某大型商业综合体空调冷热源方案选择分析

　　摘要：本文结合笔者在工作中的经验，对某大型商业综合体的空调冷热源方案进行性价比分析和探讨。
　　关键词：性能；投资；空调冷热源
　　一、工程概况
　　本文所述建筑位于合肥市中心地段，总建筑面积316539.42m2，层数为27层。建筑功能划分详见表一。
　　表一：某大型某大型商业、办公、SOHO综合体功能划分
　　序号 部位 功能 层高 空调形式
　　1 地下二层 车库 3.7m 
　　2 地下一层 立体车库、精品超市 4.5m 全空气系统（精品超市）
　　3 裙房共三层 大型商业 5.2 全空气系统
　　4 1#4#主楼 办公 3.8m VRV空调系统加全热交换器新风系统
　　5 2#3#主楼 SOHO 3.3m 分体氟系统空调，内机为暗藏风管机
　　该项目的地下精品超市和裙房综合商业空调系统采用集中式中央空调系统，空调冷热源拟在溴冷机+市政蒸汽和离心式冷水机组+燃气锅炉两种形式中加以选择，现就此两种形式机组做如下几个方面分析比较。
　　二、机组的性能分析
　　名称 蒸汽溴化锂制冷机组 离心机组
　　功能 系统配置简单，占地面积大。 系统配置简单，占地面积略小。
　　能源耗量 高智能化电脑控制,随着负荷变化无级自动调节,调节范围从20%～100%， 高智能化变频控制，制冷机组的负荷调节范围宽，或由100％调节到10％
　　可靠性 采用国际领先技术,冷量衰减率很低,运转稳定,本身运动部件少,设备故障率低,运行可靠性高,寿命可达15年以上。 电制冷机组采用的制冷剂是HCFC/HFC,对机组材料没有腐蚀作用，对机组运行寿命没有影响，一般使用寿命为15－20年
　　媒体 使用溴化锂溶液,一次充填,永不再生。且无毒无害,使用安全,综合利用系数高,当前国际国内应用趋势越来越大。 采用环保冷媒，冷水机组无结晶现象.
　　能量调节 利用变频控制，制冷量调节范围广,在25%---100%的负荷内可进行冷量的无级调节,并且保持较高的热效率。 电制冷机组的负荷调节范围宽，或由100％调节到10％。
　　安装 安装简便,整机出厂,对基础要求低,可按静载荷设计,可安装在市内、室外、地下室、屋顶上,机房面积小,有利于基本建设的实施。 电制冷机组安装容易、操作简单、维修少
　　安全 安全可靠，真空状态下运行，毫无爆炸危险，不属于压力容器，不受劳动部门监管，对操作员无特殊上岗要求 安全可靠，但需要考虑冷媒泄露事故排风。
　　保证体系 材料及零部件制作精良，确保机组气密性;先进的测试系统,对每一台设备进行性能测定 产品应用广泛，市场占有率高。
　　性能比较
　　1、电制冷机组采用的制冷剂是HCFC/HFC,其使用得到ARI、ASHRAE及EPA的认可，对机组材料没有腐蚀作用，对机组运行寿命没有影响，一般使用寿命为15－20年。
　　而溴化锂机组采用的制冷剂是水及溴化锂溶液，对碳钢的腐蚀性较强，严重影响机组寿命，一般运行寿命为10－15年。
　　2、溴化锂机组性能不稳定，溴化锂机组对气密性要求很高，只要渗漏少量空气就会破坏真空度，导致机组冷量大幅度下降。
　　3、离心冷水机组无结晶现象，溴化锂机组需要经常对溴化锂溶液的浓度进行监测，运行中常有结晶现象发生，必须及时予以排除，否则将严重影响机组的正常运行。所以，溴化锂机组对运行维护所要求的技术水平较高。
　　4、溴化锂机组耗电量小，在停电时虽可由备用发电机供电继续运行，但制冷与空调是一个系统工程，需要水塔、水泵及末端装置的配合才能产生空调效果。因此，在停电时，只用备用发电机给溴化锂机组供电，需要匹配较大柴油发电机，否则其空调及制冷效果同样不能发挥。而水塔、水泵及末端装置的耗电量比溴化锂机组本身大得多。同样制冷量机组溴化锂机组配备冷却塔、冷却水泵较电制冷机组要大。
　　5、大多数溴化锂机组在长期不使用时，需要把溴化锂溶液从机组抽出贮存在贮液灌里，并充氮气保护；在机组再次启动时，机组须抽出氮气，重新灌注溴化锂溶液并开机。增设溴化锂贮液罐和充氮气设备，增加了投资，增加了溶液与空气接触的机会，占地面积也增多，对操作人员要求高。电制冷机组可省去此麻烦及费用。电制冷机组所面对的CFC问题由于各国政府的支持，各有关生产厂家的努力研究，现已开发出新的制冷剂HCFC来替代CFC，从而获得解决。对于发展中国家，空调用HCFC－22可延长使用十年，允许使用期限为2040年。溴化锂吸收式机组所面对的问题是：A溴化锂溶液有较强腐蚀性，对机组寿命有不良影响；
　　三、初投资分析比较
　　1、溴化锂机组投资：
　　工程造价估算表
　　项目名称及子目 定额预算价（万元） 面积（M2） 折合面积（元/M2） 备注
　　一次网 直埋管主材费 87.50 61000 14.34 DN200直埋保温管，350米
　　 土建费用 9.80 61000 1.61 
　　 直埋管安装及检测费用 16.80 61000 2.75 
　　 一次网小计 114.10 61000 18.70 
　　站房主要设备材料及配套设备费用 减压阀流量计组 40.00 61000 6.56 
　　 采暖换热机组 50.00 61000 8.20 
　　 溴化锂制冷机组 788.40 61000 129.25 
　　 冷却塔 140.79 61000 23.08 
　　 机房其他设备安装及辅材费用 305.76 61000 50.12 
　　 小计 1324.95 61000 217.20 
　　户内及热力入口 主材、安装及其他材料 976.00 61000 160.00 含空调系统安装、管材、阀门、风盘、新风系统
　　 户内及热力入口小计 976.00 61000 160.00 
　　费用合计  2415.05 61000 395.91 
　　热源配套费 热源配套费 1046.40 61000 171.54 
　　费用合计  3577.69 61000 586.51 
　　
　　2、离心机组投资：
　　工程造价估算表
　　项目名称及子目 定额预算价（万元） 面积（M2） 折合面积（元/M2） 备注
　　燃气一次网 燃气一次网 50.00 61000 8.20 主管位置不明，暂定价
　　 燃气调压站 10.00 61000 1.64 
　　 燃气一次网小计 60.00 61000 9.84 
　　站房主要设备材料及配套设备费用 燃气锅炉 100.0 61000 16.39 
　　 锅炉辅助设备 5.40 61000 0.88 
　　 燃气强排安全设施 20.08 61000 3.29 
　　 离心制冷机组 580.00 61000 95.08 
　　 冷却塔 140.79 61000 23.08 
　　 机房其他设备安装及辅材费用 305.76 61000 50.12 
　　 小计 1152.03 61000 188.86 
　　户内及热力入口 主材、安装及其他材料 976.00 61000 160.00 含空调系统安装、管材、阀门、风盘、新风系统
　　 户内及热力入口小计 976.00 61000 160.00 
　　费用合计  2128.03 61000 348.86 
　　成套配电设施费 成套配电设施费 100 61000 16.39 
　　 土建成本 100 61000 16.39 
　　费用合计  2328.03 61000 381.64 
　　综合以上费用：
　　溴冷机初投资费用：3577.69万元。
　　离心机初投资费用：2328.03万元。
　　离心机初投资费用较溴冷机初投资费用节省：1249.66万元。
　　四、运行费用比较分析
　　1．运行参数：
　　蒸汽价：210元∕吨均电价：0.8397元∕kw•h燃气价：3.2元∕Nm3/h
　　机组天然气样品低发热值为11000Kcal/Nm3，合肥天然气低发热值为8000Kcal/Nm3，非表列热值的燃料耗量系数=表列低位热值/燃料低位热值=11000/8000=1.375
　　2．运行条件：
　　项目 制冷用汽 采暖用汽 使用时间
　　商业 120天 90天 10小时
　　3．技术参数：
　　方案一：蒸汽溴化锂机组制冷+空调型汽-水换热器采暖
　　制冷蒸汽耗量：17.44吨∕h
　　采暖蒸汽耗量：4.57吨t/h
　　制冷机组电功率：46.2kw
　　方案二：螺杆机制冷+空调用燃气热水锅炉采暖
　　制冷机组输入电功率：2800kw
　　采暖天然气耗量：330Nm3∕h×1.375=453.75Nm3∕h
　　采暖燃气锅炉电功率：11kw
　　4．实际运行方案比较：
　　由于空调负荷的变化是随外界环境温度而变化，具有很大随机性。假设机组在一个制冷期120天内运行的负荷分布如下：
　　100％负荷：占17％制冷期，相当于制冷期的21天；
　　75％负荷：占43％制冷期，相当于制冷期的52天；
　　50％负荷：占29％制冷期，相当于制冷期的35天；
　　25％负荷：占11％制冷期，相当于制冷期的12天；
　　蒸汽溴化锂制冷机组实际制冷负荷工况能耗
　　
　　100%制冷量 75％制冷量 50％制冷量 25％制冷量
　　蒸汽耗量（％） 100 65 40 23
　　蒸汽耗量（吨/h） 17.44 11.34 6.98 4.01
　　离心式制冷机组实际制冷负荷工况能耗
　　
　　100%制冷量 75％制冷量 50％制冷量 25％制冷量
　　电耗量（％） 100 75 50 33
　　电耗量（kw/h） 2800 2100 1400 700
　　方案一：
　　1)夏季机组制冷蒸汽费用：
　　（17.44吨×21天／年＋11.34吨×52天／年＋6.98吨×35天／年＋4.01吨×12天／年）×210元／吨×10小时／天=262.15万元
　　2)夏季机组制冷耗电费用（不含水泵）：
　　46.2KW×90天×10小时／天×0.8397元／KW•h=3.49万元
　　3）冬季采暖蒸汽费用：
　　机组蒸汽耗量×蒸汽价格×每天采暖时间×采暖天数×同时使用系数=4.57吨／小时×210元／吨×10小时×90天×0.7=60.4611万元
　　4）年总计费用：262.15＋3.49＋60.4611=326.1011万元
　　方案二：
　　1)夏季机组制冷电费用（不含水泵）：
　　（2800kw/h×21天／年＋2100kw/h×52天／年＋1400kw/h×35天／年＋700kw/h×12天／年）×0.8397元∕kw•h×10小时／天=189.2683万元
　　2）冬季采暖锅炉燃气费用：
　　锅炉燃气耗量×燃气价格×每天采暖时间×采暖天数×同时使用系数=453.75Nm3∕h×3.2元／Nm3×10小时×90天×0.7=91.476万元
　　3)冬季采暖锅炉耗电费用：
　　11KW×90天×10小时／天×0.8397元／KW•h=0.8291万元
　　4）年总计费用：189.2683+91.476+0.8291=281.5734万元
　　溴冷机比离心机年使用费用多：326.1011-281.5734=44.53万元
　　以上运行费用不含冷却塔、循环泵费用。
　　五、比较结果
　　1、初投资：
　　①溴冷机本身跟离心机主机价格差异在20％左右，在能源利用上溴冷机在市政建设部分投入较大在1000万左右；
　　②离心机主要体现在电气设备上的投入，在200万左右（设备加土建）；
　　③综合两项费用溴冷机比离心机在一次性投入上多出1200万元左右；
　　2、运行费用：
　　①夏季制冷运行离心机较溴冷机经济；
　　②冬季运行由于离心机不具备制热功能，需配置燃气锅炉，燃气用量较大，运行费用较溴冷机大；
　　③考虑商业特点，夏季制冷量多占比大，冬季采暖量少占比小，综合年运行费用离心机+采暖锅炉较溴冷机经济；
　　综合以上比较结果：
　　离心机+燃气采暖锅炉应做为本项目空调系统主机首选。

《某大型商业综合体空调冷热源方案选择分析》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 某大型商业综合体空调冷热源方案选择分析

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-14662