The Research of Air Conditioning Cooling Source Equipped for a Project
曾娟 ZENG Juan
（上海寰球工程有限公司，上海 200032）
（China HuanQiu Contracting & Engineering （SH） Corp.，Ltd.，Shanghai 200032，China）
摘要：本文以某酒店项目为实例，利用商用能耗模拟软件，对全年负荷进行模拟以确定全年最大负荷，并提出三种冷源配置方案，通过从初投资、运行节能效果、静态回收期和运行寿命周期内投资三个方面进行分析对比，以确定最优方案。
Abstract: With a hotel project as an example, this paper uses energy consumption simulation software to simulate the maximum cooling load of the whole year, puts forward three kinds of cooling source equipped schemes, and compares the initial investment, running energy-saving effect, static recovery period and operation life cycle investment to determine the optimal scheme.
关键词：空调；冷源配置；酒店
Key words: air conditioning；cooling source equipped；hotel
中图分类号：TU831.3+7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）22-0202-02
0 引言
在大型项目中，空调设备的初投资、运行费用均较高，如何在最初方案设计时对两者之间进行平衡，选择出能够满足要求的最优方案一直是设计人员探讨的重点。本文以某酒店项目为例，提出一点设计中的心得体会。
1 项目概述及设计需求
1.1 项目概述
本项目为某大型综合体的一部分，单体建筑约为3万平米左右。项目所在地为西安市，根据 《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）[1]，属于寒冷B地区。
1.2 设计需求
本工程冷源方案须满足酒店夏季供冷要求。
依据《中国建筑热环境分析专用数据气象集》[2]（西安地区）典型气象年逐时参数，初步确定供冷月份为05月~09月（室外月平均干球温度≥20℃），供热月份为11月~02月（室外月平均干球温度≤8℃），过渡季月份为除供冷季和供暖季外的其它月份。
本项目考虑非连续供冷的日期作为空调运行费用计算的附加影响因素，本项目运行费用计算供冷周期按照125天进行考虑，供暖季计算运行天数为130天，过渡季计算运行天数为110天。
1.3 室内外设计参数
室内外设计参数参照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）[3]执行。
2 经济分析技术基础数据
电价参照西安市发改委峰谷商业电价（1~10kV）峰段￥1.10/kW·h，谷段￥0.40/kW·h，平段￥0.81/kW·h（申请价）；主要设备价格按照供应商与业主协议价；机房建设（土建造价）按1000元/m2计算。
3 负荷估算
3.1 空调冷负荷
由于本项目围护结构热工参数暂未确定，因此考虑采用《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）[1]中寒冷地区限值作为模拟条件。根据建筑方案初步资料，对本项目进行能耗模拟，统计空调最大总冷负荷结果为2678kW，面积指标为89W/m2。
3.2 冷机配置方案
根据初步空调计算结果，方案阶段冷机配置总容量设计为2650kW。有如下三种搭配方式，其中方案三为机组放大模式。
方案一：1050kW×2台+525kW×1台；方案二：875kW×3台；方案三：1050kW×3台。
4 冷源设备配置及技术经济比较
本项目对目前常用的定频螺杆冷水机组、变频螺杆式冷水机组、磁悬浮冷水机组进行技术经济比较。
采用制冷机组平均搭配时，冷冻水泵和冷却水泵均采用2用1备配置。采用制冷机组大小搭配时，两台大机组用循环水泵为2用1备，一台小机组用循环水泵配置为1用1备。
4.1 冷源设备配置
根据上述机房配置的基本原则，对不同方案制冷机房主要设备配置如表1。
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考虑到系统运行安全及运行的高效率，冷却塔按照放大20% 容量选择。
4.2 不同冷水机组性能比较
根据某设备厂家所提供的不同容量冷水机组的部分负荷下性能参数，如图1、图2所示。
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从图1、图2中可得以下结论。
①在满负荷工况时，该冷量范围段内，不同冷机的COP接近。
②在部分负荷时，尤其是在低负荷工况时，变频机组和磁悬浮变频机组较常规螺杆机组的效率高50-100%，而磁悬浮变频机组较变频机组的效率高约30%左右。而且不同容量制冷机组的部分负荷下的差异较大。
③不同容量磁悬浮变频机组在部分工况时的差别不大。
注：部分冷机最小负荷工况点不能达到满负荷工况的10%，表中数值为差值算法完善。
4.3 模拟计算结果及运行费用
基于不同冷机性能表和能耗模拟模型，进行模拟计算，并采用模拟结果和当地电价统计计算年运行费用，如表2所示。
从表2中可见，方案三采用磁悬浮机组时运行费用最低，方案一采用磁悬浮机组时次之，方案二采用定频机组时运行费用最高。
4.4 经济分析
由以上初投资及运行费用分析，汇总如表3。
5 结论和建议
通过对项目冷负荷的计算和对不同配置制冷机组的性能及其运行能耗的分析，可得出以下结论。
5.1 初投资方面
①三种方案中，采用变频机组时均较采用定频机组的初投资约高10-20%，而采用磁悬浮机组时较采用定频机组的初投资约高30%左右；②方案三超配机组总负荷容量时，初投资较仅按照总冷负荷配置机组时增加约20%以上。
5.2 运行节能效果方面
①方案三采用磁悬浮机组时年运行费用最低。②采用变频螺杆机组和变频磁悬浮机组的节能效果接近。
5.3 静态回收期和运行寿命周期内投资
①相对变频螺杆机组，采用磁悬浮机组时回收期比较长，均超过3年；②方案二和方案三回收期均较长，方案三磁悬浮回收周期最长，为5.3年。
综上所述，本项目中方案一中2台1050kW变频螺杆式水冷冷水机组+1台525kW变频螺杆式水冷冷水机组为最优冷源配置方案。
参考文献：
[1]GB 50189-2015，公共建筑节能设计标准[S].
[2]中国建筑热环境分析专用数据气象集[M].
[3]GB50736-2012，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S]. |
