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空调方案的比较与选择 内容简介 空调方案确定的原则确定空调方案的主要依据酒店的空调方案比较办公楼的空调方案与选择 空调方案是指作为空调系统中最重要的设备之一的冷热源的确定 选择依据包括1 系统自身的要求 建筑规模 使用特征 2 项目所在地区的能源结构 价格 政策导向 环境保护等 是一个技术 经济的综合比较过程 也是一个初投资和运行管理费用的综合比较过程 空调方案确定的原则 一 基本原则热源优先采用城市 区域供热或工厂余热 具有充足天然气供应的地区 尤其是实行分季计价 价格低廉的地区 宜推广应用分布式冷热电联供和燃气空调技术 均衡电力 天然气的负荷峰谷 提高能源的综合利用率 改善环境质量 电力供应充足的地区 可采用电动压缩式冷水机组供冷 燃煤 燃油锅炉供热 在峰谷电价差较大的地区 利用低谷电价时段蓄冷 热 有显著经济效益时 可采用蓄冷 热 系统供冷 热 当有天然水资源或工业废水 污水处理厂等排出的再生水资源可利用 且水温适宜时 可采用水源热泵冷 热 水机组供冷 供热 采用此系统时 水源的利用和排放需获得主管部门的核准 以保护环境 夏热冬冷地区 干旱缺水地区的中 小型建筑 可采用空气源热泵或地下埋管式地源热泵冷 热 水机组供冷 供热 各区域负荷特性相差较大 全年需要空调且常年有稳定的大量余热 并需长时间同时供冷和供热的建筑物 经技术经济比较认为合理时 宜采用水环热泵空调系统供冷和供热 具备多种能源 热 电 燃气 的大型建筑 可采用复合能源供冷 供热 在影响能源价格因素较多 很难确定利用某种能源最经济时 配置不同能源的机组常是最稳妥的方案 需设置商业或公共建筑群 有条件时宜采用热 电 冷联产系统或集中供冷 供热站 二 各类能源的特点空调冷 热 水机组使用的能源主要有电 蒸汽燃油 燃气与高温热水电力目前空调冷热水机组的绝大部分是使用电能 电动型机组在我国空调机型中占70 以上的份额 电力空调在夏季是城市电力负荷峰值的主要成因 特点 清洁 高品味能源 使用方便 机组能效与自动化程度高 2 蒸汽制冷主要是蒸汽型溴化锂吸收式机组集中式空调热水系统的热源3 燃油与燃气主要用于直燃型溴化锂吸收式机组 4 热水主要是指热网提供的高温热水 热水型溴化锂吸收式冷水机组因能效比比蒸汽型 直燃型还低 很少使用 二 确定的步骤熟悉建筑的方案 设计任务书中对暖通空调的要求 对照有关政策及设计规范 确定设计标准 根据任务书 已定设计标准及建筑形式估算出建筑物的冷负荷 热负荷 按照具体建筑方案及对室内环境的温 湿度要求 本着适用 经济的原则进行初步方案比较 确定设计方案 如有需要 在初设阶段应结合本地能源价格及能源政策 综合初投资 运行成本等问题 对空调系统设置提出两个以上的方案比较 确保方案的经济合理 技术进步 具体步骤为 1 冷热源的选择考虑1 工程的能源条件能源政策 能源的价格 能源供应的可靠性 以电能为例 不同行业 不同时段的电价不同 由于电动机组的容量占大楼变压器容量的比例很大 故机组是否运行与如何运行 影响变压器的效率 电力部门对电力利用的好差有各种奖惩措施 夏季制冷用电动水冷机组一般配单独的变压器 非运行季节报停以节约费用 大量电力驱动空调的使用是导致高峰期电力超负荷的主要原因之一 同时由于空调负荷分布极不均衡 全年工作时间短 平均负荷率低 如果为满足高峰期电力需求大规模建设电厂 将会导致发输配电设备的利用率低 电网的技术和经济指标差 供电的成本提高 同时燃气也与电力一样都存在峰谷差的难题 发展燃气空调和楼宇冷热电三联供可降低电网夏季高峰负荷 填补夏季燃气的低谷 同时降低电力和燃气的峰谷差 平衡能源利用负荷 实现资源的优化配置 是科学合理地利用能源的双赢措施 2 环境保护主要是指机组使用时对环境的影响 包括内环境和外环境 如对大气臭氧层的破坏 噪声对室内 外环境的影响等等 项目立项时的可行性研究报告中环评一章中就有设备噪声对环境的影响 如屋顶放置的冷却塔 风冷热泵机组等对周围环境的影响 2 机组的配置1 系统负荷的特点不同性质 不同类别的工程的负荷特点不同 酒店建筑的最大负荷一般出现在傍晚或晚上 办公建筑的室内负荷相对比较稳定 体育馆 剧院等的负荷则更为集中 机组的配置要求 不但能满足最大负荷的需要 而且始终能与部分负荷相匹配 让机组在较高的效率下运行 机组的台数与单机容量为了保证系统可靠地运行以及适应空调负荷的变化 机组宜配置多台 在选择多台机组时 单机容量是否需相同 主要是根据系统负荷的情况 尤其是最小负荷值来确定 以利于系统稳定而经济地运行 空调方案确定的依据 一 项目所在地的能源供应状况 能源价格 电 燃气 水的价格 在有多种能源可选择的情况下 以此作为运行费用比较计算的依据 进行初投资和运行费用的比较为后面的设备选择作方向性的指引 二 空调负荷的大小及设备运行时间 时段主要跟建筑物类型 规模有关 以此进行设备的选型 空调方案确定还需注意 1 多与甲方沟通 了解工程的业态 空调系统是否为一个业主 如为多个业主 是采用系统分设还是费用分摊需在确定空调方案前落实 2 需收集资料 了解国内外对项目所属建筑的暖通技术水平 当前采用的系统形式及其使用效果 存在问题等 为甲方提供参考 3 空调方案确定后应征得甲方的认可后方可进行下一步设计 2 酒店空调方案的比较与选择 一 酒店对空调专业的需求无论是否考虑了自然条件或是否针对特定客户的使用情况进行设计 对酒店建筑来说 舒适 灵活 经济 持久和成本效益都是采暖通风和空调系统的关键因素 要有效布置建筑的机械设备 但是不能因此而占用或破坏可出租的空间 底层和楼顶的房间位置要结合成本进行分析 系统要易于服务与维护 系统 设备和操作过程应该将能耗和维护人员的需求减到最小 要根据使用期限来评定所有的机械系统和能源 系统设置应重点考虑空调使用的灵活性 空调 通风系统设置时应分区设置各系统 以便分区管理 分户计量的需要 系统在维持一定温度和湿度时能够安静运行并能根据情况调整负荷 尽量减少通风的噪声和通过管道或其他服务设施传播的噪声 考虑能量储存和热量再利用问题 每个系统都应为业主考虑以下标准 初期投资成本 运行成本 维护成本 包括 预防性的维护和修理 使用年限 其他无形因素 建设的可行性 二 常见冷热源方案1 水冷式冷水机组 电 常压热水机组 天然气 油 该种方案夏季制冷能源为电 冬季供热用天然气或油 系统技术成熟 使用可靠 可选用离心式冷水机组或螺杆式冷水机组 螺杆式冷水机组体积较小 占地面积较少 制冷量调节方便 可在25 100 之间分级调节 部分厂家可实现无级调节 操作运行简单 方便 但机组运动部件较多 损坏机率较高 适用于中低制冷量的范围 离心式冷水机组能效比高 体积较小 占地面积较小 冷量可实现无级调节 但在低负荷时易出现喘振现象 适用于中高制冷量的范围 需分别设置制冷机房和热水机房 热水机房需设置在负一层 以利用泄爆 制冷机房可以设置在负二层及其以下 以节约结构成本 室外需设冷却塔 投资成本较低 配电量大 电价高时运行成本较高 2 模块式 风冷热泵冷热水机组 电 该种方案冬夏季能源均为电 一机两用 夏季制冷 冬季制热 机组冷量调节方便 运行管理简单 省去冷却塔及冷却水系统 风冷式冷热水机组能效比要低于水冷式冷水机组 主机设置在屋顶或室外 无需设置制冷机房 设备投资成本高 配电量和运行费用高于方案1 夏季室外温度不宜过高 冬季室外温度不能过低 否则将影响机组效率 甚至不能运行 适合于环境温度适宜 有条件放置室外机的中小型酒店 3 燃气型直燃式吸收式冷热水机组 天然气 油 该种方案冬夏季能源均为天然气 或油 一机两用 夏季制冷 冬季制热 有的厂家还可提供生活热水 一机三用 直燃机转动部件少 运转平稳安全 噪声小 耗电量低 操作运行简单 但机组体积大 技术要求高 内部要求保持真空状态 否则机组效率降低快 机房总面积小于方案1 但需设置在负一层 需考虑机房泄爆及高温烟气的排放 冷却塔冷却水量大于一般电制冷 散热量约为制冷量的1 9倍 配电量低 在天然气价低的地区 运行费用低 4 水 地源热泵中央空调系统 电 水 地源热泵系统是一种高效 节能 环保的绿色空调系统 该系统以水 地热作为空调系统的低位冷热源 在空调系统的使用过程中 无冷却塔 可以减少冷却塔的运行能耗 同时 消除了冷却塔使用过程中对环境的影响 冷却塔在使用过程中有大量的循环水水蒸汽排放 同时又必须定时对废水进行排放 在冬季 如利用锅炉为建筑供热 锅炉在使用过程中要排放废气 对环境造成伤害 同时地源热泵系统的供热供冷效率高 能耗较传统的供冷和供热方案低 可以大大降低运行费用 根据工程的实际情况 较常规冷热源系统 运行费可节约15 30 目前全国在大力推广水 地源热泵空调系统 可以争取到政府政策支持和补贴 可再生能源建筑应用示范 无需设置冷却塔 系统投资成本高 但政府有补贴的情况下可能会低于常规空调 配电量和运行费用低于系统1 需注意水源热泵需要温度适宜 稳定的水资源 江水 湖水 地下水或污水 地埋管需要较大的室外环境用于打孔 且需主要能量平衡 具体为释热量和取热量要达到平衡 满足长期使用要求 重庆地区由于是夏热冬冷地区 夏季冷负荷远大于冬季热负荷 1 3倍 不适合采用地源热泵系统 重庆市2009年底被定为可再生能源建筑应用全国示范城市 获得专项财政补助资金 万元 其中首批资金 万元已拨付 将在 年和 年两年内建设 万平方米以上的可再生能源建筑应用示范工程 其中 重庆大剧院和开县人民医院已经建成并投入运行 实测数据表明 其空调系统节能率在 左右 采用本方案前应由甲方先委托相关单位进行可再生能源利用的可行性研究 收到可研报告方可进行下一步的设计 5 水环热泵中央空调系统 电 该系统将传统中央空调和家用空调两种形式有机地结合起来 它是由中央冷却水系统连接多台水冷整体 分离 式并自带冷源的空调机组成的空调系统 在用户侧的实质是水冷热泵机组 水环系统内是用水作为媒介 用户侧的热泵机组是氟系统 水环系统的冷却部分要依靠冷却塔 辅助加热要依靠锅炉 水环的动力输送需要水泵 该空调系统具有如下优点 工程投资少 价廉物美 冷却水管不需保温 省去了冷冻机及冷冻水泵的设计 安装及调试 缩短设计周期 安装工程量下降 空调机整机均置于吊顶内 不占用地面空间 无需专职人员值班 减少了管理费用 空调机可单独开停 一年四季 如在过渡季节 春夏或秋冬交替时 在不同的房间按使用者需要同时实现供暖或供冷 提高了空调使用的灵活性和舒适性 但冬季采暖需用燃气热水机组补充小量热水 能量计费方便 可根据不同用户实现分户计量 小型的水 空气热泵机组的性能系数低于大型的冷水机组 一般小型的水空气热泵机组制冷能效比EER在2 76 4 16之间 供热性能系数COP值在3 3 5 0之间 但通过合理的管理比常规大型冷水机组反而节能 该方案投资低 可实现不同的房间按使用者需要同时实现供暖或供冷要求 计量方便 无室外机 无机房 需冷却塔 部分负荷运行费比一般空调系统节约 缺点为压缩机布置在房间附近 虽可以做成分体式机型 但噪声控制仍是一大难题 压缩机数量多 设备维护量大于一般系统 6 多联机 VRV系统 或分散式空调系统多联机空调系统是在空调系统中 通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量 适时地满足室内冷热负荷要求的高效率制冷剂空调系统 多联机即用一个室外机对应多个室内机 占用空间少 安装方便 美观 它可采用网络控制实现对各室内机的集中管理 可单独启动一台或多台室内机运行 使得控制更加灵活和节能 它避免了一般中央空调一开俱开 且耗能大的问题 因此它更加节能 此外 自动化控制避免了一般中央空调需要专用的机房和专人看守的问题 缺点为 系统初投资高于前面所列系统 多联机的压缩机效率会随管路的延长而衰减 需室外机放置场所 三 一般方案选择范围1 要求高的酒店 如四星及其以上 一般选择方案1 3 4 6方案 解放碑万豪 希尔顿酒店采用的是电制冷 均为离心机 加热水机组喜来登 戴斯酒店等采用的是燃气型直燃式吸收式冷热水机组 一机三用 供冷 采暖及生活热水 鸟巢及悦榕庄均采用VRV系统 部分为分体空调 遂宁财富中心酒店将应甲方要求采用地下水源热泵系统 勘察及科研报告均已完成 2 方案2 5因室内外机的噪声控制等原因 仅适用于要求不高的分散式酒店的娱乐 餐厅等部分 四 重庆某酒店方案比较实例1 基础数据 重庆市商业电价 0 843元 度商用天然气价 2 21元 m h配电设备费用按800元 kVA计燃气费用按常规估算 空调负荷 夏季空调冷负荷4867kW冬季空调热负荷2796kW 2 比较条件 因是大型公共建筑 根据项目特点采用方案1 3 4进行比较设计为方案阶段 仅根据估算负荷 就甲方提出的三个选择方案进行比较 空调系统补水未考虑 常规空调冷却水供水温度按30度计算 实际在重庆夏季一般按32度考虑 3 方案比较 方案1 选用选择3台大冷量螺杆机 1台小冷量螺杆机 后者便于夜间负荷调节 而泵和塔则与此一一对应 冬季选择两台燃气热水机组供热 设备选型及设备费用如下表 因为大型公共建筑 根据项目特点采用方案1 3 4进行比较方案2 选用选择两台同型号的一体化直燃机 泵和塔均已配置齐全 设备选型及设备费用如下