固定登機橋空調(diào)系統(tǒng)形式經(jīng)濟性分析

夏琳

（華東建筑設計研究總院，上海 200002）

0 引言

航站樓建筑固定登機橋空調(diào)系統(tǒng)主要有三種形式：多聯(lián)機系統(tǒng)、集中冷熱源+風機盤管系統(tǒng)、直膨式屋頂空調(diào)系統(tǒng)。在實際工程中，直膨式屋頂空調(diào)系統(tǒng)形式主要隨成品登機橋自帶，且應用較少，故不在本文討論的范圍之內(nèi)。

1 固定登機橋空調(diào)系統(tǒng)形式與技術(shù)對比

1.1 多聯(lián)機系統(tǒng)

固定登機橋采用多聯(lián)機系統(tǒng)的主要優(yōu)點在于系統(tǒng)獨立與航站樓空調(diào)主系統(tǒng)，且其管線設置宜與建筑室內(nèi)空間結(jié)合。通常情況下，多聯(lián)機系統(tǒng)室外機設置在固定登機橋固定端旁的室外地坪，冷媒管線通過固定端進入固定登機橋的吊頂內(nèi)，與室內(nèi)機進行連接（圖2）。

圖1 多聯(lián)機系統(tǒng)外機與管線設置示意圖

1.2 集中冷熱源+風機盤管系統(tǒng)

固定登機橋采用集中冷熱源+風機盤管系統(tǒng)的主要優(yōu)點在于系統(tǒng)可與航站樓空調(diào)主系統(tǒng)共用冷熱源，系統(tǒng)造價較低。通常情況下，空調(diào)冷熱水管從航站樓內(nèi)接至固定登機橋的吊頂內(nèi)，與風機盤管進行連接。該系統(tǒng)形式的應用需充分考慮空調(diào)冷熱水管從航站樓接入固定登機橋的吊頂?shù)姆绞健?/p>

1.3 技術(shù)比較

登機橋采用多聯(lián)機系統(tǒng)由于冷媒管較小，易于隱藏，在管線布置、與建筑空間要求的匹配度方面較優(yōu)，同時調(diào)試難度也較低，而集中冷熱源+風機盤管系統(tǒng)的運行工作維護量相對較少。

根據(jù)調(diào)研，我國各主要航站樓固定登機橋空調(diào)系統(tǒng)采用多聯(lián)機系統(tǒng)的航站樓有：重慶T3、青島新機場、廣州T2、天津T2、南昌T2、沈陽T3、武漢T3等；采用集中冷熱源+風機盤管系統(tǒng)的航站樓有：南寧機場、深圳T3、北京T3等。

2 初投資比較

以上海浦東機場三期擴建工程南衛(wèi)星廳項目為例，該項目中40m長的固定登機橋（雙橋、東西朝向），計算總空調(diào)冷負荷為94kW，總空調(diào)熱負荷36kW。

2.1 多聯(lián)機系統(tǒng)初投資

依據(jù)負荷參數(shù)，該固定登機橋多聯(lián)機系統(tǒng)的配置與初投資如下表所列：

表1 多聯(lián)機系統(tǒng)配置與初投資

2.2 集中冷熱源+風機盤管系統(tǒng)初投資

集中冷熱源+風機盤管系統(tǒng)的初投資分為三大部分：能源中心與總體管線側(cè)初投資、熱力交換站設備及后續(xù)管線投資、橋內(nèi)設備管線。

2.2.1 能源中心與總體管線側(cè)初投資

依據(jù)負荷參數(shù)，系統(tǒng)對應的能源中心與總體管線側(cè)初投資見表2。

考慮能源中心所承擔的所有固定登機橋的同時使用系數(shù)為0.7，得對應折合初投資為19.67*0.7=13.769萬元。

2.2.2 熱力交換站設備側(cè)初投資

1）用戶側(cè)冷水泵：單位流量造價（含水泵變頻器及控制設備）為400元/（m3/h），雙橋空調(diào)冷負荷94kW對應流量為11.1m3/h，則用戶側(cè)冷水泵投資為400*11.1/10000=0.444萬元。

2）汽水板式換熱器：單價換熱量造價為30元/kW，雙橋空調(diào)熱負荷36kW，則汽水板式換熱器投資為36*30/10000=0.108萬元。

3）用戶側(cè)熱水泵：單位流量造價（含水泵變頻器及控制設備）為400元/（m3/h），雙橋空調(diào)熱負荷36kW對應流量為3.4m3/h，則用戶側(cè)冷水泵投資為400*3.4/10000=0.136萬元。

4）考慮熱力交換站所承擔的所有固定登機橋的同時使用系數(shù)為0.7，熱力交換站設備初投資共計：（0.444+0.108+0.136）*0.7=0.482萬元。

表2 系統(tǒng)對應的能源中心與總體管線側(cè)初投資

2.2.3 橋內(nèi)設備管線初投資

表3 系統(tǒng)對應的橋內(nèi)設備管線初投資

2.2.4 匯總

集中冷熱源+風機盤管系統(tǒng)形式下，該登機橋內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)對應的初投資為：13.769+0.482+10.656=24.907萬元

3 運行費用比較

同樣以上述固定登機橋為例，計算采用多聯(lián)機系統(tǒng)與集中冷熱源+風機盤管系統(tǒng)二種形式下的年運行費用。

3.1 計算前提條件

1）空調(diào)開啟時間供冷5月1日-10月31日，供熱時間11月15日-3月15日，考慮到衛(wèi)星廳有國際功能和中轉(zhuǎn)功能，所以考慮全日開啟。

2）經(jīng)計算，登機橋全年累計空調(diào)冷負荷為115141kWh，累計空調(diào)熱負荷為59831kWh，全年逐時空調(diào)冷負荷與熱負荷（圖3）。

3）能源價格

浦東機場地區(qū)夏季35kV：

高峰時段（8：00-11：00；13：00-15：00；18：00-21：00）：1.172元/kWh

圖2 固定登機橋全年逐時空調(diào)冷熱負荷

平峰時段（7：00-8：00；11：00-13：00；15：00-18：00；21：00-23：00）：0.719元/kWh

低谷時段（23：00-7：00）：0.279元/kWh

浦東機場地區(qū)非夏季35kV：

高峰時段（8：00-11：00；18：00-21：00）：1.137元/kWh

平峰時段（6：00-8：00；11：00-18：00；21：00-22：00）：0.684元/kWh

低谷時段（22：00-6：00）：0.344元/kWh

天燃氣價格：3.72元/m3

3.2 多聯(lián)機系統(tǒng)運行費用

經(jīng)逐時計算，采用多聯(lián)機系統(tǒng)方式下，該登機橋全年空調(diào)系統(tǒng)運行電費如下表所示：

供冷工況：全年耗電量26209（kWh），對應全年電費21414（元）

供熱工況：全年耗電量27100（kWh），對應全年電費18907（元）

合計：全年耗電量56103（kWh），對應全年電費40321（元）

3.3 集中冷熱源+風機盤管系統(tǒng)運行費用

3.3.1 單位供冷量運行費用

1）能源中心側(cè)單位供冷量運行費用

以浦東機場2#能源中心2013年供冷系統(tǒng)用能水平為基準，作為單位供冷量運行費用計算依據(jù)。2#能源中心2013年供冷期總供冷量為24328584RTh，分時用電量與電費情況見表4。

表4 2#能源中心2013年分時用電量與電費情況

據(jù)此推算，2#能源中心側(cè)折合單位冷量電費約為：11050039/（24328584*3.517）=0.129元/kWh（冷量）

2）用戶側(cè)單位供冷量輸送運行費用

衛(wèi)星廳內(nèi)最遠登機橋距離為900m，取平均值450m，水泵輸送揚程估算為35mH2O，水泵效率取0.8，輸送溫差 為8℃，1kW冷 量 對 應 水 流 量=（Q/（4.18*△t））*3.6[1]=（1/（4.18*8））*3.6=0.1077m3/h，輸送1kW冷量對應水泵功率=35*0.1077/（0.367*0.8*1000）=0.0128kW，則 輸 送1kWh冷量對應的水泵電耗為0.0128kW，按高峰期與平段期加權(quán)平均電價為0.946元/kWh（電量）計算，得樓內(nèi)輸送單位冷量電費約為：0.0128*0.946=0.012元/kWh（冷量）

3）單位供冷量運行費用=0.129+0.012=0.141元/kWh（冷量）。

3.3.2 單位供熱量運行費用

1）能源中心側(cè)單位供熱量運行費用

以浦東機場2#能源中心2013年供熱系統(tǒng)用能水平為基準，作為單位供熱量運行費用計算依據(jù)。2#能源中心2013年總產(chǎn)出蒸汽33102t（21582MWh），天然氣總耗量2143593m3，電總耗量183594.3kWh，折合單位熱量天然氣耗量=2143593/（21582*1000）=0.1m3/kWh（熱量），單位熱量耗電量=183594.3/（21582*1000）=0.0085kWh（電量）/kWh（熱量）。

天燃氣費用：3.72元/m3

非夏季35kV高峰期與平段期加權(quán)平均電價為0.854元/kWh（電量），則能源中心側(cè)單位制熱量費用=3.72*0.1+0.854*0.0085=0.379元/kWh（熱量）

2）用戶側(cè)單位供熱量輸送運行費用

航站樓內(nèi)最遠登機橋距離為900m，取平均值450m，水泵輸送揚程估算為25mH2O，水泵效率取0.7，輸送溫差 為10℃，1kW熱 量 對 應 水 流 量=（Q/（4.18*△t））*3.6[1]=（1/（4.18*10））*3.6=0.0861m3/h，輸送1kW熱量對應水泵功率=25*0.0861/（0.367*0.7*1000）=0.0084kW，則 輸 送1kWh熱量對應的水泵電耗為0.0084kW，按高峰期與平段期加權(quán)平均電價為0.854元/kWh（電量）計算，得樓內(nèi)輸送單位熱量電費約為：0.0084*0.854=0.0072元/kWh（熱量）。

3）單位供熱量運行費用=0.379+0.0072=0.386元/kWh（熱量）。

3.3.3 匯總

該固定登機橋采用集中冷熱源+風機盤管系統(tǒng)方案下年運行費用如見表5。

表5 年運行費用

4 結(jié)語

1）固定登機橋內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)形式常采用多聯(lián)機系統(tǒng)或集中冷熱源+風機盤管系統(tǒng)，二類系統(tǒng)各有優(yōu)缺點，但從管線布置與登機橋內(nèi)空間要求匹配度的角度出發(fā)，多聯(lián)機系統(tǒng)形式更加適合，但應充分考慮北方地區(qū)多聯(lián)機系統(tǒng)冬季供暖效果問題。

2）通過經(jīng)濟性分析，固定登機橋內(nèi)采用集中冷熱源+風機盤管系統(tǒng)的初投資低于多聯(lián)機系統(tǒng)約17.2%，運行費用低約2.4%。