山西太原某办公楼空调系统冷热源方案分析

程权

(山西省建筑设计研究院，山西太原 030013)

1 空调冷热源设计方案

方案1：两台100.0万大卡/h螺杆式冷水机组+集中供热。

方案2：两台60.0万大卡/h螺杆式冷水机组+冰蓄冷+集中供热。

方案3：两台100.0万大卡/h直燃型溴化锂冷热水机组。

2 三种空调冷热源方式的优缺点

2.1 方案1

1)双螺杆式冷水机组的COP(制冷量与耗电量比值，衡量制冷效率的指标)值为5.0左右，制冷效率高。2)双螺杆式冷水机组在冬季不工作，为机组的保养和检修提供了便利，有利于提高运行寿命。3)双螺杆式冷水机组冷媒可采用R134a，完全能够达到绿色环保的要求。4)双螺杆式冷水机组采用滑阀进行容量控制，能在10%～100%负荷内进行无级调节，从而保证最大的系统节能效果。5)冬季热源采用集中供热，高温水经换热器后提供空调系统。热源稳定，使用安全系数高。6)由于没有烟道，对建筑立面效果没有影响。7)初投资较少，运行费用同方案2基本相当(详细分析见后面经济性分析)。

2.2 方案2

1)双螺杆式冷水机组的COP(制冷量与耗电量比值，衡量制冷效率的指标)值为5.0左右，制冷效率高。2)双螺杆式冷水机组在冬季不工作，为机组的保养和检修提供了便利，有利于提高运行寿命。3)双螺杆式冷水机组冷媒可采用R22，能够达到绿色环保的要求。4)双螺杆式冷水机组采用滑阀进行容量控制，能在10%～100%负荷内进行无级调节，从而保证最大的系统节能效果。5)冬季热源采用集中供热，高温水经换热器后提供空调系统。热源稳定，使用安全系数高。6)由于没有烟道，对建筑立面效果没有影响。7)由于采用了冰蓄冷技术，空调的出水温度低、制冷效果好、降温速度快。空调环境相对湿度较低，空调品质提高，有利于防止中央空调综合症。8)由于采用了冰蓄冷技术，初投资增加了设备，因此总的投资多;同时，由于采用了冰蓄冷技术，晚间蓄冷，白天制冷，充分利用峰谷电差，使运行费用成为三种方案中最少的(详细分析见后面经济性分析)。9)由于我市高峰季节用电紧张，尤其是用电量的峰谷差很大，因此供电单位鼓励用电用户“避峰”，本方案达到了用电“削峰添谷”的作用，十分符合国家各种节能政策。

2.3 方案3

1)直燃式溴化锂机组的COP(制冷量与耗热量比值，衡量制冷效率的指标)值为1.3左右，制冷效率低。2)直燃式溴化锂机组全年运行，保养和检修时间较短。3)直燃式溴化锂机组能够达到节电的目的，但不能节能，效率低造成了其耗能(人工煤气或天然气)较大。4)直燃式溴化锂机组也能在10%～100%负荷内进行无级调节，从而保证最大的系统节能效果。5)直燃式溴化锂机组的烟气排放既造成了污染，也一定程度的影响了建筑的立面效果。6)初投资较高，但运行费用较方案1少(详细分析见后面经济性分析)。

3 各项设计参数(太原地区)

1)电力增容费：330元/kVA，变配电设备费：220元/kVA。

2)电价(高峰用电)：1.046元/(kW·h)，电价(低谷用电)：0.300元/(kW·h)。

3)直燃机煤气价(煤气公司提供)：冬季为0.9元/(N·m3)，夏季为0.8元/(N·m3)。

4)水价：4.35元/m3。

5)制冷期：100 d/年。

6)采暖期：150 d/年。

7)满负荷运行率：0.4。

8)集中供热收费：0.35元/(m2·月)。

9)水、电、煤气价格仅作为参考。

4 三种设计方案经济性分析

1)初投资分析(仅列出机房费用，作为方案比较使用)见表1。

表1 初投资分析结果 万元

初投资费用合计：

方案1：130+60+110+20.5+13.7=334.2万元。

方案2：80+50+110+110+16.9+11.2=378.1万元。

方案3：210+65+6.6+4.4+45+5=336.0万元。

2)冷冻机房运行费用比较。

方案1：夏季满负荷运行耗电量620 kW;耗水量1.2 t/h。

每小时运行费用：620×1.046+1.2×13=664.12元。

一个夏季运行费用：664.12×100×10×0.4=26.60万元。

冬季满负荷运行耗电量62.0 kW。

一个冬季运行费用：62×1.046×150×8+4.5×18 300×150= 48.80万元。

全年运行费用：26.60+48.40=75.00万元。

方案2：夏季满负荷运行耗电量480 kW，晚间蓄冰运行耗电量340 kW;耗水量1.2 t/h。

每小时运行费用：白天：480×1.046+1.2×13=503.64元。

晚间：340×0.3=102.0。

一个夏季运行费用：503.64×100×10×0.3+102×100×10× 0.4=19.18万元。

冬季满负荷运行耗电量62.0 kW。

一个冬季运行费用：62×1.046×150×8+4.5×18 300×5= 48.80万元。

全年运行费用：19.18+48.80=67.98万元。

方案3：夏季满负荷运行耗电量220 kW;耗水量1.2 t/h;耗气量440 N·m3/h。

每小时运行费用：230×1.046+1.2×16+440×0.8=612元。

一个夏季运行费用：612.0×100×10×0.4=24.50万元。

冬季满负荷运行耗电量92 kW;耗水量1.2 t/h;耗气量540 N·m3/h。

每小时运行费用：92×1.046+1.2×6+540×0.9=589.4元。

一个冬季运行费用：589.4×150×8×0.65=46.00万元。

全年运行费用：24.50+46.00=70.5万元。

5 各项费用综合比较

各项费用综合比较结果见表2。

表2 各项费用综合比较结果 万元

从表2比较可以看出，方案1在初投资上比方案2，3要节省投资费用，在运行费用上方案2比方案1，3要节省(此项比较价格均为质量优良的产品)。从以上分析可以得出方案2运行5年左右即可收回初投资多(比方案1)的部分。

根据以上的分析，从学术角度和我国的产业政策(环保和可持续发展)的角度来说，建议本建筑在经济上许可的情况下，可以采用方案二，即两台60.0万大卡/h螺杆式冷水机组+冰蓄冷+集中供热。

［1］ 中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调 动力［M］.北京：中国计划出版社，2009.

［2］ 马最良，姚 杨.民用建筑空调设计［M］.北京：化学工业出版社，2003.

［3］ 方贵银.蓄冷空调工程实用新技术［M］.北京：人民邮电出版社，2000.