空调冷热源方案选择与比较
2016-08-07龚哲
龚哲
（中航长沙设计研究院有限公司 湖南长沙 410000）
空调冷热源方案选择与比较
龚哲
（中航长沙设计研究院有限公司 湖南长沙 410000）
本文通过对正常运行某研发大楼的空调冷热源的简介，配置，初投资及运行费用的分析来考虑如何进行冷热源的选择。
空调冷热源；冷（热）负荷；初投资；运行费用
1 中央空调系统冷热负荷计算
中央空调冷热负荷估算：
中央空调面积约35000m2、中央空调系统采用间断连续运行方式等情况，夏季空调按单位冷负荷120W/m2估算，则冷负荷总量约4200kW，冬季按单位热负荷95W/m2估算，则热负荷总量约3325kW。
2 中央空调系统冷热源简介
对于研发楼中央空调系统，共有5种冷热源：
（1）电制冷机＋燃气真空热水机组；
（2）直燃机组；
（3）土壤源热泵机组；
（4）空调变频多联机系统（VRV）；
（5）空气源热泵机组。
3 中央空调系统冷热源方案论述
3.1 方案①——电制冷机＋燃气真空热水机组
方案配置概述：夏季制冷采用2台制冷量2110kW的离心式冷水机组的方式，总制冷量为4220kW，主机电功率712kW，配套设备电功率230kW。
冬季供暖采用2台供热量1750kW的燃气真空热水机组，总供热量为3500kW，机组用天然气总量368Nm3/h，主机电功率2×4kW，配套设备电功率55.5kW。
与主机配套的主要设备技术参数及主机房面积见表1。
3.2 方案②——燃气溴化锂直燃机组
方案配置概述：该方案夏季制冷/冬季供暖采用2台190×104kcal/h燃气溴化锂吸收式直燃机组。夏季2台直燃机组的总制冷量4430kW，机组用天然气总量为291.6Nm3/h，主机电功率27kW，配套设备电功率304kW。
冬季2台直燃机组的总供热量3706kW（约318×104kcal/h），机组用天然气总量为343.6Nm3/h，主机电功率27kW，配套设备电功率110kW。烟囱需设置烟囱。
表1
与主机配套的主要设备技术参数及主机房面积见表2。
表2
3.3 方案③——地源热泵机组
方案配置概述：本方案采用2台地源热泵机组+2台单制螺杆式冷水机组。夏季制冷采用2台地源热泵机组+2台单制冷的螺杆式冷水机组，其中地源热泵机组单台制冷量1144.1kW，单制冷的螺杆式冷水机组制冷量961.3kW，总制冷量为1923kW，主机电功率为758kW，配套设备电功率336kW，总电功率1094kW。
冬季供热采用2台地源热泵机组+1台真空燃气供热机组
其中地源热泵单台供热量1196kW，总供热量2392kW，供热机组单台供热量1050kW，机组电功率为541kW，配套设备电功率120kW，总电功率661kW。
超低噪声方形横流冷却塔3台，单台流量300m3/h，风机电机功率7.5kW；其中2台用于单制冷的螺杆式冷水机组，另1台用于夏季全年土壤热平衡。
与主机配套的主要设备技术参数及主机房面积见表3。
表3
3.4 方案④——空调变频多联机系统（VRV）
方案概述：采用该方案受室内机管线长度、送风量、风速的影响，对室内空调效果、尤其对大会议室、大堂、展厅等大空间的空调效果可能不佳。
3.5 方案⑤——空气源热泵系统
方案概述：该方案采用该方案制冷、采暖效率受环境影响较大，尤其是冬季温度较低时，容易结霜（须停机化霜），需要加装1套电辅助加热器，另外，空气源热泵机组要求有良好的通风，噪音较大，不宜用于大楼，故该方案不再作详细论述。
3.6 方案初投资估算
3.6.1 估算说明
（1）设备价格均按国内外高端品牌咨询价；
（2）燃气开户费按200元/Nm3计，空调日运行时间按7：00～18：00共11h；
（3）根据财政部、建设部印发的《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》的通知，仅土壤源热泵方案有节能补贴，按70万元计。
3.6.2 方案初投资估算
方案初投资估算见表4。
表4
3.6.3 方案运行费估算
（1）运行时间说明
①中央空调系统能耗采用当量满负荷运行时间法估算。
②供冷运行按5个月计（5月下旬～10月上旬）；供热运行按4个月计（11月下旬～3月上旬）；每月按运行25d计（考虑扣除部份节假日）；每日按运行 11h 计（7：00～18：00），则供冷运行时间 1375h，供热运行时间1100h。
③供冷当量满负荷运行时间825h，供热当量满负荷运行时间748h。供冷负荷率εL=0.69，供暖负荷率εR=0.62
主机耗电量=额定功率×当量满负荷运行时间
主机（或锅炉）耗气量=额定耗气量×当量满负荷运行时间
配套设备耗电量=额定功率×累计运行时间×[负荷率+（1-负荷率）/台数]
（2）价格（按当前价格）
电费：1 元/kWh，气费：3 元/Nm3，水费：2.35 元/T。
溴化锂溶液每次更换费用：28000元/T×8T/台×2台=4480000元（每8年需更换一次）。
（3）年运行费估算
各方案年运行费估算见表5。
表5
（4）方案综合比较
各方案综合比较见表6。
表6
4 结论
综合比较上述3种方案，方案①、方案②的主要优点是初投资较少，主要缺点是设备较多，占用机房面积较大，此外，均需设置烟囱影响大楼美观；方案③的主要优点是地源属于可再生能源，环保，运行费用低，主要缺点是投资最高，此外，地埋管系统占地面积约10000m2。
TU831
A
1004-7344（2016）01-0247-02
2015-10-10
龚哲（1985-），女，工程师，本科，主要从事暖通设计工作。
