某大厦空调冷热源机房改造技术方案比较

郑宏付

（中新南京生态科技岛投资发展有限公司，江苏 南京 210019）

某大厦空调冷热源机房改造技术方案比较

郑宏付

（中新南京生态科技岛投资发展有限公司，江苏 南京 210019）

介绍了该大厦空调系统现状以及近期的运行费用，重新校核总冷热负荷，重点阐述和比较各种空调冷热源方案的技术配置，以及工程改造费用、运行费用的比较，得出最佳的改造方案。

原始设备参数； 总冷热负荷； 运行费用；空调冷热源方案

0 引言

该项目建筑层数地面18层，地下1层；其中地上1-5层为商场，6-18层为办公，地下一层为车库及其他用房，总建筑面积约2.5万m2(实际空调面积约2.04万m2)。该项目原设计中央空调冷热源为两套直燃型溴化锂冷热水机组，总制冷量2900kW，总制热量2436kW。夏季制取空调冷冻水7/12℃，冬季制取空调热水60/50℃,单台机组油耗115kg/h，两套冷却塔布置于裙楼屋面。由于设计方案以燃油为主，且全年空调使用时间较长，空调运行费用昂贵，业主拟对空调冷热源机房进行技术改造，重新选择节能型冷热源方案，原各层空调末端系统不变。

1 原始设备数据

1.1 冷热源主要设备清单

表1 冷热源主要设备清单Tab.1 Heat and cold sources major device list

1.2 设备装机容量

夏季运行工况：耗油量115×2=230kg/h

电功率：9.8×2+45×2+55×2+11×2=241.6kW；

冬季运行工况：耗油量115kg/h

电功率：9.8+45=54.8kW。

1.3 近3年运行费用

表2 近3年运行费用统计（仅冷热源机房部分）Tab.2 Recent 3 years operating cost statistical table（only machinery room of air conditioning heat and cold sources）元

1.4 现状客观条件

1.4.1 地下室

现机房布置于地下室,建筑尺寸16m×9m×4.5(h),内分隔9m×2.5m为油箱间和值班室,值班室于消防泵房值班共用。机房内设：2套直燃型溴化锂冷热水机组、3套空调水循环泵；3套冷却水循环泵；1套供油系统；分水集水器各式各1只。地下室除现有机房外，其他已无可再利用空间。地下室入口通道净高2.35m，车库通道内管线净高2.1m。

1.4.2 裙楼屋面

2台玻璃钢冷却塔布置于屋面，冷却塔及管道占屋面2处8m×20m的空间；

1.5 配电情况

该大厦现有2台800kW变压器，根据使用情况，夏季全楼满负荷运行时总用电为1000kW（含原空调制冷机房用电250kW），启用2台时尚有600kW余量。冬季全楼满负荷运行时用电为700kW（含原空调制冷），启用1台基本满足要求。

现有2台变压器，在不增容的情况下，可用于空调冷热源的电功率约为250+600=850kW。

2 空调冷热负荷校核

表3 1-5层商场夏季空调冷负荷Tab.3 Shopping centre level 1-5 air conditioning cooling load in summer computation sheet

表4 6-18层办公夏季空调冷负荷Tab.4 Official building level 6-18 air conditioning cooling load in summer computation sheet

表5 1-18层全楼夏季空调冷负荷Tab.5 Whole-building level 1-18 air conditioning cooling load in summer computation sheet

表6 1-18层全楼冬季空调负荷总表Tab.6 Whole-building level 1-18 air conditioning load in winter computation sheet

综上，夏季1-18层计算冷负荷2917kW；冬季1-5层商场计算热负荷393kW；冬季6-18层办公计算热负荷1153kW；1-18层全楼合计围护结构小时计算热负荷:1546kW；实际上冬季商场2-5层基本上不使用供暖，可扣除约280kW，实际热负荷为1266kW。

计算结果与原设备配置及实际使用情况基本相符。改造方案设备制冷额定冷量可按2900-3000kW选型，制热额定热量可按1100-1300kW选型。

3 空调冷热源方案技术配置

3.1 适合的三种冷热源改造方案

3.1.1 空气源热泵冷热水机组系统：

该工程可选用3套空气源热泵机组（或模块式）布置于屋面原冷却塔的位置，原2台冷却塔拆除，原地下室空调机房内的设备及管线全部拆除，可增加5个车位。原有3台冷冻水泵改作空气源热泵系统的空调水循环泵，放置在空气源热泵机组旁，并利用原冷却水立管加保温后改作空气源热泵系统的空调水总立管，接到原空调冷冻水系统总管上。也可将原3台冷冻水泵位置不变，仅利用原冷却水立管加保温后改作空气源热泵系统的空调水总立管，从屋面空气源热泵机组接至地下室分水器及泵吸水管即可，第二种型式管线改动较小，但空调水阻力变大。

表7 主要设备配置及初投资估算Tab.7 Main equipment configuration and initial investment estimation sheet

3.1.2 水冷机组加燃油热水机组系统

该工程可选用2套螺杆型冷水机组（或模块式），原冷却水泵`冷却塔等冷却水系统及空调水系统循环泵和分集水器以后的空调水管路均不需要改动。夏季只需将原2台直燃机换成水冷机即可。冬季选用1台燃油热水机组，进出水管与冷水机组并联即可供暖。利用原有燃油设施和排烟设施。

表8 主要设备配置及初投资估算Tab.8 Main equipment configuration and initial investment estimation sheet

3.1.3 水冷机组加电蓄热水机组系统

夏季为水冷机组，与方案2相同。冬季采用电热水机组利用夜间底谷低价电蓄热（热水90℃），白天放热供暖。

该工程可选用2套螺杆型冷水机组（或模块式），原冷却水泵、冷却塔等冷却水系统及空调水循环泵和分集水器以后的空调水管路均不需改动。夏季只需将原2台直燃机换成冷水机即可。冬季选用1台720kw电热水机组（供暖60℃，蓄热90℃），进出水管与冷水机组并联即可供暖，原有燃油设施和排烟设施全部拆除。增设1只水容量为100m3蓄热水箱（蓄4h）。

表9 主要设备配置及初投资估算Tab.9 Main equipment configuration and initial investment estimation sheet

4 运行费用测算

制冷运行；平均按6.5个月计195d，平均日冷负荷系数0.6

制热运行；办公平均按4.5个月计135d，平均日热负荷系数0.6；商场平均按个2月计60d，平均日热负荷系数0.6；商场办公空调日热负荷比3：7；平均每天按空调10h计，夏季日平均小时冷负荷系数，冬季日平均小时冷负荷系数（商场0.6）。

表10 各系统全年运行费用测算Tab.10 Different systems annual operating cost estimation sheet

5 经济比较汇总分析

表11 经济比较汇总Tab.11 Economic comparison summary table

6 综合分析评价

6.1 空气源热泵冷热水机组系统

该方案机组全部屋面布置，原地下机房拆除，可作其他用途。全部采用电制冷制热，运行费用比原燃油溴化锂节省89万元。设备投资较高，机组吊装到屋面目安装难度大。设备全在屋面，配电要全送到屋面。管线改造工作量较大。本方案最大电机功率1125kW，但允许最大用电量850kW，空调高峰季节需调整用电计划或电力增容,电力增容需要额外增加费用，而且申请手续和改造均比较麻烦。

6.2 水冷机组加燃油热水机组系统

该方案机组全部在原地下机房布置，原屋面冷却塔保留使用。地下机房原供油系统，烟道全部保留使用。夏季采用电制冷，冬季制热采用柴油作为燃料，运行费比原燃溴化锂节省101万元。该方案设备投资较低，管线改造工作量较小。本方案最大装机功率822kW，满足允许最大用电量850kW。

6.3 水冷机组加电电蓄热机组系统

该方案机组全部在原地下机房布置，原屋面冷却塔保留使用。地下机房原供油系统，烟道全部拆除。夏季采用电制冷，冬季采用电热水机组制冷并利用夜间底谷低价电蓄热（热水90℃），白天放热供暖。运行费比原燃油溴化锂节省106万元。该方案设备投资中等，管线改造工作量较大，地下室需布置100m3蓄水箱，需占地下室约50m2面积。本方案夏季最大装机功率822kW，冬季最大装机功率1036kW，但允许最大用电量850kW，空调高峰季节需调整用电计划或电力增容,电力增容需要额外增加费用，而且申请手续和改造均比较麻烦。

7 结论

综合以上分析，比选的三个可行方案均比原燃油溴化锂制冷机方案节省50%左右，技术及经济上均可行。结合该项目的客观情况，充分考虑利用现有条件，从电力不增容、机房面积不加大、改造周期最短、初投资低、运行综合成本较低等因素，该项目优先推荐采用：水冷机组加燃油热水机组系统。

[1]国家标准.采暖通风与空气调节设计规范[S].北京：中国计划出版社出版，2004．

[2]国家标准.公共建筑节能设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社出版，2005．

[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].2版.北京：中国建筑工业出版社出版，2008．

Comparison of Retrofit Scheme in One Building Machinery Room of Air Conditioning Heat and Cold Sources

ZHENG Hongfu
（Sino-singapore Nanjing Eco Hi-tech Island Development Co.,Ltd，Nanjing 210019，China）

Introduction of the building current situation of air conditioning system,recheck the total cooling and heating load,focus on elaborate and compare different technicalconfiguration ofheatand cold sourcesscheme.By comparison of engineering retrofit cost and operating cost,obtain the best retrofit scheme.

original equipment parameters；total cooling and heating load； operating cost； airconditioning heat and cold sources scheme

TU831

B

2095-3429（2017）05-0085-05

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.05.020

2017-07-31

郑宏付（1976-），男，江苏高邮人，专科，工程师。