談佳宏

摘 要：對浙江省某溫泉酒店空調(diào)系統(tǒng)的2種冷熱源方案進行比較分析。通過對這2個方案的系統(tǒng)性能、初投資、運行費用等節(jié)能指標的分析，選取具有良好經(jīng)濟性和節(jié)能性的空調(diào)方案。從某種程度上來看，只有實現(xiàn)自然資源的合理利用，才是實現(xiàn)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本保證。

關(guān)鍵詞：酒店空調(diào)； 冷熱源；節(jié)能措施；方案對比

1 引言

隨著生活水平的不斷提升，使得人們對公共場所的環(huán)境也提出了更高的要求，這也導致了當代建筑所需的能耗越來越多，其中空調(diào)能源的消耗在建筑物總能源消耗中占了很大的比例。空調(diào)冷熱源是空調(diào)系統(tǒng)中較為重要的一部分，故合理科學的冷熱源方案關(guān)系到整個空調(diào)能源消耗的程度。

2 工程概況

本項目為浙江省某休閑項目一期三階段工程，該單體為溫泉酒店，總建筑面積為44880.29平方米，其中地上建筑面積為30874.3平方米，地下建筑面積為14005.99平方米，地上9層，地下1層。

溫泉酒店單位面積冷負荷指標：93W/m2，總冷負荷4180 W/m2；單位面積熱負荷指標：62W/m2，總熱負荷2930 W/m2。

3 設(shè)計方案

根據(jù)酒店的建筑規(guī)模、房間功能分布和使用要求等特點，經(jīng)過與業(yè)主多次的溝通，最終制定了2個空調(diào)系統(tǒng)方案。方案一為集中式和半集中式相結(jié)合的系統(tǒng)，方案二為單純的半集中式系統(tǒng)。集中式系統(tǒng)的特征為空氣處理設(shè)備集中在機房內(nèi)，空氣經(jīng)處理后，由風管送入各房間，如變風量系統(tǒng)；半集中式系統(tǒng)的特征為除了有集中的空氣處理設(shè)備外，在各個空調(diào)房間內(nèi)還分別有處理空氣的“末端裝置”，如風機盤管+新風系統(tǒng)、多聯(lián)機+新風系統(tǒng)。下文分別從技術(shù)方面和經(jīng)濟方面提供二種方案對比分析。

方案一：集中式系統(tǒng)與半集中式系統(tǒng)相結(jié)合的方案。

此方案主要設(shè)備及附件包括水冷式冷水主機、燃氣型熱水鍋爐、水泵、板換、空調(diào)箱、風機盤管、膨脹水箱、閥門等部件。

冷源主機采用2臺大容量的離心式機組和1臺小容量的螺桿式冷水機組，機組總制冷量在建筑總負荷的±10%內(nèi)。隨著科技的發(fā)展，變頻冷水機組的性能越來越穩(wěn)定，變頻機組可在10%～100%范圍內(nèi)無極調(diào)節(jié)，冷水水泵采用和主機一致的變頻技術(shù)，并與主機一一對應。此處設(shè)計的螺桿機容量為離心機組容量的一半，可推算出該系統(tǒng)可在2%～100%范圍內(nèi)運行，從而可避免淡季，酒店入住率很低時，主機和水泵均在機低負荷下運行，出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，運行費用高這一困擾業(yè)主的問題。水冷式冷水機組在節(jié)能方面也非常突出，其制冷系數(shù)高，而該項目中制冷量選取的螺桿式機組制冷不低于5.2、離心式機組不低于5.6。該項目冷水系統(tǒng)供回水溫度分別為6/12攝氏度，溫差6攝氏度（額定溫差5攝氏度），大溫差能在保證制冷量不變的情況下，減少供水流量，大溫差也具有額定溫差工況下空調(diào)冷水水溫穩(wěn)定的特點。機組的冷卻水進出水溫度選用傳統(tǒng)配置，分別為32℃/37℃。在地下一層設(shè)置面積約為350平方米的制冷機房，機組噪音大，對地下臨近房間有噪音影響，機房需要設(shè)置減噪措施；冷卻塔設(shè)置于主樓屋面，其噪聲較高，并有漂水現(xiàn)象。

熱源采用燃氣型熱水鍋爐，該鍋爐同時為生活熱水提供熱源。鍋爐房設(shè)置有嚴格要求：嚴禁設(shè)置在人員密集場所和重要部門的上一層、下一層、貼鄰位置及主要通道、疏散口的兩旁，并應設(shè)置泄壓口及直通室外出入口。該項目鍋爐房擬設(shè)于地下室靠外墻處，面積約為200平方米，梁下凈高不低于5.0米，內(nèi)設(shè)2臺燃氣型熱水鍋爐，一次側(cè)供、回水溫度為95℃/70℃，二次側(cè)供、回水溫度為60/50℃，熱水鍋爐不僅效率不低于90%且水溫穩(wěn)定，能保證空調(diào)效果。鍋爐房煙氣排放對周圍環(huán)境有一定影響，鍋爐房煙囪的具體高度按批復的環(huán)境影響評價文件確定。

空調(diào)水系統(tǒng)根據(jù)使用要求劃分多個分區(qū)，每個分區(qū)設(shè)置獨立空調(diào)供回水管總管并設(shè)置能量計裝置進行單獨的計量。

客房和后勤等房間空間小，且各房間有單獨溫度調(diào)節(jié)的要求，此類及要求相似的房間采用半集中式空調(diào)系統(tǒng)中風機盤管+新風的方式，因新風系統(tǒng)為正壓系統(tǒng)，故各房間可做到空氣不串通。

門廳等大空間采用集中式空調(diào)系統(tǒng)中變風量的方式?？照{(diào)機組設(shè)有初中效過濾、濕膜加濕等功能，能控制環(huán)境的溫濕度、潔凈度。設(shè)備設(shè)置在機房內(nèi)，空調(diào)區(qū)域內(nèi)僅風管送風，能保證噪聲和振動等要求。通過調(diào)整新回風的比例，過渡季節(jié)可全新風運行。

該系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量多，維修有一定的困難。系統(tǒng)復雜，管線多，管線一般情況下主管道布置在走道上，對吊頂高度有一定影響。

初投資參考多個廠家同參數(shù)設(shè)備的價格進行估算，估計總費用為1407萬元，明細如下：

冷源系統(tǒng)：水冷離心冷水機組每臺100萬元，選用2臺，共200萬元；水冷螺桿冷水機組每臺63萬元，選用1臺，共63萬元。單價22萬元冷卻塔2臺，共44萬元；單價12萬元冷卻塔1臺，共12萬元。單價4萬元冷凍水泵3臺，共12萬元；單價2萬元冷凍水泵3臺，共4萬元；單價7萬元冷卻水泵3臺，共21萬元；單價3.5萬元冷卻水泵2臺，共7萬元。熱源系統(tǒng)：單價28萬元板式熱交換機組1臺，共28萬元。鍋爐等設(shè)備：共90萬元。末端系統(tǒng)：單價5萬元空調(diào)組合式機組3臺，共15萬元；單價1萬元新風機組13臺，共13萬元。單價0.12萬元風機盤管400臺，共48萬元。其他費用：管材制作、安裝費用、人工費用等共計850萬元。

空調(diào)負荷是隨氣候變化的，一個制冷制熱季的不同階段，一天中的不同時段，空調(diào)的負荷都不相同，因此，空調(diào)主機的工況也要隨之變化。運行費用運行時間按24小時計算，電費按1元/度估算。

夏季制冷時間：5月1號～9月30號，共150天。其中100%負荷：占15%制冷期，相當于制冷期的22天；60%負荷：占55%制冷期，相當于制冷期的83天；20%負荷：占30%制冷期，相當于制冷期的45天。

各負荷率時，對應的空調(diào)運行策略及費用如表1。

冬季制冷時間：12月1號～3月30號，共120天。其中100%負荷：占20%制冷期，相當于制熱期的24天；60%負荷：占50%制冷期，相當于制熱期的60天。20%負荷：占30%制冷期，相當于制熱期的36天。

100%負荷運行總費用為5232元/天，具體費用：板式熱交換機組：28KW×1臺×1元/度×24小時=672元/天；組合式空調(diào)機組： 2664元/天；新風機組： 936元/天；風機盤管： 960元/天。60%負荷運行為100%負荷運行的60%，總費用為3139.2元/天；20%負荷運行為100%負荷運行的20%，總費用為1046.4元/天。冬季空調(diào)末端運行費用約為：5232×24+3139×60+1046×36=35萬元。

鍋爐天然氣年耗量約21.5萬Nm3，天然氣銷售價格按3.26元/Nm3計，故鍋爐年運行費用約為70萬元。

冬季空調(diào)末端運行費用約為：5232×24+5232×0.6×60+5232×0.2×36=35萬元

全年空調(diào)運行費用約為：256+35+70=361萬元。

方案二：半集中式系統(tǒng)的方案VRF 多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)。

該系統(tǒng)主要設(shè)備包括變頻多聯(lián)機室外機、室內(nèi)機、直膨式新風機組。

空調(diào)冷、熱源皆采用空氣源熱泵型變制冷劑流量多聯(lián)機系統(tǒng)。多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)的制冷系統(tǒng)系數(shù)底，約3.5～4.0。當夏季室外溫度過高、冬季室外溫度過低時，制熱效果差。旺季，酒店入住率高，運行費用較高；在淡季，酒店入住率很低時，可根據(jù)需求調(diào)整運行設(shè)備，運行費用不高。室外機擺放位置靈活，即可分散放置也可集中放置。該項目室外機放置在地面和屋面上，不占用建筑空間；設(shè)備設(shè)于室外，能有效降低設(shè)備噪音對房間的影響。

整個建筑空調(diào)房間采用半集中式空調(diào)系統(tǒng)中多聯(lián)機+新風的方式?？头?、辦公室能房間可做到風機盤管系統(tǒng)相近的效果，但對于門廳等大空間無法實現(xiàn)全年多工況節(jié)能運行調(diào)節(jié)，過渡季節(jié)全新風運行。

此方案設(shè)備少，系統(tǒng)簡單，安裝周期較短，維護工作量較小。系統(tǒng)風管小，冷媒管道尺寸小，可節(jié)約一定的吊頂空間。

初投資參考多個多聯(lián)機廠家同參數(shù)設(shè)備的價格進行估算，估計總費用為1639.5萬元，明細如下：

室外機：單價13萬元室外機53臺，共689萬元。末端：單價1.1萬元室內(nèi)機（選用制冷量為9kw的內(nèi)機）465臺，共511.5萬元；單價4萬元新風機組16臺，共64萬元。其他費用：分歧管、變徑頭、管材制作、安裝費用、人工費用等等共計375萬元。

冬夏季運行天數(shù)和單位電費方案一。該方案60%負荷運行費為滿負荷運行費的60%；20%負荷運行費為滿負荷運行費的20%。

100%負荷運行時，夏季每天總費用為28188元，冬季每天總費用為28716元，具體費用如下：

室外機：夏季20.58KW×53臺×1元/度×24小時=26177元/天、冬季21.17KW×53臺×1元/度×24小時=26928元/天；

室內(nèi)機：夏季0.14KW×465臺×1元/度×24小時=1562元/天、冬季0.12KW×465臺×1元/度×24小時=1339元/天；

新風機組：夏季1.17KW×16臺×1元/度×24小時=449元/天、冬季1.17KW×16臺×1元/度×24小時=449元/天。

60%負荷運行時，夏季為16913元/天、冬季為17230元/天；20%負荷運行時，夏季為5638元/天、冬季為5743元/天。

夏季空調(diào)運行費用約為：28188×22+16913×83+5638×45=228萬元、冬季空調(diào)運行費用約為：28716×24+17230×60+5743×36=193萬元。

全年空調(diào)運行費用約為：228+193=421萬元。

結(jié)論：初投資及年運行費用方面方案一皆低于方案二。

4 結(jié)束語

空調(diào)系統(tǒng)中的冷熱源設(shè)計對于其使用有著密切而重要的關(guān)系，為了使得建筑物等正確選擇其冷熱源供應，我們對一些方案進行了分析與研究，在對空調(diào)冷熱源進行選擇時要考慮空調(diào)系統(tǒng)自身的情況與建筑物環(huán)境等各種內(nèi)外環(huán)境的影響，在最大程度上選擇安全可靠，使用期限長，性價比高，經(jīng)濟效益好的冷熱源設(shè)計方案。從冷熱源技術(shù)的設(shè)計與裝置來看，其設(shè)計方案將朝著高科技多元化的方向前進，充分利用高科學技術(shù)與能源的來源途徑，將冷熱源的設(shè)計方案最大程度上達到最科學。冷熱源在未來的發(fā)展趨勢主要是想大型化與小型化兩個方向發(fā)展，最大程度上的將能源進行高效的利用，不僅僅對我國自然資源進行了保護，還提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益，我國的環(huán)境與經(jīng)濟做出貢獻。

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