广州市某综合办公楼项目空调热回收系统经济性分析

方　标（广东省建筑设计研究院，广东　广州　510010）



广州市某综合办公楼项目空调热回收系统经济性分析

方标（广东省建筑设计研究院，广东广州510010）

通过对广州市某综合办公楼项目的空调热回收系统进行节能经济性分析，为类似节能建筑的空调通风系统设计提供参考，对类似设施的建设有重要意义。

热回收；空调系统；经济性分析

引言

随着世界范围内矿石能源日趋紧张和能源需求迅速增长，促使人们探索节能的新途径和提高能源的有效利用率。根据各国的能源利用水平不同，有超过50%的能源主要以废热的形式丢失，不仅浪费了大量宝贵的能源，还会带来“热岛效应”。在中国，近几年来，我国的空调热回收技术得到了迅速发展，在实际工程应用中的节能效果相当明显，本文对一个典型的空调主机热回收项目进行经济性分析，得出了其节能、经济的系统特点，为相似项目的设计、建设提供了参考。

1　工程概况

本工程位于广东省广州市，是一栋集办公、餐饮、会议、休息等功能于一体的综合性办公建筑，工程总建筑面积约18783.5m2，地下二层，建筑面积6656.3m2；地上十一层，建筑面积12127.2m2；建筑顶标高42.85m。其中：地下二层和地下一层为设备用房、汽车库及文体活动室，1～夹层～2层主要为接待、办公、餐饮用房，3～7层主要为代表休息房及会议室和多功能厅，8～11层为休息客房。目前该工程已经竣工并投入使用。

图1　本工程效果图

2　空调冷热源系统

2.1项目冷热负荷需求

根据本工程各房间的使用功能，将本工程空调区域分为2个独立系统，对于主要是白天使用的餐厅、接待大厅、多功能厅、会议等房间，拟采用风冷螺杆式热泵机组；对于主要是晚上使用的代表休息室，拟采用智能多联小型中央空调系统。中央空调系统部分的建筑经过详细的负荷计算，冷负荷约为780kW （222RT），整栋建筑设计每天60℃的生活热水用量为30m3，使用方式为24h供应热水，热量需求量约为230kW。

2.2冷热源系统方案

设计时有2个方案：

（1）空气源热泵机组（带热回收功能）+空气能热水机组。采用2台制冷量为390kW的板管蒸发式冷凝螺杆冷热水机组，冷冻水供回水温度为7℃/12℃，冬季采暖时供回水温差为45℃/40℃。每台热回收机组的热回收量为117kW，两台共回收的热量为234kW，正好满足最大生活热水的需要。热回收制取的生活热水进出水温度为60℃/55℃，冷热水机组放置于顶楼屋面，膨胀水箱设于天面。生活热水部分采用三台10P空气能热水主机（直热+循环一体功能机组），每台制热量为40kW，作为制取生活热水的设备。直热模式下，冷水直接进入主机后出来的热水温度恒定在60℃。冷冻水泵设一级泵，水泵与主机一一对应匹配，系统原理图详见图2。

（2）空气源热泵机组（不带热回收功能），与空气能热水系统各自单独控制。采用2台制冷量为390kW的风冷螺杆冷热水机组，冷冻水供回水温度为7℃/12℃，冬季采暖时供回水温差为45℃/40℃。生活热水部分采用三台10P空气能热水主机（直热+循环一体功能机组），每台制热量为40kW，作为制取生活热水的设备。直热模式下，冷水直接进入主机后出来的热水温度恒定在60℃。冷热水机组放置于顶楼屋面，膨胀水箱设于天面。冷冻水泵设一级泵，水泵与主机一一对应匹配。

3　方案对比分析

上文介绍了本工程的两种冷热源方案，现就这两种方案的初投资、运行费用以及投资回收期分别进行分析，并作出比较选择。

图2　空调水系统原理图

3.1方案1：空气源热泵机组（带热回收功能）+空气能热水机组

3.1.1方案1运行费用

该方案中，空调部分选用二台390kW带热回收功能空气源螺杆式热泵冷水机组；目的是使设备在制冷的同时把散发的热量回收，回收热量大约为制冷量的30%，每台约为117kW。通过与水的热交换，转换成温度约为50～55℃的生活热水。在此过程中，所使用的热水是完全免费的，大大节约了热水的运行费用，同时也消除了空调设备周围的“温室效应”。

当空调设备在制热（采暖）时，空调热回收功能自动停止，由具有直热+循环功能的空气源热水机组投入运行。

表1　

由表1可知，采用热回收功能的空调热水系统，每年节省约¥49，482.00元的运行费用。以设备运行十年计算，则可以节省49.5万元的运行费用。

3.1.2方案1主要设备清单及初投资费用（见表2）

3.2方案2：空气源热泵机组（不带热回收功能），与空气能热水系统各自单独控制。

3.2.1方案2运行费用本方案是空气能热水机组与空调设备使用功能完全分开，互不影响（见表3）。

3.2.2方案2主要设备清单及初投资费用（见表4）

表2　

表3　

表4　

4　结论

根据安全、可靠、节能的设计原则，如果采用空调设备带热回收的方案一，初投资比方案二增加了125.19-110.25= 14.94万，年运行电费比方案二节省4.95万元（未扣除热回收水泵用电费用），投资回收期=14.94/4.95=3.02年，投资回收年限大于3年，建议采用方案一。方案一中的热水控制及与给水排水专业的连接较为复杂，水力平衡也较为复杂，但尚在可控范围内。主机热回收系统的效率和投资回报周期计算影响因素较多且比较难以控制，本文难以一一详细描述，仅对主要的影响因素及设计要点予以分析，为类似的系统设计提供一些参考。

［1］薛志峰，江 亿.商业建筑的空调系统能耗指标分析［J］.暖通空调，2005（01）.

［2］潘爱金，李娜玲.空调热回收系统制热水节能分析［J］.全国建筑环境与设备技术交流大会，2009.

［3］林喜云，沈国民.空调热回收系统的影响因素及节能分析［J］.全国暖通空调制冷学术年会，2006.

方 标（1986-），男，安徽寿县人，工程师，硕士，从事暖通空调设计工作。

TM925.12

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2095-2066（2016）19-0146-02

2016-6-20