城市酒店中央空調(diào)方案的比較分析

狄春紅

[摘要]近年來，冷水機(jī)組的效率不斷提高，同時大溫差、小流量的中央空調(diào)方案備受關(guān)注。文章以遼寧省某城市130000m2酒店中央空調(diào)為研究對象，分析比較8℃大溫差、5℃小溫差兩種方案，進(jìn)一步得出大溫差方案初投資、運(yùn)行能耗更低，適合該建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)的定位。

[關(guān)鍵詞]大溫差；小流量；初投資；運(yùn)行；節(jié)能

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.08.060

據(jù)統(tǒng)計，中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗約占建筑總能耗的60%左右，而對于冷水機(jī)組而言，效率在不斷提高，同時大溫差小流量的中央空調(diào)方案備受關(guān)注，節(jié)能效果比較明顯。本文以遼寧某城市酒店實際中央空調(diào)工程案例分析比較方案的可行性。

1工程概況

第一，該酒店建筑的空調(diào)面積為130000m2，冷負(fù)荷按128W/m2估算，所需要的總制冷量為16640kW。

第二，室外計算參數(shù)。夏季：空調(diào)干球溫度30℃，空調(diào)濕球溫度25.5℃，室外風(fēng)速3.5m/s。冬季：空調(diào)干球溫度-18℃，采暖室外計算溫度-10℃，相對濕度63%，室外風(fēng)速3.5m/s。

第三，室內(nèi)設(shè)計參數(shù)。夏季設(shè)計溫度為24℃～26℃、冬季20℃～22℃，夏季相對濕度為50%～60%，冬季為≥40%，室內(nèi)噪聲為40dB～50dB。

2兩種方案概況

對于以冷水機(jī)組為冷源的中央空調(diào)系統(tǒng)，在空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源設(shè)置和空調(diào)系統(tǒng)選擇方面，通常有以下兩種方案：一種是小溫差大流量；另一種是大溫差小流量。其中小溫差大流量是溫差為5℃，即冷卻水側(cè)進(jìn)出水溫度為32℃、37℃，冷凍水側(cè)進(jìn)出水溫度為7℃、12℃。而大溫差小流量是提高兩側(cè)水的溫差到大于5℃，本工程溫差提高到8℃，即冷卻水側(cè)進(jìn)出水溫度為32℃、40℃，冷凍水側(cè)進(jìn)出水溫度為5℃、13℃。[1]

3運(yùn)行費(fèi)用比較

3.1小溫差與大溫差系統(tǒng)配置

3.1.1小溫差大流量系統(tǒng)配置

小溫差大流量系統(tǒng)（冷凍水側(cè)7℃～12℃，冷卻水側(cè)32℃～37℃）配置見表1。

3.1.2大溫差系統(tǒng)配置

大溫差小流量（冷凍水側(cè)5℃～13℃，冷卻水側(cè)32℃～40℃）系統(tǒng)配置見表2。

通過表1、表2可以看出，為滿足16640kW的制冷量兩套方案均選擇5臺3340kW的離心冷水機(jī)組，而對于冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻水塔方案二大溫差小流量的流量均小于方案一小溫差大流量，并且三者的功率也均小于方案一小溫差大流量。

3.2小溫差與大溫差系統(tǒng)能耗

對于遼寧等北方地區(qū)來說，全年中需要提供冷凍水的時間為每年五月至十月，共計六個月的時間。每個月（每天機(jī)組工作時間按10h計算）冷卻水塔、水泵及兩者的總能耗見表3、表4、表5，及圖1、圖2、圖3。

通過表3、表4、表5以及圖1、圖2、圖3可以看出，采用大溫差小流量方案后，冷卻水塔的年能耗從458113kWh降低到334647kWh，降低27%；水泵的年能耗從759780kWh降低到455873kWh，降低40%；以上兩項匯總，年冷水機(jī)組冷卻水塔和水泵的總能耗從1217893kWh降低到790520kWh，降低能耗427373kWh，降低35%，1kWh電費(fèi)按1.1元計算，約節(jié)約32萬元。

4系統(tǒng)初投資比較

4.1水系統(tǒng)管材及保溫材料[2]

大溫差小流量系統(tǒng)，由于流量的減少，在經(jīng)濟(jì)流速不變的前提下，相應(yīng)系統(tǒng)的管徑也相應(yīng)縮小，為了維持大溫差，保溫材料需要由35mm增加到40mm。表6列出了不同冷量下5℃小溫差與8℃大溫差的冷凍水管（在經(jīng)濟(jì)流速下）和保溫材料費(fèi)用對比表。

由表6和圖4可知；在不同的冷量下大溫差系統(tǒng)所節(jié)約的管路的費(fèi)用在22%～46%，平均節(jié)約費(fèi)用為30%。對于不同的項目，不同管徑的管道所占的比例各不相同，節(jié)省的費(fèi)用在25%～35%。[3]

4.2水泵

大溫差小流量系統(tǒng)可以選用流量、揚(yáng)程均較小的水泵、冷卻水塔，從而使得投資費(fèi)用減少。

當(dāng)采用5℃小溫差時水系統(tǒng)按每平方米所需材料價格約為50元計算，匹配型號NLG250/355-110/4；NLG250/400-132/4價格17.39萬元的水泵，型號CTA-375UFW價格18.75萬元的冷卻塔，其工況下的初投資造價約為686.14萬元；采用8℃大溫差變化的系統(tǒng)時按每平方米所需材料價格約為35元計算，匹配型號NL150/400-75/4；NLG200/400-75/4價格為10.57萬元的水泵，型號CTA-600UFW價格為13.75萬元的冷卻塔，其工況下的初投資造價約為479.32萬元。按節(jié)省初投資費(fèi)用的30%進(jìn)行比較，節(jié)約初投資206.82萬元左右。

4.3冷水機(jī)組

為滿足整個空調(diào)系統(tǒng)總制冷量16640kW需求，選用五臺950冷噸3340kW離心機(jī)總制冷量16700kW，可以滿足要求。然而，5℃小溫差機(jī)組價格750萬元，8℃大溫差機(jī)組價格768萬元，這樣機(jī)組投資費(fèi)用增加18萬元。這樣設(shè)備投資一共節(jié)省188.82萬元。

5結(jié)論

通過上述對比可知，大溫差年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省32萬元，10年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省320萬元?？紤]到該建筑的空調(diào)面積較大，選用集中制冷機(jī)組在運(yùn)行時即使個別用戶暫不使用中央空調(diào)也可以相互調(diào)劑。綜合該建筑的實際情況，以上的兩種空調(diào)冷源方案中，選用大溫差離心式大機(jī)組制冷作為空調(diào)冷源是較經(jīng)濟(jì)的。節(jié)省設(shè)備初投資188.82萬元、運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省32萬元/年，適合該建筑定位的選擇。該對比只適合本建筑，實際空調(diào)方案確定時還需根據(jù)各建筑的具體情況，綜合各方面的因素比較確定。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆志雄.空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能與水力平衡優(yōu)化設(shè)計的簡述[J].供熱制冷，2016（11）：62-64.

[2]李娟.哈爾濱某飯店空調(diào)水系統(tǒng)的節(jié)能改造[J].浙江建筑，2016（10）：58-60.

[3]郭成斌.空調(diào)水系統(tǒng)施工中存在的問題及解決方法[J].科技與企業(yè)，2014（7）：205.