某商務(wù)酒店空調(diào)系統(tǒng)冷熱源優(yōu)化設(shè)計與經(jīng)濟(jì)性分析

摘 要：在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中，冷熱源的選擇要考慮多方面的因素，本文以武漢某商務(wù)酒店為例，介紹了水冷螺桿冷水機(jī)組+蒸汽板換和溴化鋰吸收式冷水機(jī)組兩種不同的冷熱源方案，并對兩種方案就空調(diào)季的能耗、初投資、運(yùn)行費(fèi)用和年計算費(fèi)用等四方面進(jìn)行了對比分析，確定了適合該項(xiàng)目的最優(yōu)方案。

關(guān)鍵詞：冷熱源；水冷螺桿冷水機(jī)組；溴化鋰吸收式冷水機(jī)組；對比分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.034

0 引言

空調(diào)冷熱源方案設(shè)計是一個綜合性比較分析的過程，該設(shè)計過程首先要充分考慮實(shí)際的使用條件，在確定使用條件、使用范圍之后，選擇幾個滿足使用要求的方案，再從能耗情況、經(jīng)濟(jì)效益以及維護(hù)管理等各個方面綜合比對這些備選方案，從中確定一個適合項(xiàng)目要求的最佳方案。而所謂最佳方案也只能是在一定范圍內(nèi)的相對而言，在對各個方案進(jìn)行比較的過程中，我們主要利用一些相關(guān)的指標(biāo)來標(biāo)識各個方案的優(yōu)劣程度，下面就以武漢某商務(wù)酒店為例進(jìn)行分析。

1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目位于武漢關(guān)山大道光谷當(dāng)代國際花園內(nèi)，是一棟九層商務(wù)酒店，一層為餐廳及酒店大堂，二層為多功能廳，三～九層為客房部分。酒店大堂下方為地下室，作為設(shè)備用房使用。項(xiàng)目地塊不規(guī)則，場地地勢平坦，東西長，南北寬。是總建筑面積1.08萬m2，建筑高度為31.8m的一類高層建筑。

2 冷熱源優(yōu)化設(shè)計

冷熱源是整個空調(diào)系統(tǒng)中耗能較高的部分，而且這一環(huán)節(jié)的成本造價也比較高，該環(huán)節(jié)的設(shè)計質(zhì)量好壞直接決定用戶冷熱需求是否能夠得到滿足。本工程為位于湖北省武漢市東湖技術(shù)開發(fā)區(qū)光谷大道，在考慮冷熱源方案時主要考慮如下因素：

（1）工程所在區(qū)域有城市電網(wǎng)、城市管道天然氣供應(yīng)，周邊有關(guān)山熱點(diǎn)城的熱力外網(wǎng)，無化工廠、污水處理廠等。

（2）建筑的冬夏冷熱負(fù)荷不平衡，餐飲、辦公、客房等主要功能區(qū)，各功能區(qū)的負(fù)荷特點(diǎn)和使用特點(diǎn)有較明顯的差異。餐廳區(qū)在房間使用上具有非持續(xù)性和隨機(jī)性，要求空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈活，不適合并入集中系統(tǒng)，但由于規(guī)模較小，不適合單獨(dú)設(shè)系統(tǒng)，故所有區(qū)域設(shè)集中空調(diào)系統(tǒng)，需對冷熱源方案進(jìn)行初選，然后進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和能耗分析，確定最終結(jié)果。

根據(jù)該酒店建筑的投入實(shí)際使用后的特點(diǎn)以及武漢地區(qū)的能源情況，結(jié)合各大設(shè)計院已竣工的優(yōu)秀設(shè)計案例，且項(xiàng)目所在地有關(guān)山熱電廠高壓蒸汽管道系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)冷熱源方案初選：

1）冷卻塔散熱電制冷（水冷螺桿冷水機(jī)組）+蒸汽板換。此方案為傳統(tǒng)方案，技術(shù)比較成熟，設(shè)備可選范圍廣，初投資低，但運(yùn)行能耗較大。

2）蒸汽雙效型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組。蒸汽雙效型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組具有明顯的節(jié)電優(yōu)點(diǎn)，可以在夏季用氣低谷利用較便宜的高壓蒸汽資源，冬季不需要建鍋爐房。其工質(zhì)為溴化鋰水溶液，無毒、對大氣環(huán)境無破壞作用，同時還具有真空運(yùn)行安全可靠、機(jī)組振動小、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，本項(xiàng)目區(qū)域有熱電廠區(qū)域供熱管道，因此該方案可作為備選方案之一。

根據(jù)冷暖負(fù)荷計算結(jié)果，進(jìn)行兩個冷熱源方案的設(shè)備選型，具體選型詳見表2-1及表2-2。其中方案一選用螺桿式冷水機(jī)組，螺桿機(jī)在冷負(fù)荷較小的情況下，運(yùn)行效率較高。方案二則是基于關(guān)山電廠區(qū)域蒸汽管道系統(tǒng)，夏季能提供較低價格高壓蒸汽，選用蒸汽式直燃機(jī)。

3 各方案的年總能耗計算

方案一為電力驅(qū)動，方案二為熱力驅(qū)動，熱能和電能的“品位”不同，所以進(jìn)行能耗比較時，需將電能和熱能轉(zhuǎn)化為相同標(biāo)準(zhǔn)的能源形式。本次計算對比中，將其轉(zhuǎn)化為一次能源，兩個方案的能耗對比如表3-1所示。

一次能耗比較的結(jié)果能看出，方案二的節(jié)能效果要好很多，但是節(jié)能不一定意味著會節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，我們還要看具體的能源價格，方案二之所以節(jié)能，是因?yàn)槎喾N能源優(yōu)勢互補(bǔ)，夏季利用蒸汽直燃機(jī)制冷剛好與冬季集中供暖時間錯峰使用，有利于提高熱電廠的能源利用率，能源效率高。

4 各方案的經(jīng)濟(jì)性分析

判斷設(shè)計方案的優(yōu)劣離不開經(jīng)濟(jì)性評價，當(dāng)?shù)仉妰r為1.03元/kwh，而電廠蒸汽的價格為180元/t，即使是節(jié)能方案也未必是節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用的，下面我們再從初投資和運(yùn)行費(fèi)用方面對兩個方案進(jìn)一步的比較。

4.1 初投資

初投資包括設(shè)備購置費(fèi)、安裝工程費(fèi)、燃?xì)馊刖W(wǎng)費(fèi)和變配電設(shè)施費(fèi)用。表4-1給出了兩種方案的初投資估算結(jié)果。

顯然方案一在初投資方面有比較大的優(yōu)勢，兩者相差15.85萬，方案二主要在設(shè)備購置，安裝和蒸汽的入網(wǎng)費(fèi)三個方面比方案一投入大，單純因?yàn)槌跬顿Y大就否定一個方案，是不全面的，下面再來比較一下運(yùn)行費(fèi)用。

4.2 年運(yùn)行費(fèi)用

根據(jù)前述耗電量、耗氣量的計算結(jié)果和武漢市能源價格，可以計算出兩個方案的空調(diào)季的運(yùn)行費(fèi)用，如表4-2所示。

運(yùn)行費(fèi)用方案二比方案一低，低20%的運(yùn)行費(fèi)用直接降低了酒店經(jīng)營成本。

4.3 年計算費(fèi)用

由表4-1和表4-2中可以看到，在兩個方案中，方案一初投資最低，方案二年運(yùn)行費(fèi)用最低，為更好地進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較，計算各方案在壽命期內(nèi)的年計算費(fèi)用，見表4-3。

年計算費(fèi)用，方案二也是比方案一低10%，方案二還是略勝方案一。綜合能耗計算和經(jīng)濟(jì)性計算的對比結(jié)果見表4-4。

比較結(jié)果表明，一次能源消耗量方案二能耗低，兩者相差較大，而且方案二的優(yōu)勢大；初投資方面，由于蒸汽雙效直燃機(jī)受區(qū)域能源限制較大，在華中地區(qū)銷售一直不好，該項(xiàng)目最后的成交價是代理商的成本價，本文也是以實(shí)際成交價來計算的，所以兩者差別不大，但是方案二仍然要高出方案一14.6%，方案一的優(yōu)勢明顯；從運(yùn)行費(fèi)用看，方案一高，而方案二低，節(jié)約20%的運(yùn)行費(fèi)用，是比較客觀的。年計算費(fèi)用上兩者相差只有10%，這個指標(biāo)進(jìn)一步強(qiáng)化了方案二的優(yōu)勢，所以推薦選用方案一。

5 結(jié)語

本文首先根據(jù)項(xiàng)目的使用功能和區(qū)域能源狀況選擇了兩種適合該商務(wù)酒店的冷熱源方案，然后對方案進(jìn)行對比分析，分別從空調(diào)季的能耗、初投資、運(yùn)行費(fèi)用和年計算費(fèi)用等四方面進(jìn)行對比分析，最后總結(jié)各種方案的能耗特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性，確定該項(xiàng)目選用水冷螺桿冷水機(jī)組+蒸汽板換的冷熱源方式更為經(jīng)濟(jì)。

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基金項(xiàng)目：江蘇省住建廳建設(shè)系統(tǒng)科技項(xiàng)目“蘇北地區(qū)地源熱泵技術(shù)應(yīng)用研究”，項(xiàng)目編號：2017ZD029

作者簡介：高喜玲（1978-），女，河北唐山人，碩士研究生，講師，研究方向：暖通空調(diào)、建筑節(jié)能。