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1、 一、工程概况 冷热源是空调系统的重要组成部分，其设计合理与否，直接影响空调系统的使用效果、运行的经济性、使用的可靠性等问题。大楼总建筑面积约60000 M2，建筑物夏季总冷负荷约为750万大卡，冬季热负荷约为450万大卡，卫生热水热量约95万大卡（流量约为60M3/H）。系统的冷热源有多种选择，现提供二个方案供参考，方案一是采用电制冷机组配锅炉作为冷热源；方案二是采用一机三用的直燃式冷水机组作为冷热源； 二、电制冷机组配锅炉空调系统简介 用电制冷机组配锅炉作冷热源已有约一百年的历史，是目前最
2、常用的一种空调系统冷热源方式。这种方案的特点是技术成熟，运行稳定可靠。 据统计95%以上的空调用户选用电制冷方式，使用电制冷方式是大势所趋。 1、主机配置 中央空调主机采用电制冷机组配锅炉，离心式冷水机组夏季供冷，锅炉供卫生热水并且冬季采暖；辅助配套设备有冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、板式换热器等。 2、系统优点： ⒈ 初投资低； ⒉ 使用可靠，故障率低，日常维护量极小； ⒊ 水冷机组自动化程度高,部分负荷调节方便,可以很好地适应大楼的负荷变化。 ⒋ 冷水机组均能在单机最佳工况区域内工作,具有较好的满负荷效率和部分负荷效率,自动化程度高,调节方便,机组之间具备很好的兼备性，系
3、统运行费用低； ⒌ 噪音小、振动低，无污染； ⒍ 过渡季节只开一台锅炉供卫生热水，节能效果明显； ⒎ 冷却塔、冷却水泵比直燃机系统小20%左右，节能又节省初投资。 3、系统缺点： ⒈ 机组数量多，占地面积大； 三、直燃式冷水机组空调系统简介 直燃式冷水机组是上个世纪50年代研发出来的，由于这种产品以油或气作能源，因此产品能耗高，污染大（排出大量的二氧化碳），其冷量衰减问题也一致未得到根本的解决。这些问题大大限制了它的使用。只有在一些特定的场合，比如在火力发电厂，煤厂，钢厂或化工厂等有余热可利用的场所有一些使用。此外，值得注意的是，象国内类似于武汉的大中型城市中，95%以上的民用
4、建筑采用电制冷机。 1、主机配置 中央空调主机采用直燃式冷水机组，辅助配套设备有冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵等。直燃式冷水机组可一机三用，夏季供冷，冬季采暖，还可以供卫生热水； 2、系统优点： 可一机三用，同时提供冷（温）水，无需锅炉，节省机房面积。 3、系统缺点： 1、 机组日常维护非常复杂，可靠性低，维护费用高于采用电制冷的冷水机组； 2、 机组效率低，运行费用高； 3、 机组外形尺寸大，重量相当于电制冷机组的二倍，对机房的高度、土建基础的承重要求都很高； 4、 在过渡季节为了满足卫生热水的需要，还是要开主机，相当于主机全年都在使用，机组的故障率大大上升，机组的使用寿
5、命大大缩短。9、机组排热量大，冷却塔和冷却水系统容量大 5、机组气密性要求很高，只要逸入少量空气就会破坏真空度，导致机组性能大幅下降，冷量存在严重的衰减现象；； 6、溴化锂水溶液对碳钢的腐蚀性较强，严重影响机组的使用寿命； 7、系统调节不灵活； 四、二种方案的初投资对比 方案一采用三台电制冷机组，冬季采暖与卫生热水的锅炉共用，使用锅炉三台，水－水换热器二台； 设备名称 主要技术参数 数量 单价(万元/台) 总价(万元) 电制冷机组 Q＝250万大卡 N＝506KW 3 140 420.00 溴化锂溶液 0.00 贮油罐（停气时用备用
6、油） 0.00 冷冻水泵（三用一备） L=512m3/h N＝75KW 4 2.7 10.80 冷却水泵（三用一备） L=600m3/h N＝75KW 4 2.7 10.80 冷却塔 L=600m3/h N＝17.5KW 3 12 36.00 常压锅炉 Q＝180万大卡 N＝7.5KW G＝210M3/H 3 36 108.00 水－水换热器 2 10 20.00 合计 605.60 方案一中制冷时开启电制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔，满负荷时总耗电量约为3*506KW+3*7
7、5KW+3*75KW+3*17.5KW＝2020KW，总耗水量为18T/H； 冬季采暖时开启锅炉、冷冻水泵，满负荷总耗电量约为3*75KW+3*7.5KW＝247.5KW；总耗气量约为523M3/H或耗油416KG/H（供暖负荷为450万大卡）； 卫生热水一年四季都在使用，夏季及过渡季节只开一台锅炉，冬季与采暖共用，总耗气量约为110M3/H（供热量为95万大卡）； 方案二采用三台直燃机，一机三用，制冷及采暖季节开主机同时供卫生热水，在过渡季节则只开主机供卫生热水。 设备名称 主要技术参数 数量 单价(万元/台) 总价(万元) 直燃机（一机三用） Q＝300万大卡 N
8、＝17.8KW 制冷G＝258M3/H 3 250 750.00 溴化锂溶液 31.5 2.3 72.45 贮油罐（停气时用备用油） 2 10 20.00 冷冻水泵（三用一备） L=512m3/h N＝75KW 4 2.7 10.80 冷却水泵（三用一备） L=766m3/h N＝90KW 4 3.2 12.80 冷却塔 L=800m3/h N＝22KW 3 16 48.00 常压锅炉 0.00 水－水换热器 0.00 合计 914.05 方案
9、二中制冷时开启直燃机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔，满负荷时总耗电量约为3*17.8KW+3*75KW+3*90KW+3*22KW＝614.4KW，总耗水量为24T/H，总耗气量为3*258M3/H＝774 M3/H或耗油3*178KG/H＝534KG/H； 冬季采暖时开启直燃机、冷冻水泵，满负荷总耗电量约为3*17.8KW+3*75KW＝278.4KW；总耗气量约为523M3/H或耗油416KG/H（供暖负荷同样为450万大卡）； 卫生热水一年四季都在使用，总耗气量约为110M3/H或耗油88KG/H（供热量同样为95万大卡）； 五、二种方案的运行费用对比 武汉地区计算参数如下：
10、 电费 : 0.818元/kW·h 天然气 : 1.82元/N3 （热值8600KCAL/H /N3） 0＃柴油 : 5元/KG （热值10800KCAL/KG，0.8KG/L 4元/L） 自来水 : 2元/M3 制冷期 : 150天/年 采暖期 : 90天/年 额定负荷使用时间 : 12小时/天×（满负荷使用系数）0.6 水塔补充水 : 按冷却水流量的百分之一 卫生热水 ：每天满负荷使用3小时 由于末端设
11、备部分的耗电量基本相同，在此只对冷冻站的设备(如主机、水泵、冷却塔、锅炉)等的能耗做一个对比。燃气时费用如下： 费用名称 能耗 年使用时间 年使用数量 单价 总价(万元) 方案一 电制冷机组配锅炉空调系统 夏季 电能 KW 2020 150天*12小时*0.6 2181600 0.818元/KW 178.45 冷却水 M3/H 18 19440 2元/M3 3.89 燃料损耗 M3/H 0 0 1.82元/M3 0.00 夏季合计 冬季 电能 KW 247.5 90天*12小时*0.6
12、 160380 0.818元/KW 13.12 燃料损耗 M3/H 523 338904 1.82元/M3 61.68 冬季合计 卫生热水 全年燃料损耗 M3/H 110 365天*3小时 120450 1.82元/M3 21.92 年运行费用合计 279.06 方案二 直燃式冷水机组空调系统 夏季 电能 KW 614.4 150天*12小时*0.6 663552 0.818元/KW 54.28 冷却水 M3/H 24 25920 2元/M3 5.18
13、 燃料损耗 M3/H 774 835920 1.82元/M3 152.14 夏季合计 冬季 电能 KW 278.4 90天*12小时*0.6 180403.2 0.818元/KW 14.76 燃料损耗 M3/H 523 338904 1.82元/M3 61.68 冬季合计 卫生热水 全年燃料损耗 M3/H 110 365天*3小时 120450 1.82元/M3 21.92 年运行费用合计 309.96 燃油时费
14、用如下： 费用名称 能耗 年使用时间 年使用数量 单价 总价(万元) 方案一 电制冷机组配锅炉空调系统 夏季 电能 KW 2020 150天*12小时*0.6 2181600 0.818元/KW 178.45 冷却水 M3/H 18 19440 2元/M3 3.89 燃料损耗 KG/H 0 0 5元/KG 0.00 夏季合计 冬季 电能 KW 247.5 90天*12小时*0.6 160380 0.818元/KW 13.12 燃料损耗 KG/H 416 269568 5
15、元/KG 134.78 冬季合计 卫生热水 全年燃料损耗 KG/H 88 365天*3小时 96360 5元/KG 48.18 年运行费用合计 378.43 方案二 直燃式冷水机组空调系统 夏季 电能 KW 614.4 150天*12小时*0.6 663552 0.818元/KW 54.28 冷却水 M3/H 24 25920 2元/M3 5.18 燃料损耗 KG/H 534 576720 5元/KG 288.36 夏季合计
16、 冬季 电能 KW 278.4 90天*12小时*0.6 180403.2 0.818元/KW 14.76 燃料损耗 KG/H 416 269568 5元/KG 134.78 冬季合计 卫生热水 全年燃料损耗 KG/H 88 365天*3小时 96360 5元/KG 48.18 年运行费用合计 545.54 六、二种方案综合对比 项目 方案一 方案二 电制冷机组配锅炉 直燃机（一机三用） 初投资 低，冷冻站设备初投资约为605.6万元，属于最常见
17、最成熟的系统， 高，冷冻站设备初投资约为914.05万元，比方案一高出380.45万元，高出约51% 运行费用 低，年运行费用约为279.06万元 高，年运行费用约为309.96万元，比方案一高出30.9万元，高出约11%； 维护费用 电制冷机组，运转件少，故障率最低，维护费用最低，年维护费用约为6万元； 需定期检测并更换溶液，每年维护量大，维护费用高，每年维护费用约为13万元 节能效果 效率高达5.5，并能准确地根据系统负荷在10%-100%范围内做无级调节，部分负荷效率同样很高，节能效果明显。 效率低，对空调负荷的变化不能即时作出反应和进行调节，监控不及时，需半小时以
18、上才能反应，并且其调节范围有限，从而浪费能源 使用寿命 使用寿命长达30年以上 使用寿命最多10年，机房设备更换难度大，再次增加初投资 冷量的衰减 无 因溶液的问题造成每年约10%的冷量衰减 使用可靠性 高 受内部因素的影响大，可靠性低 运行稳定性 高 受内部因素的影响大，稳定性低 冷媒 制冷剂是HCFC／HFC，其使用得到ARI、ASHRAE及EPA之认可，对机组材料没有腐蚀作用，对机组运行寿命没有影响 制冷剂是水及溴化锂溶液，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，影响机组的正常运行 安装 机组体积小，重量轻，安装简单 机组体积、重量大，对基础要求高，对层高要求高 维护 操作简单、维修少 大多数的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并贮存在贮液罐里，在机组再次启动时，机组须重新灌注溴化锂溶液并开机，电制冷机组则可省去此麻烦及费用。 综上所述，从初投资、运行费用、可靠性等各方面考虑，采用电制冷机组配锅炉的方案是大大优于直燃机一机三用的方案的。 7
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