空调冷热源方案选择方法分析

袁航

（重庆大恒建筑设计限公司　重庆　408000）

空调冷热源方案选择方法分析

袁航

（重庆大恒建筑设计限公司重庆408000）

我国改革开放30年来，我国经济快速稳健发展，人民生活水平日益提高，空调已成为各类建筑不可缺少的重要组成部分，空调系统的末端采用风机盘管，冷热源的形式结合当地能源供应情况和工程特点综合考虑。本文结合工程实际情况，对目前建筑通常采用的电制冷机和锅炉房配套作为冷热源的空调系统做了简要论述。

空调；冷热源；选择方法

引言

近年来，建筑项目空调系统初投资与运行费用均较高，作为空调系统设计过程中的一个重要的决策环节，冷热源方案的选择非常重要。冷热源形式不同，系统的初投资和能耗差别会很大。如何决策出合理的空调方式，需要对众多影响因素进行全面、综合的考虑和权衡，如国家能源方针政策、当地能源结构和价格、项目投资状况、建筑规模、档次定位、运营管理模式以及气象参数、空调系统的可行性、技术性和经济性、使用效果等。在国家能源政策发展趋势的大前提下，既符合业主利益和意愿，又技术可靠、经济合理的冷热源形式，才是比较适合具体项目的空调方式。

1　空调冷热源选择依据

不同冷热源方案设计施工投入资金也不同，在选择方案时应进行仔细的分析比较：①热源应优先采用城市、区域供热或工厂余热。高度集中的热源能效高，便于管理，有利于环保。②热源设备的选用应按照国家能源政策并符合环保、消防、安全技术规定，大中城市宜选用燃气、燃油锅炉，乡镇可选用燃煤锅炉。③若当地供电紧张，有热电站供热或有足够的冬季供暖锅炉，特别是有废热、余热可利用时，应优先选用溴化锂吸收式冷水机组作为冷源。④当地供电紧张，且有燃气供应，尤其是在实行分季计价而价格比较低廉的地区，可选用燃气锅炉、直燃型溴化锂吸收式冷（热）水机组作为冷热源。直燃型溴化锂吸收式冷（热）水机组与溴化锂吸收式冷水机组相比，具有热效率高，燃料消耗少，安全性好，可直接供冷或供热，初投资、运行费和占地面积少等优点，因此在同等条件下特别是夏季有廉价天然气可利用时，应优先选用直燃型溴化锂吸收式冷（热）水机组。⑤若当地无上述的区域供热或工厂余热，也没有燃气供应时，可采用燃煤、燃油锅炉供热，电动压缩式制冷机组供冷，或选用燃油型直燃式溴化锂吸收式制冷机作为冷热源。⑥若当地供电不紧张时，空调冷源应优先选用电力驱动的制冷机。⑦根据建筑物全年空调负荷分布规律和制冷机部分符合下的调节特性系数，合理选择制冷机的机型、台数和调解方式，提高制冷系统在部分负荷下的运行效率，以降低全年总能耗。⑧选用风冷型制冷机组还是水冷型制冷机组需因地制宜，因工程而异。一般大型工程宜选用水冷机组，小型工程或缺水地区宜选用风冷机组。⑨冷水机组一般选用2～4台，机组之间考虑互为备用和轮换使用的可能性。从便于维护管理的角度考虑，宜首先选用同类型同规格的机组，从节能角度考虑，可选用不同类型不同容量机组搭配方案。⑩具备多种能源的大型建筑，可采用复合能源供冷、供热。当影响能源价格因素比较多，很难确定利用某种能源最经济时，配置不同能源的机组通常是最稳妥的方案。11○夏热冬冷地区、干旱缺水地区的中小型建筑，可采用空气源热泵或地下埋管式地源。

2　工程概况

本建筑总建筑面积13106m2，经逐时计算，夏季空调的总冷负荷为1741kW（综合最大值，含风系统及水系统的温升），冬季空调的总热负荷673kW。空调冷源由两台285TR螺杆式冷水机组提供。水专业与本专业共用热源，水专业要求用热量为360kW。热源由设于地下一层两台常压直接式燃气热水机组提供，再分别经各自板换提供热水。空调冷冻水供回水温度为7/12℃；一次空调侧热水供回水温度为80/60℃，二次空调侧热水供回水温度为60/50℃。图1为空调冷热源系统图。

图1　空调冷热源系统图

3　空调冷热源布置

3.1锅炉房位置选择

该工程规划用地比较紧张，因此，酒店锅炉房建于地下1层，燃料选用燃气。由于五栋楼均属于办公性质，人员比较密集，所以锅炉房选在1号楼和2号楼之间空地下，与2号楼地下相连。具体布局详见图2。

3.2换热站及电制冷机组设置

本工程共分为五个建筑单体，为缩短空调系统冷热源至末端管路连接，便于水力平衡，并根据五栋楼的总平面布局图（见图2），本项目将空调机房和换热站分为三个独立的部分：一部分位于1号楼和3号楼地下连廊处（1号楼和3号楼中间位置）；另一部分位于2号楼和4号楼地下连廊处（2号楼和4号楼中间位置）；第三部分位于5号楼地下中间位置。上述三部分的空调机房和换热站分别为相应建筑的地上房间提供夏季制冷用冷冻水和冬季制热用热水。

图2　具体布局

4　冷热源系统

4.1空调冷热水系统概述

本工程空调水系统采用两管制，闭式循环，冷（热）源产生的冷（热）水通过一个分水器为空调末端设备提供冷（热）水，空调末端设备经换热后的回水通过一个集水器返回冷（热）源，如此反复循环，从而实现空调房间夏季制冷和冬季供热的要求。空调冷热源系统流程示意图见图3。

图3　空调冷热源系统流程示意图

4.2空调热水系统

冬季空调系统采暖用热水温度为60℃/50℃。本工程热源为来自院区锅炉房提供95℃/70℃热水，锅炉房出来的热水经院区外网直埋分别接至三处地下室换热站，经表面式换热器换热后，供空调系统冬季采暖使用。每处换热站内选两台换热器，每台换热器设计容量为设计热负荷×0.65（寒冷地区取65%）×1.15（附加系数）；选用三台变频空调热水循环泵，其中一台备用，以方便集中供暖系统在采暖期进行变流量调节。

4.3空调冷冻水及冷却水系统

夏季空调系统冷源由分别设在三处地下室空调主机房内的电动式冷水机组提供，冷冻水供回水温度为7℃/12℃。制冷机组产生的热量由设在屋顶的冷却塔带走，冷却水供回水温度为37℃/32℃。每处电动压缩式冷水机组的总装机容量分别根据计算的空调系统冷负荷确定，不另作附加。本工程所选用的冷水机组单机名义工况制冷量在1054～1758kW之间，冷水机组选用类型为螺杆式，且根据当地公共建筑节能设计标准的要求，冷水机组的性能系数不低于4.6。

4.4空调系统的定压和膨胀

本工程采用高位膨胀水箱的方式来吸收空调水系统的膨胀量和稳定系统压力，定压点设在集水器上。膨胀水箱放于空调系统的最高处，即分别在1号楼（1号楼高于3号楼）屋顶、2号楼（2号楼高于4号楼）屋顶及5号楼屋顶设膨胀水箱。膨胀水箱放置于屋顶的消防水箱间内，不单独设房间。消防水箱间冬季需设置空调系统防冻，因此，膨胀水箱需架高布置，确保膨胀水箱的底部比空调水系统的最高点高出至少300mm。

4.5空调补水系统

本工程采用补水泵的方式为空调系统补水，补水点设在集水器上。每处空调系统选用2台补水泵，一用一备，由设在屋顶消防水箱间内膨胀水箱的高低水位控制补水泵的启停。当系统失水，膨胀水箱水位达到设定的最低水位时，补水泵启动补水，当膨胀水箱水位达到设定的最高水位时，补水泵停止运行。

5　结束语

本文结合工程实际情况，对目前建筑通常采用的电制冷机和锅炉房配套作为冷热源的空调系统在冷热源的布置上及冷水系统、热水系统、补水系统及系统的定压和膨胀方式做了简要论述，以供参考。

[1]刘晓梅.夏热冬暖地区某酒店冷热源优化设计[J].暖通空调，2010，40（1）：39～41.

[2]项国民，森田和义.空调冷热源方案的优化选择[J].制冷与空调，2006（2）：102～104.

[3]王敏.花园国际大酒店冷热源方案比较[J].山西建筑，2009，35（16）：191～192.

TU83

A

1673-0038（2015）12-0021-02

2015-3-6

袁航（1976-），男，工程师，本科，主要从事暖通设计工作。