空调制冷结合地板辐射供暖的经济性分析

张 鹏 岳晓敏

(1.山西中创建筑设计有限公司，山西 太原 030024; 2.山西省建筑科学研究院，山西 太原 030001)

0 引言

中央空调制冷结合地板辐射供暖的双系统，能够很好地满足尤其是寒冷及严寒地区室内人员的冷热舒适性，双系统在满足人员舒适性要求的同时投资成本加大，运行成本降低。该系统形式是否应该得到广泛的应用，取决于它的经济性。本文以实际工程为例，对该双系统与中央空调制热制冷的单系统投资成本及运行费用进行了对比分析。

1 系统介绍

中央空调系统由于冷空气的下沉作用，制冷优势明显，但由于空调系统采暖为对流采暖，地面辐射采暖为辐射和温度双重作用采暖，因此后者造成了更为符合人体散热要求的热状态，与前者相比，舒适感有了大的提高。相比于空调系统，地面辐射采暖系统室内沿高度方向上的温度分布比较均匀，温差梯度小，无效热损失大为减少。因此中央空调相比于地板辐射采暖，其供暖效果并不理想;而地板辐射供冷一方面由于供冷量比较小，另一方面地板表面结露的问题得不到有效解决，虽然目前很多学者对此作了大量的研究，但还得不到大范围的推广。中央空调制冷结合地板辐射供暖的双系统兼顾两者优点，在中央空调单系统的基础上增设地埋管，夏季采用空调系统供冷，冬季空调系统闲置不用，采暖系统运行同常规地板辐射采暖。

2 经济性分析

中央空调制冷结合地板辐射供暖的双系统运行主要是相对于中央空调制冷制热的单系统而言，因此在对该双系统进行经济分析时，对该系统的初投资及运行成本与单系统相对比，进而分析其使用经济性。

2.1 初投资分析

与空调单系统制冷制热相比，空调系统结合地板辐射采暖的双系统初投资方面增加了地板辐射采暖系统的初安装，对比时仅需对双系统增设的地板辐射采暖系统的费用进行统计即可得出双系统相对于单系统增加的投资成本。

2.2 运行经济性分析

夏季单系统与双系统制冷都采用中央空调，耗电量相同。冬季单系统采用中央空调制热，双系统采用地板辐射制热。双系统与单系统相比，热源处设备及耗电量相同，中央空调末端空调用电，地板辐射采暖末端无耗电设备，双系统比单系统节省了末端设备用电量。

2.3 投资回收期分析

投资回收期就是使累计的经济效益等于最初的投资费用所需的时间。是反映项目投资回收能力的主要静态指标，本文指系统投入使用后节约运行资金量来回收投资的年限。投资回收期分为静态投资回收期和动态投资回收期。静态投资回收期是指在不考虑资金时间价值的前提下，以项目的净收益回收其全部投资所需要的时间，动态投资回收期在静态投资回收期的基础上进一步考虑资金的时间价值。本文拟采用静态投资回收期进行分析，静态投资回收期的具体计算又分为两种情况，一种是项目投产后其每年的净收益相同，一种是项目投产后其每年的净收益不同。本文假设系统运行后各年的节约资金量相同，忽略资金的时间价值。计算公式如下:

其中，Pt为静态投资回收期;k为双系统相对于单系统追加的初投资;A为系统投入运行后各年的资金节约量。

3 实例计算分析

以山西省太原市某办公楼为例，该建筑面积12 674 m2，地下1层，为储藏室及设备用房，地上6层，均为商业用房，1层～2层为洗浴用房，3层为办公室，4层～6层为客房。室外设计参数采用太原市典型气候年的气象参数。冬季采用空调系统室内设计参数设定见表1，采用地板辐射采暖室内设计参数设定见表2，夏季室内设计参数见表3。

表1 冬季采用空调系统室内设计参数

表2 冬季采用地板采暖系统室内设计参数

表3 夏季中央空调系统室内设计参数

空调系统采用风机盘管+独立新风。地板辐射采暖系统按照每平方米42元初安装费用计算，该建筑采用双系统初投资约增加53.2万元(仅考虑暖通部分增加的投资成本，土建成本未考虑)。运行成本对冬季单系统空调末端用电量进行统计分析，按照文献[1]的规定结合太原市的具体情况，太原市供暖季为11月1日～次年3月31日，共计151 d，合3 624 h。单系统空调末端用电量统计见表4。

表4 冬季空调系统末端设备用电量统计

取当地商业用电均价0.8元/(kW·h)，由表4得冬季空调系统末端设备累计用电量为102 088.5 kW，计算得出该工程单系统运行比双系统运行所增加费用为8.2万元/年。

代入式(1)计算可得该系统运行六年方可收回初投资。

4 结语

本文通过实际工程举例计算，计算发现空调制冷结合地板辐射供暖的双系统方式虽然能够很好地满足室内人员冷热舒适性的要求，弥补了单系统冬季供暖，夏季供冷的不足，但该系统方式在增加初投资的前提下，忽略考虑土建追加成本以及资金的时间价值后，运行经济优势并不明显。

[1] GB 50019－2003，采暖通风与空气调节设计规范[S].

[2] GB 50189－2005，公共建筑节能设计标准[S].

[3] 朗四维.建筑节能与采暖空调方式探讨[M].北京:中国建筑工业出版社，2001.