浅析河北张家口地区空调设计方案选择和比较

2010-08-15秦军如

山西建筑 2010年27期

秦军如

0 引言

塞外古城张家口市像一颗璀璨的明珠镶嵌在河北的北端。张家口市地处京、冀、晋、蒙四省(区、市)交界处,地理位置得天独厚。近年来张家口的城市建设得到长足发展,独特的区位优势、优越的投资环境招致很多房地产开发商的光临惠顾,随着经济和人民生活水平的发展和提高,一些新型的娱乐场所和高层的住宅建筑不断的拔地而起,空调系统开始逐步的走进甚至延伸至百姓生活娱乐的每个角落。随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高,暖通空调领域中新的设计方案大量涌现,针对同一个设计项目,往往可以有几种、十几种甚至几十种不同的设计方案可供选择,面对众多的设计方案,由于考虑问题的角度不同,各方的看法往往各不相同,甚至大相径庭。有些人认为采用最新技术的设计方案就是最佳的设计方案,实际上每种方案都有其适用条件和范围,在其适用范围之外,一种设计方案对某个工程项目可能是最佳方案,但对于另一个工程项目就可能是不可行的方案,因此在方案选择时不能赶时髦、搞攀比。另外往往认为投资最低的方案就是最佳方案,但是一次投资低的方案有可能因为其运行费用很高或设备寿命很短,需要经常更换,从长期运行来说并不合算。在评价设计方案时,往往认为复杂的方案就是高水平的方案。但实际上因为系统越复杂,通常其设备越多、投资就越高,系统的可靠性、可操作性、可控性和可维护性就越差,因此复杂的方案并不一定就是高水平的设计方案,在满足使用要求的前提下,系统越简单越好。

1 方案比较

1.1 可行性和可靠性问题

设计方案应能满足有关方面的要求(如供电、供气、供水、供热等),并应特别顾及这些条件的长期变化情况。例如采用水源热泵设计方案时应考虑当地地质情况、地下水资源的现状和变化趋势、冬季热负荷和夏季冷负荷不平衡所产生的热(冷)蓄积效应等问题。

地源热泵系统要求较高,需打100 m～200 m深井,一般一口供水井两口回水井。地下水质好,水温恒定,水质的杂质和酸碱度影响打井效率,以及后面水质处理问题,也会引起回灌水对地下水的污染问题。土壤对水吸收慢引起不容易回灌的问题。该系统使用寿命一般在10年左右(普通在25年左右)。还有一种就是只打一口井供水,回水排放,用水量大,污染严重,长时间抽地下水,有些地方会发生地表下陷状况。

VRV系统为利用制冷剂制冷,只能用于夏季制冷,无法实现冬季采暖。

1.2 经济性比较问题

在经济性比较时首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较,这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。

暖通空调设计方案的一次投资不仅包括各种设备、管道、材料的投资,而且应包括各种相关收费(如热力入网费、用电设备增容费、天然气的气源费等),相应的安装、调试费用,相关的工程管理等各种收费,相关水处理和配电与控制投资,机房土建投资与相应室外管线的费用,而这些在实际设计工作中容易被遗漏。以上都是直接费用。

地源热泵系统的初投资比较高,每口井需要100万元左右。

风冷水冷的一半加上安装和调试费用一共200元/m2。

风冷一般比水冷的初投资高些,设备少、质量要求高(少1套系统),水冷设备多,后期运行维修费用高。

在一些情况下间接效益也应综合考虑。如宾馆、饭店、写字楼的空调机房节省的面积。

运行能耗和运行费用是暖通空调设计方案技术经济性比较必须考虑的重要参数。运行能耗除了应计算暖通空调主机(锅炉和制冷机等)的能耗外,还应计算其他辅助设备(如风机和水泵等)的能耗。

风冷系统与水冷系统相比:

1)风冷适合于中小工程、水冷适合于中大工程;2)风冷不用地下室机房、水冷用地下室机房;3)风冷不用冷却塔、水冷需冷却塔;4)风冷需放置在楼顶或开阔的地方,占用面积,水冷只需在楼顶放置冷却塔;5)风冷能耗比低、水冷能效比高;6)风冷机组造价高、水冷机组造价稍低;7)风冷机组不需专人值守、水冷需专人值守。

办公楼、教学楼、写字楼和游泳馆等建筑物的暖通空调设备通常间歇运行,其运行时间应为扣除停机时间后的实际运行时间。能耗费用除电费、燃油费、燃煤费、燃气费外,还应包括消耗的水费、人工费等。

在设计方案经济性比较时应综合考虑投资、运行费用以及设备的使用寿命,以相同的使用周期为基准。

1.3 调节性和可操作性问题

系统应有较好的调节性能,以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案,如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案,其一次投资通常较高,但运行能耗较小,对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼,设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。

设计方案的管理操作方便性是用户十分关心的问题。空调系统自动化水平的提高,可以减少管理人员的数量和劳动强度,从而使人工费减少,但使一次投资增加。宜采用自动控制,以减少操作管理的工作量,但自动控制系统应尽可能简化。

1.4 安全性问题和环境影响问题

采用氨制冷方案时,应考虑氨泄漏对人体的危害。从这方面来说,分体空调、一拖多空调系统、风机盘管空调系统的安全性较好。关键是要合理确定系统方案和新风量,系统新风量应能调节,平时按正常风量运行,流行性疾病暴发期间或室内受到生化污染的情况下按较大风量运行。VRV系统不能与新风系统合用。在对设计方案进行经济性比较分析时,还应综合考虑暖通空调设备的废气、废水、废渣和噪声等污染治理的费用。如何对设计方案污染物排放的危害、对臭氧层的破坏和产生的温室效应的危害、系统和设备全过程(包括设备制造、使用和淘汰处理的全过程)的能源和资源消耗等进行全面、科学、定量的经济性评估比较,是一个需要深入研究的问题。热泵和风冷的噪声小,冷却塔噪声稍大,可以采用超低噪声冷却塔。机房水泵采用进口设备噪声比较小。