杭州某園區(qū)樓宇集中空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析

蔣文，楊鵬

（1.華電電力科學(xué)研究院，浙江杭州310030；2.杭州華電能源工程有限公司，浙江杭州310030）

杭州某園區(qū)樓宇集中空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析

蔣文1，2，楊鵬1，2

（1.華電電力科學(xué)研究院，浙江杭州310030；2.杭州華電能源工程有限公司，浙江杭州310030）

以杭州地區(qū)某園區(qū)樓宇集中空調(diào)系統(tǒng)為研究對(duì)象，介紹了具有冷熱源模式的集中空調(diào)系統(tǒng)的工作原理，將該模式的集中空調(diào)系統(tǒng)與常規(guī)分散式空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對(duì)比，可以得出以下結(jié)論：采用集中式空調(diào)系統(tǒng)能夠很好地控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)末端空氣性能參數(shù)，使其保持在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)；集中空調(diào)系統(tǒng)夏季月份可節(jié)約電費(fèi)29萬(wàn)元，冬季月份可節(jié)約電費(fèi)13.2萬(wàn)元。

集中空調(diào)系統(tǒng)；分散式空調(diào)系統(tǒng)；經(jīng)濟(jì)性

0 引言

集中式空調(diào)系統(tǒng)又稱中央空調(diào)系統(tǒng)，系統(tǒng)一般包括冷水機(jī)組、熱泵、冷熱水循環(huán)系統(tǒng)以及末端空氣處理設(shè)備，所有空氣處理設(shè)備都可以集中在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)，便于集中管理和集中調(diào)節(jié)控制室內(nèi)溫度。因此，在現(xiàn)代化城市建筑中集中空調(diào)系統(tǒng)備受青睞，采用集中空調(diào)系統(tǒng)的建筑約占90%以上[1-2]。暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅關(guān)系到建筑室內(nèi)環(huán)境參數(shù)能否滿足使用要求，而且直接關(guān)系到建筑工程投資、運(yùn)行能耗、系統(tǒng)安全可靠性[3-9]。

杭州某園區(qū)內(nèi)樓宇的集中空調(diào)系統(tǒng)采用冰蓄冷系統(tǒng)及電鍋爐蓄熱罐系統(tǒng)來(lái)供冷供熱。在電力負(fù)荷很低的夜間用電低谷期，夏季采用制冷機(jī)制冷，用冰蓄冷系統(tǒng)將冷量?jī)?chǔ)存起來(lái)，冬季采用電鍋爐蓄熱罐將熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)；在電力負(fù)荷較高的白天用電高峰期，則把儲(chǔ)存的冷量或者熱量釋放出來(lái)。這樣不僅減少了煤炭消耗，以及二氧化碳、二氧化硫及氮氧化物等污染物排放，又能對(duì)電網(wǎng)起到削峰填谷作用，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排、利國(guó)利民。下面以該園區(qū)內(nèi)樓宇的集中空調(diào)系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)其設(shè)計(jì)工作原理和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。

1 系統(tǒng)概述

1.1 負(fù)荷概述

整個(gè)園區(qū)內(nèi)供能范圍包括2幢專業(yè)辦公樓。根據(jù)公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，空調(diào)供暖負(fù)荷指標(biāo)為60W/m2，冷指標(biāo)取為120W/m2，整個(gè)工程夏季空調(diào)設(shè)計(jì)日供冷負(fù)荷約為1820kW，冬季空調(diào)設(shè)計(jì)日供熱負(fù)荷約為883kW。

1.2 冰蓄冷系統(tǒng)

冰蓄冷系統(tǒng)采用制冷主機(jī)上游串聯(lián)雙循環(huán)回路流程、分量蓄冰模式。系統(tǒng)配置兩臺(tái)螺桿式雙工況主機(jī)，該主機(jī)有空調(diào)工況和制冰工況兩種運(yùn)行模式，可在夜間用電低谷期制冰，并可在白天冰量不足時(shí)運(yùn)行空調(diào)工況提供冷量。夜間雙工況主機(jī)全力制冰，制冰量2000R TH，設(shè)計(jì)日或負(fù)荷較大時(shí)由兩臺(tái)制冰主機(jī)與融冰聯(lián)合供冷為末端提供冷量；部分負(fù)荷及過渡季時(shí)，通過優(yōu)化控制，采用一臺(tái)主機(jī)與融冰聯(lián)合供冷或融冰單供冷模式為末端提供冷量，以節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。如果有夜班加班需供冷，系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)夜間制冰兼供冷的工況。低溫冷源與末端系統(tǒng)采用板式換熱器隔開，換熱器乙二醇側(cè)設(shè)計(jì)供回水溫度3.5℃/11℃；冷凍水側(cè)設(shè)計(jì)供回水溫度5℃/12℃。采用冰蓄冷系統(tǒng)前后辦公樓全日用電情況對(duì)比如圖1所示。

圖1 采用冰蓄冷系統(tǒng)前后全日用電情況對(duì)比

1.3 蓄熱系統(tǒng)

蓄熱系統(tǒng)采用電熱水機(jī)組下游串聯(lián)游程，分量蓄熱模式。系統(tǒng)配置的電熱水機(jī)組在夜間低谷期間蓄熱，白天由蓄熱罐供熱，當(dāng)負(fù)荷高峰期時(shí)，電鍋爐與蓄熱聯(lián)合供熱。蓄熱泵變頻控制，系統(tǒng)蓄熱至80℃，用熱至50℃。高溫?zé)嵩磁c末端系統(tǒng)采用板式換熱器隔開，板式換熱器一次側(cè)供回水溫度80℃/50℃，二次側(cè)供回水溫度55℃/45℃。

1.4 末端系統(tǒng)

大開間辦公區(qū)域采用單風(fēng)道變風(fēng)量低溫送風(fēng)系統(tǒng)，低溫送風(fēng)系統(tǒng)可以將從集中空氣處理機(jī)組送出的溫度較低一次風(fēng)，經(jīng)過高誘導(dǎo)比的末端送風(fēng)裝置送入房間。辦公室和會(huì)議室采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，在該末端系統(tǒng)中，室外空氣在新風(fēng)處理機(jī)組里面僅被處理到室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)等焓的機(jī)器露點(diǎn)，新風(fēng)進(jìn)入到房間內(nèi)后，由風(fēng)機(jī)盤管不斷循環(huán)房間內(nèi)空氣，使之通過風(fēng)機(jī)盤管而被冷卻或加熱，以保持房間內(nèi)的溫度和濕度要求，風(fēng)機(jī)盤管內(nèi)的循環(huán)水由集中冷源和熱源供應(yīng)。室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 辦公大樓室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

2 運(yùn)行參數(shù)及經(jīng)濟(jì)性分析

取杭州地區(qū)某年典型夏季月份（6月-8月）和冬季月份（12月-次年2月），在時(shí)間點(diǎn)9:00、12:00、16:00分別對(duì)室外環(huán)境溫度、辦公室內(nèi)空氣溫度、集中空調(diào)系統(tǒng)供回水溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算出各參數(shù)的月平均值，主要運(yùn)行參數(shù)見表2和表3。

表2 夏季（6月-8月）集中空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)

表3 冬季（12月-次年2月）集中空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)

表4 典型工況日下集中空調(diào)系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)對(duì)比

同時(shí)根據(jù)杭州地區(qū)分時(shí)電價(jià)，即將一個(gè)典型工況日分為峰電階段（8:00-11:00，18:00-23:00）、平電階段（7:00-8:00，11:00-18:00）、谷電階段（23:00-7:00）三個(gè)階段來(lái)計(jì)量電價(jià)，調(diào)取集中空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷，統(tǒng)計(jì)計(jì)算出集中空調(diào)系統(tǒng)分別在典型夏季月份和冬季月份內(nèi)的平均能耗和平均運(yùn)行費(fèi)用，將其與常規(guī)分散式空調(diào)平均能耗和平均運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比，見表4。

從表2和表3可以看出，在杭州地區(qū)某個(gè)典型夏季月份和冬季月份，雖然室外環(huán)境溫度變化比較大，但是辦公室內(nèi)空氣溫度分別在25℃和20℃左右波動(dòng)，并且波動(dòng)的幅度很小，而且均在夏季設(shè)計(jì)值24-26℃和冬季設(shè)計(jì)值19-21℃范圍內(nèi)。由此可見，集中式空調(diào)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)控制調(diào)節(jié)運(yùn)行，使其末端空氣性能參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)值，并且波動(dòng)幅度很小。

從表4可以看出，在滿足園區(qū)樓宇冷熱負(fù)荷的前提條件下，集中式空調(diào)系統(tǒng)在夏季月份和冬季月份的能耗均高于常規(guī)分散式空調(diào)系統(tǒng)；但集中式空調(diào)系統(tǒng)可以通過冷熱源儲(chǔ)存能量，將用電高峰期間的能耗轉(zhuǎn)移到用電低谷期間，利用峰谷電電價(jià)差值，可以節(jié)省運(yùn)行電費(fèi)，其中夏季月份節(jié)約電費(fèi)0.3326元/(kW·h)，冬季節(jié)約電費(fèi)0.3121元/(kW·h)。按照每周5個(gè)工作日、每日運(yùn)行8h計(jì)算，則夏季月份（6月-8月）可節(jié)約電費(fèi)29萬(wàn)元，冬季月份（12月-次年2月）可節(jié)約電費(fèi)13.2萬(wàn)元。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）采用集中式空調(diào)系統(tǒng)能夠很好地控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)末端空氣性能參數(shù)，使其保持在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)，并且波動(dòng)幅度很小。

（2）對(duì)比于常規(guī)分散式空調(diào)系統(tǒng)，集中式空調(diào)系統(tǒng)雖然能耗要高一些，但其能夠很好地將用電高峰期的能耗轉(zhuǎn)移到用電低谷期，從而節(jié)約運(yùn)行電費(fèi)。經(jīng)過核算，夏季月份可節(jié)約電費(fèi)29萬(wàn)元，冬季月份可節(jié)約電費(fèi)13.2萬(wàn)元。

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Economic Analysis of the Central Air Condition System for Buildings in a Park at Hangzhou

JIANG Wen1，2，YANG Peng1，2
（1.Huadian Electric Power Research Institute，Hangzhou 310030，China；2.Hangzhou Huadian Energy Engineering Institute，Hangzhou 310030，China）

This article has m ade a research on centralair condition system ofa park，the operating principle ofthe system with cold/heatsource also has been introduced.The econom ic was analysed between the centralaircondition system and the distributed system.The resultshowed that：the centralair condition system can effectively controlthe perform ance param eters of the air in the house within the scope of the design value;m eanwhile，the operation cost of the central air condition system can save 0.29 m illion yuan in the sum m erseason，and 0.132 m illion yuan in the winterseason respectively.

the central air condition system；the distributed air condition system；econom ic

TU 831

B

2095-3429（2017）02-0078-03

2017-03-16

修回日期:2017-04-10

蔣文（1986-），男，碩士研究生，工程師，研究方向：火力發(fā)電廠節(jié)能與環(huán)保領(lǐng)域技術(shù)。

D O I:10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.02.018