)行費(fèi)用：白天：480×1.046+1.2×13=503.64元。

晚間：340×0.3=102.0。

一個(gè)夏季運(yùn)行費(fèi)用：503.64×100×10×0.3+102×100×10× 0.4=19.18萬元。

冬季滿負(fù)荷運(yùn)行耗電量62.0 kW。

一個(gè)冬季運(yùn)行費(fèi)用：62×1.046×150×8+4.5×18 300×5= 48.80萬元。

全年運(yùn)行費(fèi)用：19.18+48.80=67.98萬元。

方案3：夏季滿負(fù)荷運(yùn)行耗電量220 kW;耗水量1.2 t/h;耗氣量440 N·m3/h。

每小時(shí)運(yùn)行費(fèi)用：230×1.046+1.2×16+440×0.8=612元。

一個(gè)夏季運(yùn)行費(fèi)用：612.0×100×10×0.4=24.50萬元。

冬季滿負(fù)荷運(yùn)行耗電量92 kW;耗水量1.2 t/h;耗氣量540 N·m3/h。

每小時(shí)運(yùn)行費(fèi)用：92×1.046+1.2×6+540×0.9=589.4元。

一個(gè)冬季運(yùn)行費(fèi)用：589.4×150×8×0.65=46.00萬元。

全年運(yùn)行費(fèi)用：24.50+46.00=70.5萬元。

5 各項(xiàng)費(fèi)用綜合比較

各項(xiàng)費(fèi)用綜合比較結(jié)果見表2。

表2 各項(xiàng)費(fèi)用綜合比較結(jié)果 萬元

從表2比較可以看出，方案1在初投資上比方案2，3要節(jié)省投資費(fèi)用，在運(yùn)行費(fèi)用上方案2比方案1，3要節(jié)省(此項(xiàng)比較價(jià)格均為質(zhì)量優(yōu)良的產(chǎn)品)。從以上分析可以得出方案2運(yùn)行5年左右即可收回初投資多(比方案1)的部分。

根據(jù)以上的分析，從學(xué)術(shù)角度和我國的產(chǎn)業(yè)政策(環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展)的角度來說，建議本建筑在經(jīng)濟(jì)上許可的情況下，可以采用方案二，即兩臺(tái)60.0萬大卡/h螺桿式冷水機(jī)組+冰蓄冷+集中供熱。

［1］ 中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施 暖通空調(diào) 動(dòng)力［M］.北京：中國計(jì)劃出版社，2009.

［2］ 馬最良，姚 楊.民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

［3］ 方貴銀.蓄冷空調(diào)工程實(shí)用新技術(shù)［M］.北京：人民郵電出版社，2000.