某宾馆中央空调系统方案案例之一

1.1、项目概况

位于美丽的呼和浩特市海拉尔东路108号,建筑面积约20281.915㎡,空调面积17000㎡，考虑该项目的特点及对室内温湿度的要求，所以要选择一 个既可靠而又经济的冷、热源方案，对整个工程尤为重要，而且直接影响到工程的投资、运行效益。可喜的是近年来天然气已经接入呼市并投入使用，这种洁净能源 的出现为该建筑物空调系统冷热源的选择又增加了一条新的途径。

1.2、方案设计依据：

1、《采暖通风及空气调节设计规范》

2、《实用供热设计手册》

3、《民用建筑节能设计规范》

4、《民用建筑采暖通风设计技术措施》

5、商业和公共建筑物的空调设计参数 ASHRAE

1.3地区气象参数

基本气象参数:

1.地理位置:内蒙古 呼和浩特

2.台站位置:北纬 40.810 东经 111.680

3.夏季基本气象参数：

1.夏季大气压:889.40 kPa

2.夏季室外计算干球温度:29.90 ℃

夏季空调日平均:25.00 ℃

夏季计算日较差:9.40℃

3.夏季室外湿球温度:20.80 ℃

4.夏季室外平均风速:1.50 m/s

4.冬季基本气象参数：

1.大气参数:大气压 900.9 Kpa

2.空调计算温度 -22.000 ℃

3.室外相对湿度 56.00 %

4.室外平均风速 4.500 m/s

1.4冷热负荷设计指标的确定

冷热负荷均采用建筑面积指标的方法计算,即

式中：Q-建筑物的冷、热负荷（w）；F-建筑物面积（m2）；S-建筑物的冷、热负荷设计指标，（制冷面积负荷指标85w/m2,采暖面积负荷指标取 80w/m2）,建筑面积为：20281.915 M2， 则华辰宾馆夏季总冷负荷为：1723.962 kW,冬季总热负荷为: 1622.553 kW。

1.5室内计算参数

计算参数表

1.6、主机设备选型

呼和浩特地区室外气候特点是：1、夏季空调系统运行时间不长（最热月平均温度23.5℃）、冷负荷相对不是很大，室外空气干燥（最热月14时平均室外相对 湿度31%），每天昼夜温差较大，没有新风冷负荷(室外计算湿球温度TWS=20.8℃)；2、冬季属严寒地区，空调系统运行时间长（设计计算用采暖期天 数180天），热负荷较大,尤其是新风负荷较大（冬季空调室外计算温度-22℃）。因此，呼和浩特地区的空调系统设计选用就应特别关注冬季经济使用情况。 由于各地气侯特点、能源特性及其价格、空调制冷系统自身特性的不同等，不同冷源空调系统在不同地方使用，它们的运行费用是不一样。

空调系统的设计和设备选择是非常重要的，因为：

1、 高质量的空调设备和空调效果，是酒店档次的重要体现；

2、合理设计空调系统及设备，能降低甲方的投资费用，减少今后系统设备的维修资金和维修工作量；

3、在设备运行中，空调系统设备的能源消耗，约占设备能源总消耗量的三分之二左右，选择比较好的空调系统和空调设备能降低能源消耗，节约日后的运营费用；

根据以上介绍，在本方案中，对中央空调系统的设计和设备选择，我们从以下几个方面考虑：

1、 从投资建设方面考虑，我们要从工程投资，工程造价方面进行认真的核算，做到设计合理、运行可靠、节约资金。

2、 从项目所处地区的实际情况考虑，即电力、石油、城市煤气、天然气等的供应和供应价格等方面的情况。在北方地区还需考虑城市暖气等的供应情况和价格，以便进行设备的选择。

3、 从设备的各项性能方面考虑，包括设备的型号、使用功能、设备质量、设备所使用的制冷剂是否利于环保、设备运行情况（同型号的机组在其它宾馆运行情况）等几个方面。

4、 从项目今后的经营管理等方面考虑，中央空调系统及设备，是投资较大的项目，也是经营服务中能源消耗最大，成本较高的系统设备，因此，选择适当的空调系统设备，对华辰宾馆的日常管理，降低能源消耗，节约费用非常重要。

在中央空调系统设备的选择上，我们以认真的、对建设方负责的态度，真正做到“提供最佳设备选型方案”。

基于上述原因，提出如下方案供参考：

【方案A】：选用烟台荏原直燃型溴化锂冷温水机组RCD050GF 1台，单台制冷、热量分别为1758kW、2176 kW，满足华辰宾馆整体空调系统的供给。

【方案B】：夏季选用烟台荏原螺杆壳管式冷水机组RHSBW1130S 2台，单台制冷量分别为1054kW，合计制冷量2108KW；冬季热源由城市热管网提供。

1.7、空调主机主要性能参数表

2 空调方案技术、经济性对比分析

2.1技术性对比：

空调主机即冷水机组，在大型工程中常用的主要有以下三种：

螺杆式冷水机组，封闭型离心式冷水机组，直燃型双效吸收式冷温水机组.。

直燃型双效吸收式冷温水机组相对于螺杆式冷水机组，封闭型离心式冷水机组，具有制冷、制热一机两用的功能。机组减少了空调系统中，与输送暖气所需要配套的 锅炉、热交换器系统设备，减少了其它设备投资费用。 轻油、重油、城市煤气及天然气均可作为制冷、制热能源，运行稳定，可靠等优点。

且直燃机较电制冷机有以下明显优点：

1、无氟里昂,属环保型产品；

2、运动部件少（仅屏蔽泵运转，烟台荏原屏蔽泵采用世界第一品牌的日本荏原泵）,因而运行平稳、可靠；电制冷机运转部件多，易损件多，机组运行震动较大；

3、技术含量高，产品成熟；

4、以燃油，燃气一次能源，利用率高，消耗很少电力，燃料来源充足便捷，运行费用最低；

5、利用变频控制，制冷量调节范围广，在20%～100%的负荷内可进行冷量的无级调节，并且保持较高的热效率，在部分负荷时有很好的节能特性；

6、机组运行安全可靠，在真空状态下运行，不属于压力容器范围，无爆炸危险，不受劳动部门监管；而与电制冷机所配的蒸发器和冷凝器均为二类压力容器，每年需接受劳动部门的安全检查，手续较麻烦；

7、机组运行时震动小，对基础要求低，可按静载荷设计；而电制冷机运行震动大，噪音大，对机组基础要求较高。

8、优良的部分负荷特性。吸收式制冷机较电制冷机组有一个明显优势：那就是优良的部分负荷特性。吸收式制冷机在部分负荷运行时的单位天然气消耗率较额定负 荷时的单位蒸汽消耗量要小。这一点在烟台荏原制冷机身上更得到充分体现，烟台荏原制冷机溶液循环量采取荏原专利的变流量控制（即冷剂露点控制）方式，在负 荷减小时，溴化锂溶液循环量相应减少，从而减少了使溴化锂溶液升温所消耗的天然气量，其节能性达到空前水平，故平均部分负荷系数取0.9。而电制冷机则不 然，电冷机在部分负荷工况下，通过改变导流叶片的开度(调节滑块)来调节制冷剂流量和制冷量，在导流叶片(调节滑块)关小时，叶片对制冷剂的阻力增大，压 缩机所做的无用功增加，性能下降，平均部分负荷系数取1.1。二者部分负荷特性比较见下图：

压缩制冷与吸收制冷除以上区别外还有一些区别现列表如下：

采用直燃型吸收式空调对本工程的影响如下：

对建设方的有利因素

a．采用燃气空调，建筑物供配电设备及电气机房投资大量减少，并减少热力设备的投资；

b．采用燃气空调，因其负荷调节性能优于电力空调，建筑物实际空调负荷一般为设备设计容量的30％--70％，由于运转效率的提高，可以节约运行费用；

2.2经济分析

空调主机设备初投资分析表 单位：万元

备注：初投资相同部分不作比

空调主机设备年经常费用分析表 单位：万元

注：详细计算后附。

经济及节能性对比分析

1.从空调主机设备的价格来看，【方案A】与【方案B】价格差为：比螺杆式高64万元。

2.整个空调系统设备的总投资【方案A】初投资低于【方案B】71万元，

（2）年经常费用比较

运行费用分析：从上表2方案的运行费用比较结果：【方案A】＜【方案B】，【方案A】年运行费用合计约37.23957万元，分别低于电制冷机组【方案 B】，全年空调系统运行费用只相当于【方案B】的61.60，户节省运行费用23.21230955万元!

设备间的差额部分在设备投入使用后三即可收回。

2.3空调一次能耗分析

目前使用的电力中央空调主要是离心机、螺杆机、热泵机三种，市场上三种电力空调制冷C0P（单位耗电的制冷量即制冷系数）最高分别为：5.4、5.1、 3.0。因电力空调使用电力（二次能源）作为能源，而中国电力绝大多数来自于燃煤发电。燃煤电厂供电效率取30.1%，电网输送效率取92％，电力空调压 缩机电机效率取90％，由此得出离心机、螺杆机、热泵机三种电力空调主机PER值（一次能源利用率）分别为：1.346、1.271、0.748。

目前使用的燃气直燃机均为双效机（有二级蒸汽发生器），市场上的燃气直燃机制冷额定负荷C0P（考虑主机耗气和耗电总能耗的制冷系数）最高达到1.321。因燃气直燃机直接使用一次能源，因此其C0P值就同于PER值（一次能源利用率）。

由此得知目前燃气直燃机制冷PER值比电力空调中离心机和螺杆机制冷PER值略低，比热泵机高出较多。考虑燃气直燃机部分负荷性能指标优于电力空调，因此其实际运行制冷PER值与电力空调中离心机和螺杆机PER值差距更小。

电力空调中只有热泵机具有供热功能，经计算，其供热PER值约为0.75，比燃气直燃机供热PER值0.90低得多。

由以上分析综合得知，燃气空调一次能源利用率高于电力空调。

运行费用比较

【方案A】：直燃型冷温水机运行费用分析

采用直燃型冷温水机RCD050G

直燃型吸收式冷温水机夏季运行满负荷天然气消耗量合计为139.9Nm3/h；冬季运行满负荷天然气消耗量合计为174.4Nm3/h；

全年溴化锂主机天然气消耗费用表

【方案A】制冷季燃气的运行费用为：11.22802万元

【方案A】采暖季燃气的运行费用为：24.23855万元

【方案A】全年运行燃气费用为:35.46657万元

【方案B】：螺杆式制冷系统夏季制冷运行费用分析

制冷季：采用2台螺杆式冷水机组RHSBW1030S

采暖季：采用城市蒸汽管网+换热器

夏季制冷螺杆式主机耗电费用表

【方案B】制冷季的运行费用为：24.55289

采暖按照2.95元/m2.月计算，则采暖费用为：2.95元/m2.月×20281.915m2×6个月=35.89898955万元

【方案B】采暖季的运行费用为：35.89898955万元/采暖季

【方案B】全年运行费用为:60.45187955

结语：?????

结论：空调冷热源的选择，对于一个工程而言，是至关重要的，因为它一次性投入大，运行时间长，影响也是长远的；它对空调系统的初投资、运行效果、运行及维护管理起着决定性的作用；

1、从一次能源的能耗角度【方案A】远低于电力空调机组，其能耗较小；其环保性较高，以天然气为能源，采用溴化锂溶液，无氟利昂，负压运行，安全无隐患， 智能控制，使机组出力与实际负荷相平衡，减少运行费用，互联网监控，可在全球实现网络监控，保证运行可靠，绝对稳定，使用寿命长，通过热交换做功，制冷部 件无机械磨损、噪音低，不采用高速旋转的压缩机，不用易泄漏的氟利昂，不用易积灰尘的翅片式冷凝器，确保使用寿命20年以上；

2、从年经常费用比较【方案A】＜【方案B】，【方案A】年运行费用合计约37.23957万元。

全年制冷运行费用只相当于【方案B】的61.60，用户节省运行费用23.21230955万元多！

3、呼和浩特地区气候特点夏季空调系统运行时间不长，冷负荷相对不是很大，室外空气干燥，每天昼夜温差较大，相对冷负荷变化较大；而冬季属严寒地区，空调 系统运行时间长，热负荷较大,尤其是新风负荷较大。在制冷机组的设计中，以最大负荷来确定机组的容量。但实际上，建筑物的负荷随外界气候条件、内部使用情 况经常发生变化，机组大部分时间是在部分负荷状态下工作。实际用户运行的负荷 40%-80%的概率占全年80%左右。而吸收式制冷机较电制冷机组的明显优势：就是优良的部分负荷特性。吸收式制冷机在部分负荷运行时的单位天然气消耗 率较额定负荷时的单位天然气消耗量要小。这一点在烟台荏原制冷机身上更得到充分体现，烟台荏原制冷机溶液循环量采取荏原专利的变流量控制（即冷剂露点控 制）方式，在负荷减小时，溴化锂溶液循环量相应减少，从而减少了使溴化锂溶液升温所消耗的天然气量，其节能性达到空前水平。针对本项目的实际情况及能源价 格，通过上述系统初投资及技术经济性论证，华辰宾馆采用直燃型溴化锂冷温水机组显然更经济、更合理。