中央空调设计方案技术经济比较

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某娱乐中心冷冻站设计方案技术经济比较 

对某给定工程冷冻站，拟定三种设计方案，分别采用水冷式水机组、风冷热泵式冷热水机组及溴化锂吸收式冷热水机组，从初投资、运行费、折旧费、控制、操作、噪声、振动、运行、管理等方面进行了技术经济比较，并从中选择一种付诸实施。前言 

在空调技术快速发展的今天，工程设计中究竟选用哪一种冷（热）水机组？其经济性能、技术性能如何？本文以某工程为例，详细比较了水冷螺杆式冷水机组、风冷热泵螺杆式冷热水机组、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组的经济技术性能，希望对工程设计中合理选择冷（热）水机组有所帮助。

工程概况及方案考虑

该娱乐中心为一座3层建筑，局部4层，建筑面积共5620m²。1层为冷冻站、厨房、中西餐厅、美容中心、浴室（内设冷、温、热水冲浪浴池，淋浴等）及客房（内设桑拿浴或按摩浴缸）。2层部分为KTV包房，其余为客房。3、4层全部为客房。2、3、4层客房均有浴缸等卫生设施。

娱乐中心设有风机盘管空调系统和集中供卫生热水系统。本冷冻站即负担空调系统冷、热量供应和卫生热水系统热量供应。系统冷热负荷见表1。

冷热负荷 表1

空调系统 

卫生热水系统 

夏季（冷负荷）

冬季（热负荷）

夏季（冷负荷）

冬季（热负荷）

负荷/KW  

747

632

471

816

水温/℃   

7/12

60/55

65/40

65/40

本工程考虑三个方案。
方案1 选用2台水冷螺杆式冷水机组，设计工况产冷量分别为490KW和324KW，合计814KW，夏季供空调系统冷量；选用一台燃油热水器，设计工况产热量1454KW，夏季供卫生热水系统热量，冬季供空调系统热量和卫生热水系统热量。
方案2 选用一台直燃型溴化锂吸收式冷热水机组，设计工况产冷量805KW，产热量678KW，夏季供空调系统冷量，冬季供空调系统热量；选用一台燃油热水器，设计工况产热量827KW，夏季、冬季供卫生热水系统热量。
方案 3 选用2台风冷螺杆式冷热水机组，设计工况产冷量380KW，合计760KW；产热量304KW，合计608KW，夏季供空调系统冷量，冬季供空调系统热量；选用1台燃油热水器，设计工况产热量为872KW，夏季、冬季供卫生热水系统热量。
各方案的技术经济性 各方案的技术经济性比较（见表2）
因各方案燃油供应系统、卫生热水供应系统（除燃油热水器）均相同，故不进行比较。方案1、2、3供冷供热量均按表1（方案3冬季空调系统供热量为608KW）。

各方案的技术经济性分析 由表2可以看出： 初投资
方案1最低，方案2次之，方案3最高。
方案2中直燃型溴化锂吸收式冷热水机组燃料供应系统与燃油热水器共用，故不需再增加此项投资。 

运行费
夏季：方案1最低，方案2次之，方案3最高；
冬季：方案2最低，方案1次之，方案3最高。

折旧费
方案1最低，方案2次之，方案2最高。

表2 各方案技术经济性

                                     项 目

方案1

方案2           

方案3

设计工况产冷量（夏）/KW                           

814

814

760

水温/℃

7/12

7/12

7/12

设计工况产热量（冬）KW

1454

678

872

608

872

水温 /℃

65/57

60/55.8

65/40

45/40

65/40

机房面积/m2

198

184.5

144

耗电量/KW          

设备容量

279

87.7

294.4

  运行容量(夏)

236.5

87.7

289.8

运行容量(冬)

19.1

27.5

240.2

最大小时耗油量/kg/h

(夏)

42.3

99.5

42.3

(冬)

130

124.7

73.4

初投资/元              

土建费^①

237600

221400

172 800

设备费^②

710 737

1425945

1 814 896

安装费

58 276

48896

26 210

电力增容费/元

供配电贴费 ^③

139500

43830

147150

电源建设资金

310000

97400

327000

其 它

31000

9740

32700

合 计

1487113

1847211

2520756

运行费^④/元/h          

(夏)

246.8

271.7

282.0

(冬)

292.1

286.2

316.1

折旧费^⑤/元/a

52 537

158 607

120 415

负荷调节范围   

(夏)

15%～100%

20%～100%

15％～100％

无级调节

无级调节

无级调节

(冬)

30%～100%

30%～100%

30%～100%

无级调节

无级调节

无级调节

控制操作

自动保护,自动控制,手动调节,操作简单 

电脑自动控制，自动保护,负荷自动调节,操作简单,( 键开机，键关机）

电脑自动控制，自动保护,负荷自动调节,操作简单,( 键开机，键关机）

耗电量 

方案2最低，方案1次之，方案3最高。

耗电量增大，不仅电力增容费增加，自备电源的容量和费用也随之增加，因些该项投资亦很可观。对于中、西部等电力供应比较紧张的地区，高档娱乐、休闲中心必须考虑自备电源。方案2自备120KW柴油发电机组，夏季停电时，即可保证空调系统和小功率电器运行。而方案1和方案3则分别需270KW和330KW，甚至方案1、3因需太大的自备电源而无法办到。

噪声和振动 

方案1噪声和振动都较大，因冷水机组设在大楼内，噪声和振动若处理不好将影响大楼的室内环境。
方案2噪声和振动都很小，不会影响大楼室内环境。
方案3噪声和振动较小，但冷热水机组设在屋顶上，需采取减振措施。

运行可靠性 

方案1设备故障率较低，且2台设备可互相备用，运行可靠性高。
方案2为单台设备，备用性差。但溴化锂吸收式冷（热）水机组本身转动部件少，设备故障率低，运行可靠性高。国产溴化锂吸收式制冷机一般7～15d抽一次真空，抽真空不影响机组运行。对机组的清洗和维护可在春秋季节停机时进行。
方案3设备故障率低，且2台设备可互相备用，运行可靠性高。

机房面积
方案1设备外形最小，但选2台设备，机房面积最大。
方案2为单台设备，虽然设备庞大，但机房面积并不太大。
方案3虽然所选设备庞大，并为2台，但因冷热水机组置于屋顶上，不占机房面积，因而方案3机房面积最小。 

结论 

方案1选择国产水冷螺杆式冷水机组，价格便宜，体积小，技术成熟，运行可靠，使用寿命长。但噪声大、振动大、耗电量大。虽然制冷量调节方便，但耗电量减少不大，大、中型机房需不同冷量机组搭配使用。若采用半封闭压缩机或进口压缩机，噪声、振动可减小，但价格却高得多。

方案2溴化锂吸收式冷（热）水机组，耗电量很少，转动部件少，故障率低，运行可靠，噪声小，振动小，制冷量调节方便，中小型机房可单台使用。机组以LiBr水溶液为工质，对大气环境污染较少。寿命比螺杆式机组短。冷却水耗量比螺杆式机组大。

目前，国内风冷热泵螺杆式冷（热）水机组压缩机多为进口，且为多台压缩机组合。运行可靠，操作管理方便，制冷量调节方便，噪声振动较小，无需冷却水系统。可放置在屋顶或室外地坪上，减少机房面积，甚至可以不要机房，这一点对于商业性建筑非常有利。但机组价格高，耗电量大。冬季供热受室外气温影响较大。室外气温降低，机组制热量减少，效率降低。当空气换热器表面温度低于0℃时，表面将结霜，机组需定期进行除霜，既耗能，又影响供热。供热水温度较低，不超过50℃，影响末端空调设备换热效率。

任何一种冷冻站方案都不能尽善尽美。工程中要因地制宜，既要考虑冷冻站的初投资、运行费等经济性能，也要考虑冷冻站的噪声、振动、运行、操作、维护管理等技术性能，与工程整体及周围环境相协调；既要考虑当前投资效益，也要考虑长远利益，合理选择冷冻站方案。

经综合考虑本工程拟选用方案2。

注：
①土建造价按1200元/m²计。
②设备费仅包括流程图中出现的设备（含燃油热水器）。设备费为设备单价加8%运杂费、安装调试费。
③电力增容费功率因数按90%计，供配电贴费450元/（KVA），电源建设资金1000元/（KVA），其它100元/（KVA）。电源建设资金兑现电量3a后开始还本付息，分10a等额还清。
④0^#柴油价2150元/t。动力电价0.659元/KWh（娱乐中心）。
⑤折旧年限房屋按30a计，直燃型溴化锂吸收式。