淮河防汛調度設施中央空調冷熱源系統方案論證與分析

王詩祥 劉利萍

淮河防汛調度設施中央空調冷熱源系統方案論證與分析

王詩祥 劉利萍

一、工程概況

淮河防汛調度設施工程位于安徽省蚌埠市，由調度樓和綜合樓組成，兩棟建筑相距約60m，調度樓建筑面積20533m2，由地下 1層、地上 15層（局部7層）和通訊塔組成。主要功能包括淮河防汛調度、通訊指揮、通訊監測、洪水監測、水污染防治、氣象水情預報等；綜合樓建筑面積5400m2，5層框架結構，主要功能是為調度樓提供綜合配套服務。

調度樓夏季設計日尖峰冷負荷約3300kW，冬季設計日尖峰熱負荷約2000kW，原設計的空調冷熱源系統為：螺桿冷水機組制冷＋電熱水器直接供熱和風冷熱泵機組,具體設計方案見表1。

綜合樓原設計的空調冷熱源系統為2臺100RT風冷熱泵機組，冷媒7～12℃，熱媒60～55℃，空調季節24h使用。

二、當地有關用電政策

根據安徽省峰谷分時電價政策，電熱鍋爐及冰蓄冷空調峰谷時段和電價見表2，其他類型空調冷熱源設備均執行峰段電價。

結合我國的電力供應能力和電價運行趨勢分析，峰谷電價政策勢在必行，峰谷電價差別會越來越大。由于原設計方案選用的冷熱源設備不能享受分時電價政策，運行費用高，且系統復雜，可靠性較差，因此對原設計空調冷熱源方案進行技術經濟論證與分析是非常必要的。

三、論證與分析

1.原設計空調冷熱源方案優缺點分析

（1）冷熱源選型的技術可行性分析

①冷水機組供冷方式是一種常規方式，機組運行可靠，運行和維護條件較好，選型合理。

②電鍋爐直接供暖方式衛生、安全條件較好，管理相對簡單，但不符合合理用能原則，選型不合理。

③模塊化熱泵機組獨立供冷供熱方式操作管理簡單，負荷跟隨性較好，但由于其工作原理是利用空氣冷卻，其制冷量隨室外空氣溫度升高而降低，制熱量隨室外空氣溫度降低而減少，在低溫雨雪天氣時運行效率低且有可能啟動困難，在我國一般適用于長江流域及其以南地區，因此，選型不盡合理。

（2）冷熱源選型的經濟合理性分析

①冷水機組供冷方式投資相對較低，但不能享受分時電價政策，運行費用相對較高。

②電鍋爐直接供暖方式投資較高，雖可享受分時電價政策，但由于未采用蓄熱方式，夜間低谷時段不運行，白天高峰時段運行，運行費用較高。

③模塊化熱泵機組獨立供冷供熱方式設備投資較低，但不能享受分時電價政策，運行費用高。

（3）冷熱源選型的功能滿足度分析

①冷水機組供冷方式正常運行工況是空調季節上班時段運行，非上班時段停機，無法滿足局部房間加班供冷。

表1 調度樓設計空調方案

②電鍋爐直接供暖方式正常運行工況是空調季節上班時段運行，非上班時段停機，無法滿足局部房間加班供冷。

③模塊化熱泵機組獨立供冷供熱方式正常運行工況是空調季節根據需要可以24小時運行。

（4）冷熱源組成方式合理性分析

調度樓與綜合樓冷熱源均獨立運行，獨立計量。調度樓的三套冷熱源系統中的每套系統管理較方便，但是整個系統的運行管理繁瑣；另外綜合樓為此需增加配電容量和投資，總體組成方式不合理。

2.綜合分析優化空調冷熱源方案

為遵循技術可靠、經濟合理和管理方便的原則，合理確定本工程的空調冷熱源方案，建設單位及時組織相關專家對本工程冷熱源的選型、冷熱源組成方式進行了多方案技術經濟分析。

（1）冷熱源的選型分析

原設計方案為三套系統，后兩種方案均為一套系統，為利用雙工況螺桿機組與電鍋爐，在夜間谷段電價時蓄冰或蓄熱，在白天峰段或平段電價時通過融冰供冷或通過放熱供暖，完全利用分時電價政策運行；螺桿冷水機組+分量（全量）水蓄熱方案中的供冷不能享受分時政策，蓄熱時可享受分時電價政策。綜合分析后采用分量蓄冷蓄熱方案。其主要優點是技術上可靠，充分利用分時電價政策，雖然投資有所增加，但運行費用明顯降低，且滿足部分24h負荷或重要房間加班等個性要求，其技術可靠性與經濟合理性都明顯優于原設計方案。

表2 電熱鍋爐及冰蓄冷空調峰谷時段電價表

表3 調度樓＋綜合樓空調冷熱源方案比較表

（2）兩棟樓的冷熱源組成方式分析

由于綜合樓內未設計專門的空調機房，如果要單獨運行，只能選擇風冷熱泵機組或一拖多冷劑空調（VRV中央空調），不能享受分時電價政策，運行費用高。因此，選擇調度樓與綜合樓共用一套冷熱源系統優點是綜合樓也同時享受優惠電價政策，同時可大大減少綜合樓的配電容量，從而相應減少投資。同時綜合樓空調夜間運行時間和負荷用量較大，而調度樓空調夜間運行時間和負荷用量較小，共用一套冷熱源會使系統配置更科學合理，雖然冷熱源部分投資增加16%，但年運行費用降低56%，約一個供冷供暖周期就可收回投資，相關分析數據見表3。

最終確定推翻原設計方案，改為調度樓和綜合樓共用一套分量蓄冷+分量蓄熱的中央空調系統方案。隨著分時電價政策的不斷優化，近幾年的運行效果更加充分說明建設期間對本工程中央空調冷熱源的選型與組成方式的比選和決策是科學合理的。

三、經驗與體會

建設單位應該利用自身對功能需求熟悉的優勢，統籌把握好建設管理、運行管理和最大限度滿足功能需求的關系，對涉及運行管理和功能需求方面的主要設計內容應組織專門論證，積極跟蹤并廣泛應用新技術、新工藝、新材料和新設備，才能真正實現技術可靠、經濟合理與管理方便的目標。

根據我國的能源供求關系，以及國外用電政策分析，分時電價政策是一種必然趨勢，我國部分省市的峰谷電價比已經高于5∶1，而且比價優勢會越來越大。就本工程而言，同時采用蓄冷蓄熱的空調冷熱源，在蚌埠市還是第一例，一方面，可以大幅度降低運行與管理費用，另一方面，對電網削峰填谷運行起到一定的示范作用

淮委治淮工程建設管理局 233001）