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山东潍坊大酒店二期空调冷热源建议           ★★★★ 【字体:
山东潍坊大酒店二期空调冷热源建议
作者:蒋北一    文章来源:不详    点击数:    更新时间:2006-11-12



文章摘要:   山东潍坊大酒店是一座四星级的酒店建筑,地上17层,地下1层,建筑面积2.9万平方米。大厦设计于1992年,1998投入使用。   大厦冷源采用3台开利19XL350离心式冷水机组,单台机组制冷量1231 kw,电机功率242 kw;热源采用城市热网供热,同时自备3台4200kw燃油锅炉以备城市热网检修时使用。   现大厦二期新建写字楼建筑面积2.8万平方米,地上21层,地下1层。准备采用一期空调设备作为新建写字楼的冷热源,并采用预留的DN250管道作为连接。   现就山东潍坊大酒店二期空调冷热源的选用以......



  山东潍坊大酒店是一座四星级的酒店建筑,地上17层,地下1层,建筑面积2.9万平方米。大厦设计于1992年,1998投入使用。

  大厦冷源采用3台开利19XL350离心式冷水机组,单台机组制冷量1231 kw,电机功率242 kw;热源采用城市热网供热,同时自备3台4200kw燃油锅炉以备城市热网检修时使用。

  现大厦二期新建写字楼建筑面积2.8万平方米,地上21层,地下1层。准备采用一期空调设备作为新建写字楼的冷热源,并采用预留的DN250管道作为连接。

  现就山东潍坊大酒店二期空调冷热源的选用以离心机和多联机做一比较。

  当今世界空调器发展的趋势是舒适、节能、环保三大方向,在当前世界范围内的能源短缺,能源危机的形势下,节能又显得有尤为重要,由此,空调产品的节能将更加突出,已成为一件刻不容缓的大事。

  从技术角度来说,目前空调器节能技术主要从三个方面入手:

  1、采用节能元器件:如使用高效压缩机、电机、高效热交换器等,当所有元器件均提高能效后,节能指标就会有所提高,此方法也是目前研究最多的节能措施。

  2、对空调器系统进行优化设计来确定产品结构和系统参数,使空调器获得最佳效率以实现节能的目的,如对制冷系统分流设计,风道的优化等。

  3、在运行使用过程中力求空调产品的制冷能力与用户实际的热负荷相一致,如数码变容量技术。

  一、离心机与多联机各方面比较

  1、比较条件

  (1)本工程系潍坊地区,总制冷量约为2800kw,制热量约为2240kw。

  (2)潍坊地区室外气候条件:夏季空气调节室外计算干球温度:34℃,夏季空气调节室外计算湿球温度:26.8℃,冬季空气调节室外计算干球温度:-11℃。

  2、采用离心式冷水机组与多联机定性比较

    离心式冷水机组 多联机
基本原理 ·离心式冷水机组是利用电作为动力源,氟利昂制冷剂在蒸发器内蒸发吸收载冷剂水的热量进行制冷,蒸发吸热后的氟利昂蒸汽被离心压缩机压缩成高温高压气体,经水冷冷凝器冷凝后变成液体,经膨胀阀节流进入蒸发器再循环。从而制取7℃-12℃冷冻水供空调末端空气调节。只能单独制冷使用。 ·多联机是利用电作为动力源,氟利昂制冷剂在蒸发器内蒸发直接吸收空气的热量进行制冷,蒸发吸热后的氟利昂蒸汽被压缩机压缩成高温高压气体,经风冷冷凝器冷凝后变成液体,经膨胀阀节流进入蒸发器再循环。由于多联机采用直膨式制冷,减少了与水的换热环节,节能性更好。每传输10万kcal/h冷量时,离心式冷水机组能量损耗4.7kw,多联机能量损耗2.5kw。即可制冷,又可供暖。
动力装置 ·采用全封闭的离心制冷压缩机。·工作原理:叶片高速旋转,速度变化产生压力。为速度式压缩机。 ·采用全封闭的数码涡旋制冷压缩机。工作原理:压缩机容量是通过涡旋盘的周期性啮合与脱开来改变的。当外部电磁阀关闭时,数码涡旋象标准型压缩机一样工作,容量达到100%。当外部电磁阀打开时,两个涡旋盘稍微脱离。此时压缩机无制冷剂被压缩,从而也无容量输出。为容积式压缩机。
·运动部件多,故障率较低,可靠性较高。·性能系数值高,一般在5.0以上(但未包括冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、水处理设备等所必需的外围设备)。30%负荷运行可实现无极调节,节能效果明显。 ·运动部件少,故障率低,可靠性高。·性能系数值高,一般在3.5以上(无需任何外围设备)。10%负荷运行可实现无极调节,节能效果更加明显。
冷量衰减 ·离心式冷水机组冷量衰减主要由以下两个原因引起:(1)水质的影响:若水质不良,在传热管壁结垢,则机组性能明显降低,如果在管壁上附着0.6mm的污垢,则制冷能力降至76%。若水质的PH值及导电率不合要求,便会对设备产生腐蚀,有可能导致传热管点蚀,引起漏水,使制冷机无法运转。(2)冷冻水出水温度的影响:冷冻水温度升高2℃,耗电量上升23%。 ·多联机冷量衰减主要由室外空气温度引起:室外空气温度升高2℃(35℃以上),耗电量上升9%。
技术成熟性 第一台离心式冷水机组于上个世纪20年代在美国诞生·,技术成熟,制造工艺复杂,使用和维修方便,已经成为许多用户深受欢迎的产品。 ·第一台多联机于上个世纪80年代在日本诞生,技术成熟,制造工艺简单,使用方便,无需维修,已经成为更多用户深受欢迎的产品。。
对安装使用和维护的要求 ·离心压缩机平均寿命75000小时,机组氟利昂和油已加好,用户现场需安装庞大的冷冻水、冷却水、电气系统才可使用。机组庞大,需要的制冷机房面积多。·机组无需大修,只需水系统的清洗,维修费用低。机组必须专业技术人员操作。 数码涡旋压缩机平均寿命125000小时,机组氟利昂和油已加好,用户现场接上室内、外机连接管和电即可使用。无需制冷机房。机组无需维修,无维修费用。机组无须专业技术人员操作。 
季节能效比SEER或IPLV 离心压缩机的IPLV性能较好。但明显低于数码涡旋系统。 数码涡旋系统的IPLV性能良好。最终用户将享受节能的好处。
室内温度控制 响应速度慢,调节精度低,为±1℃。 响应速度快,调节精度高,为±0.5℃。

  综合以上比较,我们不难发现,多联机较离心式冷水机组存在极大优势:

  3、多联机的优势

  一拖多中央空调是由一台室外机配置多台室内机组成,被誉为模块一拖多中央空调系统,改变了高层建筑的空调问题.一拖多中央空调系统可为办公大楼、公寓、商场、酒店、医院和学校等场所提供广泛而多样的应用,与其它中央空调形式相比,一拖多中央空调中央空调具有如下优点:

  (1) 用冷媒直接蒸发式对室内空气进行冷却,效率高、耗能低。对比与其它中央空调二次交换特点,在制冷时间响应上比其它中央空调更迅速。而且在室内避免了冷冻水的跑、冒、滴、漏等现象,从而使吊顶、网线不会受到破坏。

  (2) 只用“电”这一种能源,就可以解决全部问题(不像其它空调系统还需要其它能源),并且大大降低对环境的污染。

  (3) 制冷室外温度:-5℃—54℃DB

  制热室外温度:-20℃—21℃WB

  比其它中央空调运行范围广。

  (4) 不同于其它中央空调,一拖多中央空调不需要另设空调机房,室外机可放置于屋顶或地面,节省了大量有限的建筑面积,可节省出地下室用来做停车场,而且不需要冷却塔、循环水泵、软化水等繁琐的附属设备,设备管理及维修明显减少,使设备后期投资大大降低。

  (5)一拖多中央空调系统属于电制冷范围,比其它电制冷中央空调形式省掉了循环水泵、冷却塔及附属设备,在系统规模上显得更加简单,且设备运行时不需要专人管理,室内、外机由电脑进行控制。

  (6) 具有很高的设计自由度,室内、外机的配管长度可达150m,所以室外机可根据现场情况灵活摆放。室内、外机的外型尺寸非常精巧,而且连接铜管也很细,室内机自身附带冷凝排水泵,可提高冷凝水管的安装高度,这样就可大大节省吊顶空间,保持高水准办公环境,节省土建的基本投资,和水系统中央空调相比可节省400mm的吊顶高度。

  (7) 一拖多中央空调系统安装极其方便,因为室内、外机连接管路简单不需要空调机房及大量的附属设备,所以安装周期较短。

  (8) 一拖多中央空调真正做到每个房间实行独立控制,且能做到电费独立计算,便于管理;而水系统中央空调,只要有一个房间使用空调,其冷水机组、循环水泵及辅助设备也都要投入使用,无法达到节约能源的目地。

  (9) 一拖多中央空调有多种款式,可针对房间吊顶,能分别采用嵌入式、内藏风管式,使室内机与房间装潢紧密配合。

  (10) 大楼的空调采取有线控制或集中控制,做到大楼自动化控制,而水系统中央空调要达到上述功能还要增加BA弱电系统。

  (11) 一拖多中央空调系统是一种无水的中央空调系统,不存在冬季水管路防冻问题,而水系统中央空调冬季为防止水管路冻裂,其循环水泵24小时不能停止运行,如果停止,将导致整个空调系统损坏。

  (12) 一拖多中央空调中央空调系统采用有线控制或集中控制,当系统中有一台室内机发生故障,其故障信息会直接显示在控制面板上,这样对排除故障带来方便。而水系统中央空调系统若发生故障,排除故障十分困难。

  4 采用离心式冷水机组与多联机方案定量比较

负荷比例(%) 制冷时间(天) 采暖时间(天)
100 2 18
75 50 68
50 55 23
25 13 6
    120 115

  (1)一次性投资比较

  ①设备选型

  方案一:数码多联机考虑温差衰减、管长衰减等最不利因素,按冷负荷:110w/ m2,热负荷:120w/ m2计算。选用1100HP设备。

  方案二:离心式冷水机组按冷负荷:100w/ m2,热负荷:80w/ m2计算。选用780RT设备。

  ②投资比较

  方案一:数码多联机系统投资约为660万元左右。(含设备、安装、材料)

  方案二:离心式冷水机组系统投资约为800万元左右。(含设备、安装、材料、主管道、机房、供热系统、自建油库及增设相应的消防投资和安全防护措施,未考虑备用系统)

  (2)耗电指标

  方案一:数码中央空调设计负荷为3080KW,总输入功率:990kw

  方案二:离心式冷水机组设计负荷为2800KW,总输入功率:1007kw燃油消耗量:250Kg/h

  离心式冷水机组         280kw*2台 560kw

  锅炉                  18.5 kw*2台 37kw

  冷冻泵二台       75 kw*2台 150kw

  冷却泵二台       55 kw*2台 110kw

  冷却塔二台       15 kw*2台 30kw

  盘管末端总功率:          60kw

  水处理设备                        60 kw

  燃油消耗量        250Kg/h*1台  250 Kg/h

  (3)年运行费

  计算条件:电费按1元/度。235个工作日中数码中央空调系统可按152.25个工作日计算,而水系统循环水泵需24小时不能停止运行;另外,由于一拖多中央空调系统可实现10-100%的能量调节方式,此项目为写字楼使用,空调实际开启率通常为70%,这很大的程度上节省了能量损失,而水系统为定容量,无法进行能量调节。

  方案一:年耗电费用:   106万元

  方案二:年耗电费用:   121万元

  年耗油费用:    144万元

  (4)年维修费

  方案一:年维修费很少,可忽略不计。   无

  方案二:年维修费+管道清洗费+冷却塔漂水量费  15万元

  (5)年管理费

  方案一:无需专人值班,免除管理人员工资。 无

  方案二:需12人专人值班。 21万元

  (6)各性能比较见下表

序号 比较项目 方案一(一拖多中央空调) 方案二(离心式冷水机组+锅炉)
1 一次性投资 660万元 800万元
2 设计电量 990kw 1007kw+250Kg/h
3 年运行费 106万元 121万元+144万元
4 年维修费 15万元
5 年管理费 21万元
6 合计 106元 301元

  (7)运行及计费方面

  方案一:即便只有一间房使用空调,都可以很方便自如地使用空调,本系统可做到电量分户计费。

  方案二:若房间使用率末达到某一标准(如低于30%使用率),整个大厦不能使用空调,因此,用本系统空调的大厦,不能够做到分区域使用,没有方案一的使用灵活。使整个系统在运行中能量浪费。这种情况造成了使用者与管理者之间的矛盾,且无法做到电量分户计费。

  (8)空调机组对使用面积要求

  方案一:外机可放置在楼顶、外墙固定机位内或其他墙外,不占用有效使用面积,且外机噪音极小。

  方案二:离心式冷水机组需占用200-300平方米更多室内或地下使用面积,且要做消音处理,而将这些设备占用面积用做出售、出租或自用,其利用价值将是非常大的经济数字。

  从上表分析,一拖多中央空调系统不但在一次性投资上比离心式冷水机组有优势,而且从大厦的特点、使用的便利性以及未来的运行费用和电量分户计费方面来说,一拖多中央空调系统具有很大的优势。如果考虑到空调的使用率较少的情况下,一拖多中央空调系统的优势就更明显了。

  此外,由于燃油锅炉所需燃料的特殊防爆、防火要求,其设计复杂系数高,还需要修建专门的油库等配套设施,加之离心机技术性要求很高,故对操作人员要求高。因此,综合来看,无论是从初投资、还是从年度运行费用来考虑,多联机中央空调系统均更为经济。

  5、结论

  在应用适当时,离心式冷水机组是一种很有特点的系统,具有很多优点,但是,在山东潍坊大酒店二期工程的具体条件下应用,就显出它的一些缺陷和局限性:

  (1)由于大厦设计建成于上世纪90年代,经过多年运营,设备老化,功能不足,已不适应一个国际化的商务中心的基本要求。新的大厦二期作为写字楼,要求所在大厦有利于突出、树立其集团的品牌形象,更要求其满足一个大型国际化办公大楼的功能需要,使之成为国际化、集团化、智能化、人性化、专业化、全球网络一体化的5A级智能型写字楼。故应采用适合当今世界空调器发展趋势的舒适、节能、环保的多联机系统。

  (2)大厦原有空调设备理论上不能满足两座大厦同时使用的要求。大厦原有空调设备总制冷量3693kw,若按原建筑面积2.9万平方米,办公楼0.5万平方米,单身宿舍0.5万平方米,新建筑面积2.8万平方米计算,单位负荷仅为59.15w/建筑平方米,不能满足夏季制冷要求。

  (3)新、旧系统高度不一致,水系统平衡无法满足。且现有设备配置不合理(如主机、锅炉、冷却塔均为三台,冷冻、冷却水泵各为五台,且冷冻、冷却水泵配置相同),给改造增加很大障碍。

  (4)新的大厦二期作为写字楼,租户所占面积分散,如使用原有系统,很难实现分户计量,且水系统计量精度较低,容易引起纠纷。

  (5)新的大厦二期作为写字楼,如使用原有系统,若房间使用率末达到30%或过度季节,整个大厦不能使用空调。这种情况造成了使用者与管理者之间的矛盾。

  建议大厦按功能分区,将五层及以下楼层空调设备与原有系统连接,六层以上使用多联机系统。这样做,既不浪费现有资源,又可提升大厦档次,还可适当降低投资,做到一举三得。



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