某金融产业园冷热源方案比较

夏中亮，孟庆丰

（机械工业第六设计研究院有限公司，河南 郑州 450007）

1 建筑概况与冷热负荷概况

本项目为金融产业园工程，建设地点为郑州郑东新区。园区规划布局6栋高层和8栋多层建筑以及配套服务用房组成，总建筑面积约27万m2。主要功能为金融及配套服务产业、金融机构数据中心、灾备中心、呼叫中心等后台项目。该园区分3期建设，本文对其二期项目的冷热源方案进行比较分析，二期项目包括4栋多层建筑和3栋高层建筑，总建筑面积8.3万m2。各楼逐时冷负荷计算见表4，空调总冷负荷为8525kW。空调总热负荷为7622kW。

2 方案1：电制冷离心机组+市政热网

该方案是目前公共建筑中采用比较多的传统中央空调冷热源方案。在城市热网能够覆盖的区域，大多优先考虑此方案。其优点是：市政供热可靠，热电厂的发电余热用作采暖热源，能源利用效率高，热能输送损失较少。用户端设备简单，运行管理方便。离心式冷水机组是大、中型工程中应用最多的机型，尤其是单机制冷量在1000kW以上的，效率较高。同时具有单机制冷量大、结构简单、体积小、易损件少、运转平稳。负荷调节方便，在15%～100%范围内可以较经济的实现无级调节[1]。

此方案的缺点是：若项目周边没有规划热力管网，则外网建设成本较高，这部分投资要由用户分摊。

3 方案2：电制冷离心机组+燃气锅炉

该方案夏季仍采用电制冷离心机组。冬季用户采用燃气锅炉，用户按照需要自行决定运行时间，运行成本可自行控制及日常管理较为方便。目前燃气锅炉自动化程度较高可实现无人值守自动运行。缺点是：燃气锅炉房建设位置受到限制，承压锅炉需要单建锅炉房，烟囱设置对景观有影响。

方案1热源主要设备初投资及运行费用 表1

方案1冷源主要设备初投资及运行费用 表2

方案2热源主要设备初投资及运行费用(1) 表3

4 方案3：风冷热泵机组[2]

风冷热泵一般置于建筑的屋顶，节省了在建筑物内部设置冷冻机房的面积。由于此系统没有冷却水系统，省去冷却塔、冷却水泵从而使得制冷系统简单，减少了冷却水系统的日常维护保养工作与维修费用。

该方案的缺点是：设备购置费用较高，单位制冷量耗电量高于水冷机组。采用风冷热泵冬季供暖时，随着室外温度降低，蒸发温度下降，制热性能系数COP下降。冬季建筑物需热量与风冷热泵供热量之间会产生供需矛盾。当室外蒸发温度低于0℃，水从湿空气中冻结出来，在蒸发器上形成霜冻。蒸发器表面热阻增大，供热能力显著下降。

夏季逐时冷负荷计算表 表4

方案2热源主要设备初投资及运行费用(2) 表5

各方案冷热源主要设备初投资及运行费用 表6

各方案冷热源污染物排放量 表7

各方案冷热源一次能源利用率 表8

风冷热泵机组一般置于建筑的屋顶或室外平坦地面，常年暴露于室外环境中，其制冷、制热运行受环境的影响特别大。

5 各空调冷热源经济分析

5.1 各空调冷热源初投资及运行费用

不同冷热源方案的初投资及年运行费用见表1、表3～表6。

方案3冷热源主要设备初投资及运行费用 表9

夏季供冷时间：6月～8月，共计90d，每天运行10h。冬季供热时间：11月中旬～第二年3月中旬，共计120d，每天运行10h。郑州地区电费:0.83元/(kW.h)、天然气3.7元/Nm3。

5.2 冷热源综合对比

根据前文所叙，各空调冷热源方案选择及年运行费用见表9。

从表9可以看出，3个方案中，方案一无论是从冷热源的适用性还是投资及运行费用都是合理可行的。方案三与方案一、二相比，初投资与运行费用均较高，该方案适用于项目地址周围无天然气、市政热网等配套设施的前提下。

5.3 不同冷热源方案的一次能源利用率和对环境的影响[3]

说明：第二栏中的一次能源利用率对于水冷电动压缩式冷水机组，考虑冷却水泵、冷却塔风机的耗电。对于风冷热泵机组考虑其风机耗电。

从表7中可以看出，再考虑了冷却水泵及冷却塔风机的耗电后，离心制冷机组的一次能源利用率高于风冷热泵机组59%、53%，具有明显的优势。

从表8中可以看出，方案三污染物排放量明显高于其他两个方案，方案二冬季由于采用燃气锅炉污染物排放高于方案一。

6 结 论

通过对3种冷热源方案的一次性投资、年运行费用、经济技术方面的分析比较，从节能、设备维护、社会效益等方面综合考虑，该项目采用电制冷离心机组+市政热网是合理可行的。

[1]黄翔.空调工程（第一版）[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]陆耀庆.实用供热空调设计手册（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[3]王长龙，龙惟定，丁文婷.各种冷源的一次能耗及对环境影响的比较[J].节能技术，2000(4).