随着我国经济的发展，各地的高层建筑不断建成，本文结合笔者的经验，对某大型商业综合体的空调冷热源设计方案进行性价比分析和探讨，以供参考
4006-054-001 立即咨询发布时间：2022-10-05 10:06 热度：
摘要：随着我国经济的发展，各地的高层建筑不断建成，本文结合笔者的经验，对某大型商业综合体的空调冷热源设计方案进行性价比分析和探讨，以供参考。
关键词：暖通设计;冷热源;方案选择
Abstract: With the development of our national economy, all of the high-rise building continuously built, based on the author's experience, a large commercial complex of cold and heat sources design scheme in the cost-benefit analysis and discussion, for reference.
Key Words: hvac design; cold and heat sources; scheme selection
中图分类号：TU831.3+5 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
该工程市中心地段，总建筑面积316540.42m2，其中地下室80499.6m2，商业部分面积68450.2 m2，两栋办公面积75647.22 m2，两栋SOHO面积91943.7 m2，主楼最高建筑高度98.5m，层数27层，建筑功能划分详见表一。
序号部位功能层高空调形式
1地下二层车库3.7m无
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
41#4#主楼办公3.8mVRV空调系统加全热交换器新风系统
52#3#主楼SOHO3.3m分体氟系统空调，内机为暗藏风管机
表一：建筑功能划分表
根据项目施工的要求，项目的地下一层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
噪声和振动除几台屏蔽泵外,无其它运动部件,振动很小,噪音很低,不必作防震基础,安装简单。运行噪音较大需要处理。
零部件易损件少,无机械运动部件,维护简单。机械运动部件较多,需要定期维护。
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.
能源蒸汽能源品位低,利用率高。采用高品位电。
能源辅助设备如有蒸汽源,则无需辅助设备。需要配置变压器。
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
环境用水作为制冷剂,对臭氧层无破坏作用,对环境无害，属国家环保产品。可以采用环保冷媒。
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。
运行、维护
与保养溴化锂机组的安装工作量比电制冷机组的大且操作复杂，维修工作量多。电制冷机组安装容易、操作简单、需要定期维护保养。
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、电制冷机组的负荷调节范围宽，或由100%调节到10%。溴化锂机组对空调负荷的变化不能即时作出反映和进行调节，其调节范围有限。
6、电制冷机组安装容易、操作简单，溴化锂机组的安装工作量比电制冷机组的大且操作复杂，均需要定期保养。
7、在相同制冷条件下，电制冷机组的体积比溴化锂机组的体积小，重量比溴化锂机组的轻。
8、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;
9、溴化锂吸收式机组真空度要求比较高，否则溴化锂溶液易结晶，结晶影响机组效率及操作;
10、一般溴化锂吸收式机组制冷量与效率逐年衰减，需要订购质量较好的产品。
三、初投资分析比较
设计参数：
夏季冷负荷指标为：商业平均为250W/㎡;
冬季热负荷指标为：商业平均为50W/㎡;
空调制冷负荷为15250Kw，机组最大蒸汽耗量：17.44t/h，
空调制热负荷为3100Kw，机组最大蒸汽耗量：4.57t/h，
蒸汽最大耗量Qmax=17.44t/h(夏季制冷时)
蒸汽压力制冷： 0.6MPa，蒸汽温度160 ℃，
制热： 0.4MPa，蒸汽温度140 ℃，
热源配套费： 60万元/t，
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87.506100014.34 DN200直埋保温管，350米
土建费用9.80 610001.61
直埋管安装及检测费用16.80 610002.75
一次网小计114.106100018.70
站房主要设备材料及配套设备费用减压阀流量计组40.00 610006.56
采暖换热机组50.00 610008.20
溴化锂制冷机组788.4061000129.25
冷却塔140.796100023.08
机房其他设备安装及辅材费用305.76 6100050.12
小 计1324.95 61000217.20
户内及热力入口主材、安装及其他材料976.00 61000160.00 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 61000160.00
费用合计 2415.0561000395.91
热源配套费热源配套费1046.4061000171.54
费用合计 3577.69 61000586.51
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50.00610008.20主管位置不明，暂定价
燃气调压站10.00 610001.64
燃气一次网小计60.00610009.84
站房主要设备材料及配套设备费用燃气锅炉100.06100016.39
锅炉辅助设备5.40610000.88
燃气强排安全设施20.08610003.29
离心制冷机组580.006100095.08
冷却塔140.796100023.08
机房其他设备安装及辅材费用305.766100050.12
小 计1152.0361000188.86
户内及热力入口主材、安装及其他材料976.00 61000160.00 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 61000160.00
费用合计 2128.0361000348.86
成套配电设施费成套配电设施费1006100016.39
土建成本1006100016.39
费用合计 2328.0361000381.64
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/N m3，当地天然气低发热值为8000Kcal/N m3，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：46.2 kw
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：11 kw
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(%)100654023
蒸汽耗量(吨/h)17.4411.346.984.01
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(%)100755033
电耗量(kw/h)280021001400700
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)：
(2800 kw/h×21天/年+2100 kw/h×52天/年+1400 kw/h×35天/年+700 kw/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、溴冷机、离心机性能各有优、缺点;
2、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;
3、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。
