空調冷熱源方案選擇與比較

龔哲

（中航長沙設計研究院有限公司 湖南長沙 410000）

空調冷熱源方案選擇與比較

龔哲

（中航長沙設計研究院有限公司 湖南長沙 410000）

本文通過對正常運行某研發(fā)大樓的空調冷熱源的簡介，配置，初投資及運行費用的分析來考慮如何進行冷熱源的選擇。

空調冷熱源；冷（熱）負荷；初投資；運行費用

1 中央空調系統(tǒng)冷熱負荷計算

中央空調冷熱負荷估算：

中央空調面積約35000m2、中央空調系統(tǒng)采用間斷連續(xù)運行方式等情況，夏季空調按單位冷負荷120W/m2估算，則冷負荷總量約4200kW，冬季按單位熱負荷95W/m2估算，則熱負荷總量約3325kW。

2 中央空調系統(tǒng)冷熱源簡介

對于研發(fā)樓中央空調系統(tǒng)，共有5種冷熱源：

（1）電制冷機＋燃氣真空熱水機組；

（2）直燃機組；

（3）土壤源熱泵機組；

（4）空調變頻多聯(lián)機系統(tǒng)（VRV）；

（5）空氣源熱泵機組。

3 中央空調系統(tǒng)冷熱源方案論述

3.1 方案①——電制冷機＋燃氣真空熱水機組

方案配置概述：夏季制冷采用2臺制冷量2110kW的離心式冷水機組的方式，總制冷量為4220kW，主機電功率712kW，配套設備電功率230kW。

冬季供暖采用2臺供熱量1750kW的燃氣真空熱水機組，總供熱量為3500kW，機組用天然氣總量368Nm3/h，主機電功率2×4kW，配套設備電功率55.5kW。

與主機配套的主要設備技術參數(shù)及主機房面積見表1。

3.2 方案②——燃氣溴化鋰直燃機組

方案配置概述：該方案夏季制冷/冬季供暖采用2臺190×104kcal/h燃氣溴化鋰吸收式直燃機組。夏季2臺直燃機組的總制冷量4430kW，機組用天然氣總量為291.6Nm3/h，主機電功率27kW，配套設備電功率304kW。

冬季2臺直燃機組的總供熱量3706kW（約318×104kcal/h），機組用天然氣總量為343.6Nm3/h，主機電功率27kW，配套設備電功率110kW。煙囪需設置煙囪。

表1

與主機配套的主要設備技術參數(shù)及主機房面積見表2。

表2

3.3 方案③——地源熱泵機組

方案配置概述：本方案采用2臺地源熱泵機組+2臺單制螺桿式冷水機組。夏季制冷采用2臺地源熱泵機組+2臺單制冷的螺桿式冷水機組，其中地源熱泵機組單臺制冷量1144.1kW，單制冷的螺桿式冷水機組制冷量961.3kW，總制冷量為1923kW，主機電功率為758kW，配套設備電功率336kW，總電功率1094kW。

冬季供熱采用2臺地源熱泵機組+1臺真空燃氣供熱機組

其中地源熱泵單臺供熱量1196kW，總供熱量2392kW，供熱機組單臺供熱量1050kW，機組電功率為541kW，配套設備電功率120kW，總電功率661kW。

超低噪聲方形橫流冷卻塔3臺，單臺流量300m3/h，風機電機功率7.5kW；其中2臺用于單制冷的螺桿式冷水機組，另1臺用于夏季全年土壤熱平衡。

與主機配套的主要設備技術參數(shù)及主機房面積見表3。

表3

3.4 方案④——空調變頻多聯(lián)機系統(tǒng)（VRV）

方案概述：采用該方案受室內機管線長度、送風量、風速的影響，對室內空調效果、尤其對大會議室、大堂、展廳等大空間的空調效果可能不佳。

3.5 方案⑤——空氣源熱泵系統(tǒng)

方案概述：該方案采用該方案制冷、采暖效率受環(huán)境影響較大，尤其是冬季溫度較低時，容易結霜（須停機化霜），需要加裝1套電輔助加熱器，另外，空氣源熱泵機組要求有良好的通風，噪音較大，不宜用于大樓，故該方案不再作詳細論述。

3.6 方案初投資估算

3.6.1 估算說明

（1）設備價格均按國內外高端品牌咨詢價；

（2）燃氣開戶費按200元/Nm3計，空調日運行時間按7：00～18：00共11h；

（3）根據(jù)財政部、建設部印發(fā)的《可再生能源建筑應用專項資金管理暫行辦法》的通知，僅土壤源熱泵方案有節(jié)能補貼，按70萬元計。

3.6.2 方案初投資估算

方案初投資估算見表4。

表4

3.6.3 方案運行費估算

（1）運行時間說明

①中央空調系統(tǒng)能耗采用當量滿負荷運行時間法估算。

②供冷運行按5個月計（5月下旬～10月上旬）；供熱運行按4個月計（11月下旬～3月上旬）；每月按運行25d計（考慮扣除部份節(jié)假日）；每日按運行 11h 計（7：00～18：00），則供冷運行時間 1375h，供熱運行時間1100h。

③供冷當量滿負荷運行時間825h，供熱當量滿負荷運行時間748h。供冷負荷率εL=0.69，供暖負荷率εR=0.62

主機耗電量=額定功率×當量滿負荷運行時間

主機（或鍋爐）耗氣量=額定耗氣量×當量滿負荷運行時間

配套設備耗電量=額定功率×累計運行時間×[負荷率+（1-負荷率）/臺數(shù)]

（2）價格（按當前價格）

電費：1 元/kWh，氣費：3 元/Nm3，水費：2.35 元/T。

溴化鋰溶液每次更換費用：28000元/T×8T/臺×2臺=4480000元（每8年需更換一次）。

（3）年運行費估算

各方案年運行費估算見表5。

表5

（4）方案綜合比較

各方案綜合比較見表6。

表6

4 結論

綜合比較上述3種方案，方案①、方案②的主要優(yōu)點是初投資較少，主要缺點是設備較多，占用機房面積較大，此外，均需設置煙囪影響大樓美觀；方案③的主要優(yōu)點是地源屬于可再生能源，環(huán)保，運行費用低，主要缺點是投資最高，此外，地埋管系統(tǒng)占地面積約10000m2。

TU831

A

1004-7344（2016）01-0247-02

2015-10-10

龔哲（1985-），女，工程師，本科，主要從事暖通設計工作。