淺析河北張家口地區空調設計方案選擇和比較

秦軍如

0 引言

塞外古城張家口市像一顆璀璨的明珠鑲嵌在河北的北端。張家口市地處京、冀、晉、蒙四省(區、市)交界處,地理位置得天獨厚。近年來張家口的城市建設得到長足發展,獨特的區位優勢、優越的投資環境招致很多房地產開發商的光臨惠顧,隨著經濟和人民生活水平的發展和提高,一些新型的娛樂場所和高層的住宅建筑不斷的拔地而起,空調系統開始逐步的走進甚至延伸至百姓生活娛樂的每個角落。隨著科學技術的迅速發展以及對節能和環保要求的不斷提高,暖通空調領域中新的設計方案大量涌現,針對同一個設計項目,往往可以有幾種、十幾種甚至幾十種不同的設計方案可供選擇,面對眾多的設計方案,由于考慮問題的角度不同,各方的看法往往各不相同,甚至大相徑庭。有些人認為采用最新技術的設計方案就是最佳的設計方案,實際上每種方案都有其適用條件和范圍,在其適用范圍之外,一種設計方案對某個工程項目可能是最佳方案,但對于另一個工程項目就可能是不可行的方案,因此在方案選擇時不能趕時髦、搞攀比。另外往往認為投資最低的方案就是最佳方案,但是一次投資低的方案有可能因為其運行費用很高或設備壽命很短,需要經常更換,從長期運行來說并不合算。在評價設計方案時,往往認為復雜的方案就是高水平的方案。但實際上因為系統越復雜,通常其設備越多、投資就越高,系統的可靠性、可操作性、可控性和可維護性就越差,因此復雜的方案并不一定就是高水平的設計方案,在滿足使用要求的前提下,系統越簡單越好。

1 方案比較

1.1 可行性和可靠性問題

設計方案應能滿足有關方面的要求(如供電、供氣、供水、供熱等),并應特別顧及這些條件的長期變化情況。例如采用水源熱泵設計方案時應考慮當地地質情況、地下水資源的現狀和變化趨勢、冬季熱負荷和夏季冷負荷不平衡所產生的熱(冷)蓄積效應等問題。

地源熱泵系統要求較高,需打100 m～200 m深井,一般一口供水井兩口回水井。地下水質好,水溫恒定,水質的雜質和酸堿度影響打井效率,以及后面水質處理問題,也會引起回灌水對地下水的污染問題。土壤對水吸收慢引起不容易回灌的問題。該系統使用壽命一般在10年左右(普通在25年左右)。還有一種就是只打一口井供水,回水排放,用水量大,污染嚴重,長時間抽地下水,有些地方會發生地表下陷狀況。

VRV系統為利用制冷劑制冷,只能用于夏季制冷,無法實現冬季采暖。

1.2 經濟性比較問題

在經濟性比較時首先應注意比較基準必須一致。應采用相同的設計要求、使用情況、設備檔次、能源價格、舒適狀況、美觀情況等基準條件進行比較,這樣才能保證方案比較結果的科學性和合理性。

暖通空調設計方案的一次投資不僅包括各種設備、管道、材料的投資,而且應包括各種相關收費(如熱力入網費、用電設備增容費、天然氣的氣源費等),相應的安裝、調試費用,相關的工程管理等各種收費,相關水處理和配電與控制投資,機房土建投資與相應室外管線的費用,而這些在實際設計工作中容易被遺漏。以上都是直接費用。

地源熱泵系統的初投資比較高,每口井需要100萬元左右。

風冷水冷的一半加上安裝和調試費用一共200元/m2。

風冷一般比水冷的初投資高些,設備少、質量要求高(少1套系統),水冷設備多,后期運行維修費用高。

在一些情況下間接效益也應綜合考慮。如賓館、飯店、寫字樓的空調機房節省的面積。

運行能耗和運行費用是暖通空調設計方案技術經濟性比較必須考慮的重要參數。運行能耗除了應計算暖通空調主機(鍋爐和制冷機等)的能耗外,還應計算其他輔助設備(如風機和水泵等)的能耗。

風冷系統與水冷系統相比:

1)風冷適合于中小工程、水冷適合于中大工程;2)風冷不用地下室機房、水冷用地下室機房;3)風冷不用冷卻塔、水冷需冷卻塔;4)風冷需放置在樓頂或開闊的地方,占用面積,水冷只需在樓頂放置冷卻塔;5)風冷能耗比低、水冷能效比高;6)風冷機組造價高、水冷機組造價稍低;7)風冷機組不需專人值守、水冷需專人值守。

辦公樓、教學樓、寫字樓和游泳館等建筑物的暖通空調設備通常間歇運行,其運行時間應為扣除停機時間后的實際運行時間。能耗費用除電費、燃油費、燃煤費、燃氣費外,還應包括消耗的水費、人工費等。

在設計方案經濟性比較時應綜合考慮投資、運行費用以及設備的使用壽命,以相同的使用周期為基準。

1.3 調節性和可操作性問題

系統應有較好的調節性能,以適應全年負荷的變化。調節性能好的系統方案,如采用VAV空調系統和VRV變頻空調系統的方案,其一次投資通常較高,但運行能耗較小,對于部分時間使用的辦公建筑、寫字樓和教學樓,設計方案應能適應其夜間不工作時的調節要求。

設計方案的管理操作方便性是用戶十分關心的問題。空調系統自動化水平的提高,可以減少管理人員的數量和勞動強度,從而使人工費減少,但使一次投資增加。宜采用自動控制,以減少操作管理的工作量,但自動控制系統應盡可能簡化。

1.4 安全性問題和環境影響問題

采用氨制冷方案時,應考慮氨泄漏對人體的危害。從這方面來說,分體空調、一拖多空調系統、風機盤管空調系統的安全性較好。關鍵是要合理確定系統方案和新風量,系統新風量應能調節,平時按正常風量運行,流行性疾病暴發期間或室內受到生化污染的情況下按較大風量運行。VRV系統不能與新風系統合用。在對設計方案進行經濟性比較分析時,還應綜合考慮暖通空調設備的廢氣、廢水、廢渣和噪聲等污染治理的費用。如何對設計方案污染物排放的危害、對臭氧層的破壞和產生的溫室效應的危害、系統和設備全過程(包括設備制造、使用和淘汰處理的全過程)的能源和資源消耗等進行全面、科學、定量的經濟性評估比較,是一個需要深入研究的問題。熱泵和風冷的噪聲小,冷卻塔噪聲稍大,可以采用超低噪聲冷卻塔。機房水泵采用進口設備噪聲比較小。

2 結語

合理的空調設計方案的選用應根據建筑物的功能和布局從系統的可行性、可靠性、安全性、投資、能耗、運行費用、調節性、操作管理的方便性、環境影響、舒適性和美觀性等技術經濟評價因素進行客觀準確的計算和綜合對比分析。

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