杭州某园区楼宇集中空调系统经济性分析

蒋文，杨鹏

（1.华电电力科学研究院，浙江杭州310030；2.杭州华电能源工程有限公司，浙江杭州310030）

杭州某园区楼宇集中空调系统经济性分析

蒋文1，2，杨鹏1，2

（1.华电电力科学研究院，浙江杭州310030；2.杭州华电能源工程有限公司，浙江杭州310030）

以杭州地区某园区楼宇集中空调系统为研究对象，介绍了具有冷热源模式的集中空调系统的工作原理，将该模式的集中空调系统与常规分散式空调系统的经济性进行对比，可以得出以下结论：采用集中式空调系统能够很好地控制调节系统末端空气性能参数，使其保持在设计值范围内；集中空调系统夏季月份可节约电费29万元，冬季月份可节约电费13.2万元。

集中空调系统；分散式空调系统；经济性

0 引言

集中式空调系统又称中央空调系统，系统一般包括冷水机组、热泵、冷热水循环系统以及末端空气处理设备，所有空气处理设备都可以集中在空调机房内，便于集中管理和集中调节控制室内温度。因此，在现代化城市建筑中集中空调系统备受青睐，采用集中空调系统的建筑约占90%以上[1-2]。暖通空调系统设计不仅关系到建筑室内环境参数能否满足使用要求，而且直接关系到建筑工程投资、运行能耗、系统安全可靠性[3-9]。

杭州某园区内楼宇的集中空调系统采用冰蓄冷系统及电锅炉蓄热罐系统来供冷供热。在电力负荷很低的夜间用电低谷期，夏季采用制冷机制冷，用冰蓄冷系统将冷量储存起来，冬季采用电锅炉蓄热罐将热量储存起来；在电力负荷较高的白天用电高峰期，则把储存的冷量或者热量释放出来。这样不仅减少了煤炭消耗，以及二氧化碳、二氧化硫及氮氧化物等污染物排放，又能对电网起到削峰填谷作用，实现了节能减排、利国利民。下面以该园区内楼宇的集中空调系统为研究对象，对其设计工作原理和经济性进行分析。

1 系统概述

1.1 负荷概述

整个园区内供能范围包括2幢专业办公楼。根据公共建筑节能设计标准的要求，空调供暖负荷指标为60W/m2，冷指标取为120W/m2，整个工程夏季空调设计日供冷负荷约为1820kW，冬季空调设计日供热负荷约为883kW。

1.2 冰蓄冷系统

冰蓄冷系统采用制冷主机上游串联双循环回路流程、分量蓄冰模式。系统配置两台螺杆式双工况主机，该主机有空调工况和制冰工况两种运行模式，可在夜间用电低谷期制冰，并可在白天冰量不足时运行空调工况提供冷量。夜间双工况主机全力制冰，制冰量2000R TH，设计日或负荷较大时由两台制冰主机与融冰联合供冷为末端提供冷量；部分负荷及过渡季时，通过优化控制，采用一台主机与融冰联合供冷或融冰单供冷模式为末端提供冷量，以节约运行费用。如果有夜班加班需供冷，系统还可以实现夜间制冰兼供冷的工况。低温冷源与末端系统采用板式换热器隔开，换热器乙二醇侧设计供回水温度3.5℃/11℃；冷冻水侧设计供回水温度5℃/12℃。采用冰蓄冷系统前后办公楼全日用电情况对比如图1所示。

图1 采用冰蓄冷系统前后全日用电情况对比

1.3 蓄热系统

蓄热系统采用电热水机组下游串联游程，分量蓄热模式。系统配置的电热水机组在夜间低谷期间蓄热，白天由蓄热罐供热，当负荷高峰期时，电锅炉与蓄热联合供热。蓄热泵变频控制，系统蓄热至80℃，用热至50℃。高温热源与末端系统采用板式换热器隔开，板式换热器一次侧供回水温度80℃/50℃，二次侧供回水温度55℃/45℃。

1.4 末端系统

大开间办公区域采用单风道变风量低温送风系统，低温送风系统可以将从集中空气处理机组送出的温度较低一次风，经过高诱导比的末端送风装置送入房间。办公室和会议室采用风机盘管加新风系统，在该末端系统中，室外空气在新风处理机组里面仅被处理到室内状态点等焓的机器露点，新风进入到房间内后，由风机盘管不断循环房间内空气，使之通过风机盘管而被冷却或加热，以保持房间内的温度和湿度要求，风机盘管内的循环水由集中冷源和热源供应。室内设计参数见表1。

表1 办公大楼室内设计参数

2 运行参数及经济性分析

取杭州地区某年典型夏季月份（6月-8月）和冬季月份（12月-次年2月），在时间点9:00、12:00、16:00分别对室外环境温度、办公室内空气温度、集中空调系统供回水温度进行监测，统计计算出各参数的月平均值，主要运行参数见表2和表3。

表2 夏季（6月-8月）集中空调系统参数

表3 冬季（12月-次年2月）集中空调系统参数

表4 典型工况日下集中空调系统和常规空调系统对比

同时根据杭州地区分时电价，即将一个典型工况日分为峰电阶段（8:00-11:00，18:00-23:00）、平电阶段（7:00-8:00，11:00-18:00）、谷电阶段（23:00-7:00）三个阶段来计量电价，调取集中空调系统负荷，统计计算出集中空调系统分别在典型夏季月份和冬季月份内的平均能耗和平均运行费用，将其与常规分散式空调平均能耗和平均运行费用对比，见表4。

从表2和表3可以看出，在杭州地区某个典型夏季月份和冬季月份，虽然室外环境温度变化比较大，但是办公室内空气温度分别在25℃和20℃左右波动，并且波动的幅度很小，而且均在夏季设计值24-26℃和冬季设计值19-21℃范围内。由此可见，集中式空调系统可以实现控制调节运行，使其末端空气性能参数达到设计值，并且波动幅度很小。

从表4可以看出，在满足园区楼宇冷热负荷的前提条件下，集中式空调系统在夏季月份和冬季月份的能耗均高于常规分散式空调系统；但集中式空调系统可以通过冷热源储存能量，将用电高峰期间的能耗转移到用电低谷期间，利用峰谷电电价差值，可以节省运行电费，其中夏季月份节约电费0.3326元/(kW·h)，冬季节约电费0.3121元/(kW·h)。按照每周5个工作日、每日运行8h计算，则夏季月份（6月-8月）可节约电费29万元，冬季月份（12月-次年2月）可节约电费13.2万元。

3 结语

（1）采用集中式空调系统能够很好地控制调节系统末端空气性能参数，使其保持在设计值范围内，并且波动幅度很小。

（2）对比于常规分散式空调系统，集中式空调系统虽然能耗要高一些，但其能够很好地将用电高峰期的能耗转移到用电低谷期，从而节约运行电费。经过核算，夏季月份可节约电费29万元，冬季月份可节约电费13.2万元。

[1]李涛，曹家枞.冰蓄冷空调系统的经济性分析[J].能源研究与信息，2003，19（1）:32-38.

[2]周邦宁.集中空调用制冷（热）机组的选型原则[J].暖通空调，1998，28（3）:50-52.

[3]李兆坚，江亿.暖通空调方案设计现状分析[J].暖通空调，2005，35（9）：42-46.

[4]陆亚俊，马最良，等.暖通与空调[M].北京:中国建筑工业出版社，2007.

[5]严德隆，张维君.空调蓄冷应用技术[M].北京:中国建筑工业出版社，1997.

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[7]马友才，张银安，刘华斌，等.新建铁路客运站房暖通空调设计综述[J].暖通空调，2009，39（3）：1-9.

[8]赵侠，李顺，袁白妹，等.城市综合体暖通技术方案和运行分析[J].暖通空调，2013，43（2）：40-44.

[9]刘览，董涛，周铭铭，等.某会展中心暖通空调设计[J].暖通空调，2008，38（6）：81-86.

Economic Analysis of the Central Air Condition System for Buildings in a Park at Hangzhou

JIANG Wen1，2，YANG Peng1，2
（1.Huadian Electric Power Research Institute，Hangzhou 310030，China；2.Hangzhou Huadian Energy Engineering Institute，Hangzhou 310030，China）

This article has m ade a research on centralair condition system ofa park，the operating principle ofthe system with cold/heatsource also has been introduced.The econom ic was analysed between the centralaircondition system and the distributed system.The resultshowed that：the centralair condition system can effectively controlthe perform ance param eters of the air in the house within the scope of the design value;m eanwhile，the operation cost of the central air condition system can save 0.29 m illion yuan in the sum m erseason，and 0.132 m illion yuan in the winterseason respectively.

the central air condition system；the distributed air condition system；econom ic

TU 831

B

2095-3429（2017）02-0078-03

2017-03-16

修回日期:2017-04-10

蒋文（1986-），男，硕士研究生，工程师，研究方向：火力发电厂节能与环保领域技术。

D O I:10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.02.018