城市酒店中央空調方案的比較分析

狄春紅

[摘要]近年來，冷水機組的效率不斷提高，同時大溫差、小流量的中央空調方案備受關注。文章以遼寧省某城市130000m2酒店中央空調為研究對象，分析比較8℃大溫差、5℃小溫差兩種方案，進一步得出大溫差方案初投資、運行能耗更低，適合該建筑的中央空調系統的定位。

[關鍵詞]大溫差；小流量；初投資；運行；節能

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.08.060

據統計，中央空調系統的能耗約占建筑總能耗的60%左右，而對于冷水機組而言，效率在不斷提高，同時大溫差小流量的中央空調方案備受關注，節能效果比較明顯。本文以遼寧某城市酒店實際中央空調工程案例分析比較方案的可行性。

1工程概況

第一，該酒店建筑的空調面積為130000m2，冷負荷按128W/m2估算，所需要的總制冷量為16640kW。

第二，室外計算參數。夏季：空調干球溫度30℃，空調濕球溫度25.5℃，室外風速3.5m/s。冬季：空調干球溫度-18℃，采暖室外計算溫度-10℃，相對濕度63%，室外風速3.5m/s。

第三，室內設計參數。夏季設計溫度為24℃～26℃、冬季20℃～22℃，夏季相對濕度為50%～60%，冬季為≥40%，室內噪聲為40dB～50dB。

2兩種方案概況

對于以冷水機組為冷源的中央空調系統，在空調系統的冷熱源設置和空調系統選擇方面，通常有以下兩種方案：一種是小溫差大流量；另一種是大溫差小流量。其中小溫差大流量是溫差為5℃，即冷卻水側進出水溫度為32℃、37℃，冷凍水側進出水溫度為7℃、12℃。而大溫差小流量是提高兩側水的溫差到大于5℃，本工程溫差提高到8℃，即冷卻水側進出水溫度為32℃、40℃，冷凍水側進出水溫度為5℃、13℃。[1]

3運行費用比較

3.1小溫差與大溫差系統配置

3.1.1小溫差大流量系統配置

小溫差大流量系統（冷凍水側7℃～12℃，冷卻水側32℃～37℃）配置見表1。

3.1.2大溫差系統配置

大溫差小流量（冷凍水側5℃～13℃，冷卻水側32℃～40℃）系統配置見表2。

通過表1、表2可以看出，為滿足16640kW的制冷量兩套方案均選擇5臺3340kW的離心冷水機組，而對于冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻水塔方案二大溫差小流量的流量均小于方案一小溫差大流量，并且三者的功率也均小于方案一小溫差大流量。

3.2小溫差與大溫差系統能耗

對于遼寧等北方地區來說，全年中需要提供冷凍水的時間為每年五月至十月，共計六個月的時間。每個月（每天機組工作時間按10h計算）冷卻水塔、水泵及兩者的總能耗見表3、表4、表5，及圖1、圖2、圖3。

通過表3、表4、表5以及圖1、圖2、圖3可以看出，采用大溫差小流量方案后，冷卻水塔的年能耗從458113kWh降低到334647kWh，降低27%；水泵的年能耗從759780kWh降低到455873kWh，降低40%；以上兩項匯總，年冷水機組冷卻水塔和水泵的總能耗從1217893kWh降低到790520kWh，降低能耗427373kWh，降低35%，1kWh電費按1.1元計算，約節約32萬元。

4系統初投資比較

4.1水系統管材及保溫材料[2]

大溫差小流量系統，由于流量的減少，在經濟流速不變的前提下，相應系統的管徑也相應縮小，為了維持大溫差，保溫材料需要由35mm增加到40mm。表6列出了不同冷量下5℃小溫差與8℃大溫差的冷凍水管（在經濟流速下）和保溫材料費用對比表。

由表6和圖4可知；在不同的冷量下大溫差系統所節約的管路的費用在22%～46%，平均節約費用為30%。對于不同的項目，不同管徑的管道所占的比例各不相同，節省的費用在25%～35%。[3]

4.2水泵

大溫差小流量系統可以選用流量、揚程均較小的水泵、冷卻水塔，從而使得投資費用減少。

當采用5℃小溫差時水系統按每平方米所需材料價格約為50元計算，匹配型號NLG250/355-110/4；NLG250/400-132/4價格17.39萬元的水泵，型號CTA-375UFW價格18.75萬元的冷卻塔，其工況下的初投資造價約為686.14萬元；采用8℃大溫差變化的系統時按每平方米所需材料價格約為35元計算，匹配型號NL150/400-75/4；NLG200/400-75/4價格為10.57萬元的水泵，型號CTA-600UFW價格為13.75萬元的冷卻塔，其工況下的初投資造價約為479.32萬元。按節省初投資費用的30%進行比較，節約初投資206.82萬元左右。

4.3冷水機組

為滿足整個空調系統總制冷量16640kW需求，選用五臺950冷噸3340kW離心機總制冷量16700kW，可以滿足要求。然而，5℃小溫差機組價格750萬元，8℃大溫差機組價格768萬元，這樣機組投資費用增加18萬元。這樣設備投資一共節省188.82萬元。

5結論

通過上述對比可知，大溫差年運行費用節省32萬元，10年運行費用節省320萬元。考慮到該建筑的空調面積較大，選用集中制冷機組在運行時即使個別用戶暫不使用中央空調也可以相互調劑。綜合該建筑的實際情況，以上的兩種空調冷源方案中，選用大溫差離心式大機組制冷作為空調冷源是較經濟的。節省設備初投資188.82萬元、運行費用節省32萬元/年，適合該建筑定位的選擇。該對比只適合本建筑，實際空調方案確定時還需根據各建筑的具體情況，綜合各方面的因素比較確定。

參考文獻：

[1]閆志雄.空調水系統節能與水力平衡優化設計的簡述[J].供熱制冷，2016（11）：62-64.

[2]李娟.哈爾濱某飯店空調水系統的節能改造[J].浙江建筑，2016（10）：58-60.

[3]郭成斌.空調水系統施工中存在的問題及解決方法[J].科技與企業，2014（7）：205.