中央空調(diào)設(shè)計方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

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某娛樂中心冷凍站設(shè)計方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 

對某給定工程冷凍站，擬定三種設(shè)計方案，分別采用水冷式水機(jī)組、風(fēng)冷熱泵式冷熱水機(jī)組及溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組，從初投資、運(yùn)行費(fèi)、折舊費(fèi)、控制、操作、噪聲、振動、運(yùn)行、管理等方面進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，并從中選擇一種付諸實施。前言 

在空調(diào)技術(shù)快速發(fā)展的今天，工程設(shè)計中究竟選用哪一種冷（熱）水機(jī)組？其經(jīng)濟(jì)性能、技術(shù)性能如何？本文以某工程為例，詳細(xì)比較了水冷螺桿式冷水機(jī)組、風(fēng)冷熱泵螺桿式冷熱水機(jī)組、直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能，希望對工程設(shè)計中合理選擇冷（熱）水機(jī)組有所幫助。

工程概況及方案考慮

該娛樂中心為一座3層建筑，局部4層，建筑面積共5620m²。1層為冷凍站、廚房、中西餐廳、美容中心、浴室（內(nèi)設(shè)冷、溫、熱水沖浪浴池，淋浴等）及客房（內(nèi)設(shè)桑拿浴或按摩浴缸）。2層部分為KTV包房，其余為客房。3、4層全部為客房。2、3、4層客房均有浴缸等衛(wèi)生設(shè)施。

娛樂中心設(shè)有風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)和集中供衛(wèi)生熱水系統(tǒng)。本冷凍站即負(fù)擔(dān)空調(diào)系統(tǒng)冷、熱量供應(yīng)和衛(wèi)生熱水系統(tǒng)熱量供應(yīng)。系統(tǒng)冷熱負(fù)荷見表1。

冷熱負(fù)荷 表1

空調(diào)系統(tǒng) 

衛(wèi)生熱水系統(tǒng) 

夏季（冷負(fù)荷）

冬季（熱負(fù)荷）

夏季（冷負(fù)荷）

冬季（熱負(fù)荷）

負(fù)荷/KW  

747

632

471

816

水溫/℃   

7/12

60/55

65/40

65/40

本工程考慮三個方案。
方案1 選用2臺水冷螺桿式冷水機(jī)組，設(shè)計工況產(chǎn)冷量分別為490KW和324KW，合計814KW，夏季供空調(diào)系統(tǒng)冷量；選用一臺燃油熱水器，設(shè)計工況產(chǎn)熱量1454KW，夏季供衛(wèi)生熱水系統(tǒng)熱量，冬季供空調(diào)系統(tǒng)熱量和衛(wèi)生熱水系統(tǒng)熱量。
方案2 選用一臺直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組，設(shè)計工況產(chǎn)冷量805KW，產(chǎn)熱量678KW，夏季供空調(diào)系統(tǒng)冷量，冬季供空調(diào)系統(tǒng)熱量；選用一臺燃油熱水器，設(shè)計工況產(chǎn)熱量827KW，夏季、冬季供衛(wèi)生熱水系統(tǒng)熱量。
方案 3 選用2臺風(fēng)冷螺桿式冷熱水機(jī)組，設(shè)計工況產(chǎn)冷量380KW，合計760KW；產(chǎn)熱量304KW，合計608KW，夏季供空調(diào)系統(tǒng)冷量，冬季供空調(diào)系統(tǒng)熱量；選用1臺燃油熱水器，設(shè)計工況產(chǎn)熱量為872KW，夏季、冬季供衛(wèi)生熱水系統(tǒng)熱量。
各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性 各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較（見表2）
因各方案燃油供應(yīng)系統(tǒng)、衛(wèi)生熱水供應(yīng)系統(tǒng)（除燃油熱水器）均相同，故不進(jìn)行比較。方案1、2、3供冷供熱量均按表1（方案3冬季空調(diào)系統(tǒng)供熱量為608KW）。

各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 由表2可以看出： 初投資
方案1最低，方案2次之，方案3最高。
方案2中直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組燃料供應(yīng)系統(tǒng)與燃油熱水器共用，故不需再增加此項投資。 

運(yùn)行費(fèi)
夏季：方案1最低，方案2次之，方案3最高；
冬季：方案2最低，方案1次之，方案3最高。

折舊費(fèi)
方案1最低，方案2次之，方案2最高。

表2 各方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性

                                     項 目

方案1

方案2           

方案3

設(shè)計工況產(chǎn)冷量（夏）/KW                           

814

814

760

水溫/℃

7/12

7/12

7/12

設(shè)計工況產(chǎn)熱量（冬）KW

1454

678

872

608

872

水溫 /℃

65/57

60/55.8

65/40

45/40

65/40

機(jī)房面積/m2

198

184.5

144

耗電量/KW          

設(shè)備容量

279

87.7

294.4

  運(yùn)行容量(夏)

236.5

87.7

289.8

運(yùn)行容量(冬)

19.1

27.5

240.2

最大小時耗油量/kg/h

(夏)

42.3

99.5

42.3

(冬)

130

124.7

73.4

初投資/元              

土建費(fèi)^①

237600

221400

172 800

設(shè)備費(fèi)^②

710 737

1425945

1 814 896

安裝費(fèi)

58 276

48896

26 210

電力增容費(fèi)/元

供配電貼費(fèi) ^③

139500

43830

147150

電源建設(shè)資金

310000

97400

327000

其 它

31000

9740

32700

合 計

1487113

1847211

2520756

運(yùn)行費(fèi)^④/元/h          

(夏)

246.8

271.7

282.0

(冬)

292.1

286.2

316.1

折舊費(fèi)^⑤/元/a

52 537

158 607

120 415

負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍   

(夏)

15%～100%

20%～100%

15％～100％

無級調(diào)節(jié)

無級調(diào)節(jié)

無級調(diào)節(jié)

(冬)

30%～100%

30%～100%

30%～100%

無級調(diào)節(jié)

無級調(diào)節(jié)

無級調(diào)節(jié)

控制操作

自動保護(hù),自動控制,手動調(diào)節(jié),操作簡單 

電腦自動控制，自動保護(hù),負(fù)荷自動調(diào)節(jié),操作簡單,( 鍵開機(jī)，鍵關(guān)機(jī)）

電腦自動控制，自動保護(hù),負(fù)荷自動調(diào)節(jié),操作簡單,( 鍵開機(jī)，鍵關(guān)機(jī)）

耗電量 

方案2最低，方案1次之，方案3最高。

耗電量增大，不僅電力增容費(fèi)增加，自備電源的容量和費(fèi)用也隨之增加，因些該項投資亦很可觀。對于中、西部等電力供應(yīng)比較緊張的地區(qū)，高檔娛樂、休閑中心必須考慮自備電源。方案2自備120KW柴油發(fā)電機(jī)組，夏季停電時，即可保證空調(diào)系統(tǒng)和小功率電器運(yùn)行。而方案1和方案3則分別需270KW和330KW，甚至方案1、3因需太大的自備電源而無法辦到。

噪聲和振動 

方案1噪聲和振動都較大，因冷水機(jī)組設(shè)在大樓內(nèi)，噪聲和振動若處理不好將影響大樓的室內(nèi)環(huán)境。
方案2噪聲和振動都很小，不會影響大樓室內(nèi)環(huán)境。
方案3噪聲和振動較小，但冷熱水機(jī)組設(shè)在屋頂上，需采取減振措施。

運(yùn)行可靠性 

方案1設(shè)備故障率較低，且2臺設(shè)備可互相備用，運(yùn)行可靠性高。
方案2為單臺設(shè)備，備用性差。但溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組本身轉(zhuǎn)動部件少，設(shè)備故障率低，運(yùn)行可靠性高。國產(chǎn)溴化鋰吸收式制冷機(jī)一般7～15d抽一次真空，抽真空不影響機(jī)組運(yùn)行。對機(jī)組的清洗和維護(hù)可在春秋季節(jié)停機(jī)時進(jìn)行。
方案3設(shè)備故障率低，且2臺設(shè)備可互相備用，運(yùn)行可靠性高。

機(jī)房面積
方案1設(shè)備外形最小，但選2臺設(shè)備，機(jī)房面積最大。
方案2為單臺設(shè)備，雖然設(shè)備龐大，但機(jī)房面積并不太大。
方案3雖然所選設(shè)備龐大，并為2臺，但因冷熱水機(jī)組置于屋頂上，不占機(jī)房面積，因而方案3機(jī)房面積最小。 

結(jié)論 

方案1選擇國產(chǎn)水冷螺桿式冷水機(jī)組，價格便宜，體積小，技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠，使用壽命長。但噪聲大、振動大、耗電量大。雖然制冷量調(diào)節(jié)方便，但耗電量減少不大，大、中型機(jī)房需不同冷量機(jī)組搭配使用。若采用半封閉壓縮機(jī)或進(jìn)口壓縮機(jī)，噪聲、振動可減小，但價格卻高得多。

方案2溴化鋰吸收式冷（熱）水機(jī)組，耗電量很少，轉(zhuǎn)動部件少，故障率低，運(yùn)行可靠，噪聲小，振動小，制冷量調(diào)節(jié)方便，中小型機(jī)房可單臺使用。機(jī)組以LiBr水溶液為工質(zhì)，對大氣環(huán)境污染較少。壽命比螺桿式機(jī)組短。冷卻水耗量比螺桿式機(jī)組大。

目前，國內(nèi)風(fēng)冷熱泵螺桿式冷（熱）水機(jī)組壓縮機(jī)多為進(jìn)口，且為多臺壓縮機(jī)組合。運(yùn)行可靠，操作管理方便，制冷量調(diào)節(jié)方便，噪聲振動較小，無需冷卻水系統(tǒng)。可放置在屋頂或室外地坪上，減少機(jī)房面積，甚至可以不要機(jī)房，這一點對于商業(yè)性建筑非常有利。但機(jī)組價格高，耗電量大。冬季供熱受室外氣溫影響較大。室外氣溫降低，機(jī)組制熱量減少，效率降低。當(dāng)空氣換熱器表面溫度低于0℃時，表面將結(jié)霜，機(jī)組需定期進(jìn)行除霜，既耗能，又影響供熱。供熱水溫度較低，不超過50℃，影響末端空調(diào)設(shè)備換熱效率。

任何一種冷凍站方案都不能盡善盡美。工程中要因地制宜，既要考慮冷凍站的初投資、運(yùn)行費(fèi)等經(jīng)濟(jì)性能，也要考慮冷凍站的噪聲、振動、運(yùn)行、操作、維護(hù)管理等技術(shù)性能，與工程整體及周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；既要考慮當(dāng)前投資效益，也要考慮長遠(yuǎn)利益，合理選擇冷凍站方案。

經(jīng)綜合考慮本工程擬選用方案2。

注：
①土建造價按1200元/m²計。
②設(shè)備費(fèi)僅包括流程圖中出現(xiàn)的設(shè)備（含燃油熱水器）。設(shè)備費(fèi)為設(shè)備單價加8%運(yùn)雜費(fèi)、安裝調(diào)試費(fèi)。
③電力增容費(fèi)功率因數(shù)按90%計，供配電貼費(fèi)450元/（KVA），電源建設(shè)資金1000元/（KVA），其它100元/（KVA）。電源建設(shè)資金兌現(xiàn)電量3a后開始還本付息，分10a等額還清。
④0^#柴油價2150元/t。動力電價0.659元/KWh（娛樂中心）。
⑤折舊年限房屋按30a計，直燃型溴化鋰吸收式。