空調(diào)冷熱源經(jīng)濟分析

摘要：本文通過與其他類型的空調(diào)系統(tǒng)分析比較，重點研究了水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性能。結(jié)果表明，水源熱泵中央空調(diào)經(jīng)濟性良好，具有可觀的應(yīng)用前景和利用價值。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào) 方案設(shè)計 經(jīng)濟性分析

空調(diào)冷熱源設(shè)備的選擇關(guān)系到工程的投資、運行費用及能源消耗。目前的空調(diào)冷熱源包括各種型式的電制冷機組、溴化鋰吸收式機組、熱泵機組、蓄冷設(shè)備等，如何針對具體設(shè)計對象，從這些種類繁多的產(chǎn)品中選擇合適的冷熱源方案，是項非常重要工作。下面我將分析、論述不同冷熱源方案的優(yōu)缺點。

1.冷熱源類型：

1.1冷（熱）水機組

1.1.1 電動壓縮式冷（熱）水機組

（1）往復(fù)式（2）蝸旋式（3）螺桿式（4）離心式

1.1.2 溴化鋰吸收式冷（熱）水機組

（1）蒸汽型冷水機組（2）熱水型冷水機組（3）直燃型冷（熱）水機組

1.2熱源

1.2.1電力：（1）電熱爐（2）熱泵

1.2.2燃氣、燃油、燃煤等礦物原料。

1.2.3可再生能源，如太陽能、地熱能、河水等以及工業(yè)余熱、生活廢熱。其熱泵源包括空氣源熱泵和水源熱泵兩類

1.3熱泵

從室外環(huán)境介質(zhì)吸熱并向室內(nèi)放熱，使室內(nèi)空氣升溫的制冷系統(tǒng)。其熱泵源包括空氣源熱泵和水源熱泵兩類

2.方案構(gòu)造

2.1冷、熱源形式的分析方法與確定原則

2.1.1 羅列技術(shù)角度可行，并將傳統(tǒng)可靠或具有明顯節(jié)能環(huán)保特點的所有冷、熱源形式，從中剔除項目適應(yīng)性、技術(shù)成熟度與可實施性、經(jīng)濟性等方面有明顯不足的冷、熱源形式。

2.1.2 依據(jù)規(guī)劃區(qū)所在地能源與資源狀況、政策、價格、資費、設(shè)備采購市場的了解，根據(jù)壽命周期成本分析理論，對篩選后保留的各冷、熱源形式進行分析。

2.2適合于本規(guī)劃區(qū)公共建筑的冷、熱源方案及適用特點

2.2.1方案一：電制冷+市政熱網(wǎng)（蒸汽換熱）

本方案夏季由常規(guī)電制冷冷水機組提供空調(diào)冷源（冷卻塔冷卻），冬季由市政熱網(wǎng)提供蒸汽，經(jīng)汽水換熱器換熱后提供空調(diào)熱源。該方案對于有過渡季供熱、分租戶計量、生活熱水要求的建筑不適用。

2.2.2方案二：電制冷+市政熱網(wǎng)（熱水換熱）

本方案夏季由常規(guī)電制冷冷水機組提供空調(diào)冷源（冷卻塔冷卻），冬季由市政熱網(wǎng)提供熱水，經(jīng)水水換熱器換熱后提供空調(diào)熱源。該方案對于有過渡季供熱、分租戶計量、生活熱水要求的建筑不適用。

2.2.3方案三：電制冷+燃氣熱水機組

本方案夏季由常規(guī)電制冷冷水機組提供空調(diào)冷源（冷卻塔冷卻），冬季由燃氣熱水機組提供空調(diào)熱源。該方案適合電力及燃氣資源充足、附近沒有市政熱網(wǎng)、全年有供冷、供熱要求的建筑。

2.2.4方案四：燃氣直燃溴化鋰冷、溫水機組

本方案夏季由直燃溴化鋰冷、溫水機組為空調(diào)系統(tǒng)提供冷源，冬季及過渡季由直燃溴化鋰冷、溫水機組為空調(diào)系統(tǒng)提供熱源，同時三用型機組可提供全年生活熱水，兩用機可配置燃氣熱水機組提供生活熱水。該方案最適合沒有市政熱網(wǎng)或電力緊張地區(qū)的大型建筑。

2.2.5方案五：蒸汽溴化鋰冷、溫水機組

本方案夏季由蒸汽溴化鋰冷、溫水機組為空調(diào)系統(tǒng)提供冷源，冬季及過渡季由蒸汽溴化鋰冷、溫水機組為空調(diào)系統(tǒng)提供熱源，同時三用型機組可提供全年生活熱水。該方案最適合附近存在市政蒸汽管網(wǎng)且蒸汽價格低廉或電力緊張地區(qū)的大型建筑。

2.2.6方案六：地源熱泵

本方案冬季以地下土壤作為空調(diào)供熱低溫熱源，夏季則利用地下土壤作為熱匯，冬季取熱、夏季放熱，對地下土壤儲熱型利用。該方案適合占地面積較大，附近沒有市政熱網(wǎng)，且電力資源充足的建筑，可耦合冷卻塔、燃氣鍋爐，平衡地源側(cè)取、放熱量，屬于可再生能源利用，具有示范作用。

2.3 各方案經(jīng)濟分析

2.3.1 經(jīng)濟分析構(gòu)成

本經(jīng)濟分析均以單位面積經(jīng)濟指標為評價依據(jù)，以下所有經(jīng)濟指標均為單位面積經(jīng)濟指標。本項目供冷、供熱方案經(jīng)濟分析數(shù)據(jù)主要有：

1）Ci —— 初投資，元/m2，主要包括：能源增容費用；站房主機初投資；站房其他附屬設(shè)備及管道初投資；設(shè)備配電設(shè)施費；

2）Cc —— 年運行能源費用，元/m2，主要包括：電費；燃氣費；熱力費。

3）LCC —— 壽命周期成本，元/m2，計算公式如下：

式中，LCC——20年壽命周期成本，元/m2； Ci——站房初投資，元/m2；i —— 商業(yè)貸款利率，5年貸款利率為8%；Cc——年運行能源費，元/m2。

2.3.2 經(jīng)濟分析結(jié)果

根據(jù)以上數(shù)據(jù)及公式計算，各類型建筑的經(jīng)濟數(shù)據(jù)計算結(jié)果如下。

⑴電制冷+市政熱網(wǎng)（蒸汽）：初投資139.50元/m2，年能源費21.40元/m2，LCC632.94元/m2，年均LCC成本31.65元/m2*年，年均LCC比較100%；

⑵電制冷+市政熱網(wǎng)（熱水）：初投資140.10元/m2，年能源費15.82元/m2，LCC522.16元/m2，年均LCC成本26.11元/m2*年，年均LCC比較82.50%；

⑶電制冷+燃氣熱水機組“：初投資119.07元/m2，年能源費34.99元/m2，LCC874.74元/m2，年均LCC成本43.74元/m2*年，年均LCC比較138.20%；

⑷燃氣直燃冷、溫水機組：計算所得，年均LCC比較162.81%；

⑸蒸汽溴化鋰冷、溫水機組：計算所得，年均LCC比較128.60%；

⑹垂直埋管地源熱泵：計算所得，年均LCC比較116.79%；

根據(jù)上述計算結(jié)果，各冷、熱源方案中電制冷+市政熱網(wǎng)（熱水）方案的經(jīng)濟性最優(yōu)，電制冷+市政熱網(wǎng)（蒸汽）方案經(jīng)濟性次之。由于當?shù)氐娜細鈨r格較高，導(dǎo)致所有采用燃氣的冷、熱源方案運行費用過高。因此公共建筑空調(diào)冷熱、源系統(tǒng)推薦采用電制冷+市政熱網(wǎng)（熱水）方案或電制冷+市政熱網(wǎng)（蒸汽）方案。