固定登機(jī)橋空調(diào)系統(tǒng)形式經(jīng)濟(jì)性分析

夏琳

（華東建筑設(shè)計(jì)研究總院，上海 200002）

0 引言

航站樓建筑固定登機(jī)橋空調(diào)系統(tǒng)主要有三種形式：多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)、集中冷熱源+風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)、直膨式屋頂空調(diào)系統(tǒng)。在實(shí)際工程中，直膨式屋頂空調(diào)系統(tǒng)形式主要隨成品登機(jī)橋自帶，且應(yīng)用較少，故不在本文討論的范圍之內(nèi)。

1 固定登機(jī)橋空調(diào)系統(tǒng)形式與技術(shù)對(duì)比

1.1 多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)

固定登機(jī)橋采用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)獨(dú)立與航站樓空調(diào)主系統(tǒng)，且其管線設(shè)置宜與建筑室內(nèi)空間結(jié)合。通常情況下，多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)室外機(jī)設(shè)置在固定登機(jī)橋固定端旁的室外地坪，冷媒管線通過(guò)固定端進(jìn)入固定登機(jī)橋的吊頂內(nèi)，與室內(nèi)機(jī)進(jìn)行連接（圖2）。

圖1 多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)外機(jī)與管線設(shè)置示意圖

1.2 集中冷熱源+風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)

固定登機(jī)橋采用集中冷熱源+風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)可與航站樓空調(diào)主系統(tǒng)共用冷熱源，系統(tǒng)造價(jià)較低。通常情況下，空調(diào)冷熱水管從航站樓內(nèi)接至固定登機(jī)橋的吊頂內(nèi)，與風(fēng)機(jī)盤(pán)管進(jìn)行連接。該系統(tǒng)形式的應(yīng)用需充分考慮空調(diào)冷熱水管從航站樓接入固定登機(jī)橋的吊頂?shù)姆绞健?/p>

1.3 技術(shù)比較

登機(jī)橋采用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)由于冷媒管較小，易于隱藏，在管線布置、與建筑空間要求的匹配度方面較優(yōu)，同時(shí)調(diào)試難度也較低，而集中冷熱源+風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)的運(yùn)行工作維護(hù)量相對(duì)較少。

根據(jù)調(diào)研，我國(guó)各主要航站樓固定登機(jī)橋空調(diào)系統(tǒng)采用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的航站樓有：重慶T3、青島新機(jī)場(chǎng)、廣州T2、天津T2、南昌T2、沈陽(yáng)T3、武漢T3等；采用集中冷熱源+風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)的航站樓有：南寧機(jī)場(chǎng)、深圳T3、北京T3等。

2 初投資比較

以上海浦東機(jī)場(chǎng)三期擴(kuò)建工程南衛(wèi)星廳項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目中40m長(zhǎng)的固定登機(jī)橋（雙橋、東西朝向），計(jì)算總空調(diào)冷負(fù)荷為94kW，總空調(diào)熱負(fù)荷36kW。

2.1 多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)初投資

依據(jù)負(fù)荷參數(shù)，該固定登機(jī)橋多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的配置與初投資如下表所列：

表1 多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)配置與初投資

2.2 集中冷熱源+風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)初投資

集中冷熱源+風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)的初投資分為三大部分：能源中心與總體管線側(cè)初投資、熱力交換站設(shè)備及后續(xù)管線投資、橋內(nèi)設(shè)備管線。

2.2.1 能源中心與總體管線側(cè)初投資

依據(jù)負(fù)荷參數(shù)，系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的能源中心與總體管線側(cè)初投資見(jiàn)表2。

考慮能源中心所承擔(dān)的所有固定登機(jī)橋的同時(shí)使用系數(shù)為0.7，得對(duì)應(yīng)折合初投資為19.67*0.7=13.769萬(wàn)元。

2.2.2 熱力交換站設(shè)備側(cè)初投資

1）用戶(hù)側(cè)冷水泵：?jiǎn)挝涣髁吭靸r(jià)（含水泵變頻器及控制設(shè)備）為400元/（m3/h），雙橋空調(diào)冷負(fù)荷94kW對(duì)應(yīng)流量為11.1m3/h，則用戶(hù)側(cè)冷水泵投資為400*11.1/10000=0.444萬(wàn)元。

2）汽水板式換熱器：?jiǎn)蝺r(jià)換熱量造價(jià)為30元/kW，雙橋空調(diào)熱負(fù)荷36kW，則汽水板式換熱器投資為36*30/10000=0.108萬(wàn)元。

3）用戶(hù)側(cè)熱水泵：?jiǎn)挝涣髁吭靸r(jià)（含水泵變頻器及控制設(shè)備）為400元/（m3/h），雙橋空調(diào)熱負(fù)荷36kW對(duì)應(yīng)流量為3.4m3/h，則用戶(hù)側(cè)冷水泵投資為400*3.4/10000=0.136萬(wàn)元。

4）考慮熱力交換站所承擔(dān)的所有固定登機(jī)橋的同時(shí)使用系數(shù)為0.7，熱力交換站設(shè)備初投資共計(jì)：（0.444+0.108+0.136）*0.7=0.482萬(wàn)元。

表2 系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的能源中心與總體管線側(cè)初投資

2.2.3 橋內(nèi)設(shè)備管線初投資

表3 系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的橋內(nèi)設(shè)備管線初投資

2.2.4 匯總

集中冷熱源+風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)形式下，該登機(jī)橋內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的初投資為：13.769+0.482+10.656=24.907萬(wàn)元

3 運(yùn)行費(fèi)用比較

同樣以上述固定登機(jī)橋?yàn)槔?jì)算采用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)與集中冷熱源+風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)二種形式下的年運(yùn)行費(fèi)用。

3.1 計(jì)算前提條件

1）空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間供冷5月1日-10月31日，供熱時(shí)間11月15日-3月15日，考慮到衛(wèi)星廳有國(guó)際功能和中轉(zhuǎn)功能，所以考慮全日開(kāi)啟。

2）經(jīng)計(jì)算，登機(jī)橋全年累計(jì)空調(diào)冷負(fù)荷為115141kWh，累計(jì)空調(diào)熱負(fù)荷為59831kWh，全年逐時(shí)空調(diào)冷負(fù)荷與熱負(fù)荷（圖3）。

3）能源價(jià)格

浦東機(jī)場(chǎng)地區(qū)夏季35kV：

高峰時(shí)段（8：00-11：00；13：00-15：00；18：00-21：00）：1.172元/kWh

圖2 固定登機(jī)橋全年逐時(shí)空調(diào)冷熱負(fù)荷

平峰時(shí)段（7：00-8：00；11：00-13：00；15：00-18：00；21：00-23：00）：0.719元/kWh

低谷時(shí)段（23：00-7：00）：0.279元/kWh

浦東機(jī)場(chǎng)地區(qū)非夏季35kV：

高峰時(shí)段（8：00-11：00；18：00-21：00）：1.137元/kWh

平峰時(shí)段（6：00-8：00；11：00-18：00；21：00-22：00）：0.684元/kWh

低谷時(shí)段（22：00-6：00）：0.344元/kWh

天燃?xì)鈨r(jià)格：3.72元/m3

3.2 多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用

經(jīng)逐時(shí)計(jì)算，采用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)方式下，該登機(jī)橋全年空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行電費(fèi)如下表所示：

供冷工況：全年耗電量26209（kWh），對(duì)應(yīng)全年電費(fèi)21414（元）

供熱工況：全年耗電量27100（kWh），對(duì)應(yīng)全年電費(fèi)18907（元）

合計(jì)：全年耗電量56103（kWh），對(duì)應(yīng)全年電費(fèi)40321（元）

3.3 集中冷熱源+風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用

3.3.1 單位供冷量運(yùn)行費(fèi)用

1）能源中心側(cè)單位供冷量運(yùn)行費(fèi)用

以浦東機(jī)場(chǎng)2#能源中心2013年供冷系統(tǒng)用能水平為基準(zhǔn)，作為單位供冷量運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算依據(jù)。2#能源中心2013年供冷期總供冷量為24328584RTh，分時(shí)用電量與電費(fèi)情況見(jiàn)表4。

表4 2#能源中心2013年分時(shí)用電量與電費(fèi)情況

據(jù)此推算，2#能源中心側(cè)折合單位冷量電費(fèi)約為：11050039/（24328584*3.517）=0.129元/kWh（冷量）

2）用戶(hù)側(cè)單位供冷量輸送運(yùn)行費(fèi)用

衛(wèi)星廳內(nèi)最遠(yuǎn)登機(jī)橋距離為900m，取平均值450m，水泵輸送揚(yáng)程估算為35mH2O，水泵效率取0.8，輸送溫差 為8℃，1kW冷 量 對(duì) 應(yīng) 水 流 量=（Q/（4.18*△t））*3.6[1]=（1/（4.18*8））*3.6=0.1077m3/h，輸送1kW冷量對(duì)應(yīng)水泵功率=35*0.1077/（0.367*0.8*1000）=0.0128kW，則 輸 送1kWh冷量對(duì)應(yīng)的水泵電耗為0.0128kW，按高峰期與平段期加權(quán)平均電價(jià)為0.946元/kWh（電量）計(jì)算，得樓內(nèi)輸送單位冷量電費(fèi)約為：0.0128*0.946=0.012元/kWh（冷量）

3）單位供冷量運(yùn)行費(fèi)用=0.129+0.012=0.141元/kWh（冷量）。

3.3.2 單位供熱量運(yùn)行費(fèi)用

1）能源中心側(cè)單位供熱量運(yùn)行費(fèi)用

以浦東機(jī)場(chǎng)2#能源中心2013年供熱系統(tǒng)用能水平為基準(zhǔn)，作為單位供熱量運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算依據(jù)。2#能源中心2013年總產(chǎn)出蒸汽33102t（21582MWh），天然氣總耗量2143593m3，電總耗量183594.3kWh，折合單位熱量天然氣耗量=2143593/（21582*1000）=0.1m3/kWh（熱量），單位熱量耗電量=183594.3/（21582*1000）=0.0085kWh（電量）/kWh（熱量）。

天燃?xì)赓M(fèi)用：3.72元/m3

非夏季35kV高峰期與平段期加權(quán)平均電價(jià)為0.854元/kWh（電量），則能源中心側(cè)單位制熱量費(fèi)用=3.72*0.1+0.854*0.0085=0.379元/kWh（熱量）

2）用戶(hù)側(cè)單位供熱量輸送運(yùn)行費(fèi)用

航站樓內(nèi)最遠(yuǎn)登機(jī)橋距離為900m，取平均值450m，水泵輸送揚(yáng)程估算為25mH2O，水泵效率取0.7，輸送溫差 為10℃，1kW熱 量 對(duì) 應(yīng) 水 流 量=（Q/（4.18*△t））*3.6[1]=（1/（4.18*10））*3.6=0.0861m3/h，輸送1kW熱量對(duì)應(yīng)水泵功率=25*0.0861/（0.367*0.7*1000）=0.0084kW，則 輸 送1kWh熱量對(duì)應(yīng)的水泵電耗為0.0084kW，按高峰期與平段期加權(quán)平均電價(jià)為0.854元/kWh（電量）計(jì)算，得樓內(nèi)輸送單位熱量電費(fèi)約為：0.0084*0.854=0.0072元/kWh（熱量）。

3）單位供熱量運(yùn)行費(fèi)用=0.379+0.0072=0.386元/kWh（熱量）。

3.3.3 匯總

該固定登機(jī)橋采用集中冷熱源+風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)方案下年運(yùn)行費(fèi)用如見(jiàn)表5。

表5 年運(yùn)行費(fèi)用

4 結(jié)語(yǔ)

1）固定登機(jī)橋內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)形式常采用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)或集中冷熱源+風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)，二類(lèi)系統(tǒng)各有優(yōu)缺點(diǎn)，但從管線布置與登機(jī)橋內(nèi)空間要求匹配度的角度出發(fā)，多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)形式更加適合，但應(yīng)充分考慮北方地區(qū)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)冬季供暖效果問(wèn)題。

2）通過(guò)經(jīng)濟(jì)性分析，固定登機(jī)橋內(nèi)采用集中冷熱源+風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)的初投資低于多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)約17.2%，運(yùn)行費(fèi)用低約2.4%。