廣州市某綜合辦公樓項目空調(diào)熱回收系統(tǒng)經(jīng)濟性分析

方　標（廣東省建筑設(shè)計研究院，廣東　廣州　510010）

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廣州市某綜合辦公樓項目空調(diào)熱回收系統(tǒng)經(jīng)濟性分析

方標（廣東省建筑設(shè)計研究院，廣東廣州510010）

通過對廣州市某綜合辦公樓項目的空調(diào)熱回收系統(tǒng)進行節(jié)能經(jīng)濟性分析，為類似節(jié)能建筑的空調(diào)通風系統(tǒng)設(shè)計提供參考，對類似設(shè)施的建設(shè)有重要意義。

熱回收；空調(diào)系統(tǒng)；經(jīng)濟性分析

引言

隨著世界范圍內(nèi)礦石能源日趨緊張和能源需求迅速增長，促使人們探索節(jié)能的新途徑和提高能源的有效利用率。根據(jù)各國的能源利用水平不同，有超過50%的能源主要以廢熱的形式丟失，不僅浪費了大量寶貴的能源，還會帶來“熱島效應(yīng)”。在中國，近幾年來，我國的空調(diào)熱回收技術(shù)得到了迅速發(fā)展，在實際工程應(yīng)用中的節(jié)能效果相當明顯，本文對一個典型的空調(diào)主機熱回收項目進行經(jīng)濟性分析，得出了其節(jié)能、經(jīng)濟的系統(tǒng)特點，為相似項目的設(shè)計、建設(shè)提供了參考。

1　工程概況

本工程位于廣東省廣州市，是一棟集辦公、餐飲、會議、休息等功能于一體的綜合性辦公建筑，工程總建筑面積約18783.5m2，地下二層，建筑面積6656.3m2；地上十一層，建筑面積12127.2m2；建筑頂標高42.85m。其中：地下二層和地下一層為設(shè)備用房、汽車庫及文體活動室，1～夾層～2層主要為接待、辦公、餐飲用房，3～7層主要為代表休息房及會議室和多功能廳，8～11層為休息客房。目前該工程已經(jīng)竣工并投入使用。

圖1　本工程效果圖

2　空調(diào)冷熱源系統(tǒng)

2.1項目冷熱負荷需求

根據(jù)本工程各房間的使用功能，將本工程空調(diào)區(qū)域分為2個獨立系統(tǒng)，對于主要是白天使用的餐廳、接待大廳、多功能廳、會議等房間，擬采用風冷螺桿式熱泵機組；對于主要是晚上使用的代表休息室，擬采用智能多聯(lián)小型中央空調(diào)系統(tǒng)。中央空調(diào)系統(tǒng)部分的建筑經(jīng)過詳細的負荷計算，冷負荷約為780kW （222RT），整棟建筑設(shè)計每天60℃的生活熱水用量為30m3，使用方式為24h供應(yīng)熱水，熱量需求量約為230kW。

2.2冷熱源系統(tǒng)方案

設(shè)計時有2個方案：

（1）空氣源熱泵機組（帶熱回收功能）+空氣能熱水機組。采用2臺制冷量為390kW的板管蒸發(fā)式冷凝螺桿冷熱水機組，冷凍水供回水溫度為7℃/12℃，冬季采暖時供回水溫差為45℃/40℃。每臺熱回收機組的熱回收量為117kW，兩臺共回收的熱量為234kW，正好滿足最大生活熱水的需要。熱回收制取的生活熱水進出水溫度為60℃/55℃，冷熱水機組放置于頂樓屋面，膨脹水箱設(shè)于天面。生活熱水部分采用三臺10P空氣能熱水主機（直熱+循環(huán)一體功能機組），每臺制熱量為40kW，作為制取生活熱水的設(shè)備。直熱模式下，冷水直接進入主機后出來的熱水溫度恒定在60℃。冷凍水泵設(shè)一級泵，水泵與主機一一對應(yīng)匹配，系統(tǒng)原理圖詳見圖2。

（2）空氣源熱泵機組（不帶熱回收功能），與空氣能熱水系統(tǒng)各自單獨控制。采用2臺制冷量為390kW的風冷螺桿冷熱水機組，冷凍水供回水溫度為7℃/12℃，冬季采暖時供回水溫差為45℃/40℃。生活熱水部分采用三臺10P空氣能熱水主機（直熱+循環(huán)一體功能機組），每臺制熱量為40kW，作為制取生活熱水的設(shè)備。直熱模式下，冷水直接進入主機后出來的熱水溫度恒定在60℃。冷熱水機組放置于頂樓屋面，膨脹水箱設(shè)于天面。冷凍水泵設(shè)一級泵，水泵與主機一一對應(yīng)匹配。

3　方案對比分析

上文介紹了本工程的兩種冷熱源方案，現(xiàn)就這兩種方案的初投資、運行費用以及投資回收期分別進行分析，并作出比較選擇。

圖2　空調(diào)水系統(tǒng)原理圖

3.1方案1：空氣源熱泵機組（帶熱回收功能）+空氣能熱水機組

3.1.1方案1運行費用

該方案中，空調(diào)部分選用二臺390kW帶熱回收功能空氣源螺桿式熱泵冷水機組；目的是使設(shè)備在制冷的同時把散發(fā)的熱量回收，回收熱量大約為制冷量的30%，每臺約為117kW。通過與水的熱交換，轉(zhuǎn)換成溫度約為50～55℃的生活熱水。在此過程中，所使用的熱水是完全免費的，大大節(jié)約了熱水的運行費用，同時也消除了空調(diào)設(shè)備周圍的“溫室效應(yīng)”。

當空調(diào)設(shè)備在制熱（采暖）時，空調(diào)熱回收功能自動停止，由具有直熱+循環(huán)功能的空氣源熱水機組投入運行。

表1　

由表1可知，采用熱回收功能的空調(diào)熱水系統(tǒng)，每年節(jié)省約￥49，482.00元的運行費用。以設(shè)備運行十年計算，則可以節(jié)省49.5萬元的運行費用。

3.1.2方案1主要設(shè)備清單及初投資費用（見表2）

3.2方案2：空氣源熱泵機組（不帶熱回收功能），與空氣能熱水系統(tǒng)各自單獨控制。

3.2.1方案2運行費用本方案是空氣能熱水機組與空調(diào)設(shè)備使用功能完全分開，互不影響（見表3）。

3.2.2方案2主要設(shè)備清單及初投資費用（見表4）

表2　

表3　

表4　

4　結(jié)論

根據(jù)安全、可靠、節(jié)能的設(shè)計原則，如果采用空調(diào)設(shè)備帶熱回收的方案一，初投資比方案二增加了125.19-110.25= 14.94萬，年運行電費比方案二節(jié)省4.95萬元（未扣除熱回收水泵用電費用），投資回收期=14.94/4.95=3.02年，投資回收年限大于3年，建議采用方案一。方案一中的熱水控制及與給水排水專業(yè)的連接較為復(fù)雜，水力平衡也較為復(fù)雜，但尚在可控范圍內(nèi)。主機熱回收系統(tǒng)的效率和投資回報周期計算影響因素較多且比較難以控制，本文難以一一詳細描述，僅對主要的影響因素及設(shè)計要點予以分析，為類似的系統(tǒng)設(shè)計提供一些參考。

［1］薛志峰，江 億.商業(yè)建筑的空調(diào)系統(tǒng)能耗指標分析［J］.暖通空調(diào)，2005（01）.

［2］潘愛金，李娜玲.空調(diào)熱回收系統(tǒng)制熱水節(jié)能分析［J］.全國建筑環(huán)境與設(shè)備技術(shù)交流大會，2009.

［3］林喜云，沈國民.空調(diào)熱回收系統(tǒng)的影響因素及節(jié)能分析［J］.全國暖通空調(diào)制冷學術(shù)年會，2006.

方 標（1986-），男，安徽壽縣人，工程師，碩士，從事暖通空調(diào)設(shè)計工作。

TM925.12

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2095-2066（2016）19-0146-02

2016-6-20