4、冬季運行費用
依據(jù)上述設(shè)計條件, 空調(diào)系統(tǒng)冬、夏季送風量相同，L=305000m3/h，仍由6臺50800m3/h的空調(diào)機組負責送風；冬季新風量占總風量15%，新風量45750（m3/h）,新風負荷748.9kw，圍護結(jié)構(gòu)熱負荷：800kw，總空調(diào)熱負荷1548.9 kw濕負荷：600.0kg/h，熱濕比：
ε=-4800.0kj/kg。在I——d圖上（略），空氣處理過程是：新風予熱——新風與室內(nèi)回風混合——再熱。送風狀態(tài)是：溫度to=34.7℃，焓值io=51.7kj/kg，含濕量do=6.5g/kg。對于二級蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)：其送風量為：L=432000m3/h，由6臺72000 m3/h空調(diào)機組負責送風,經(jīng)計算：送風狀態(tài)為：送風溫度to=31.3℃，焓io=49.3kj/kg,含濕量do=7.1g/kg。熱水循環(huán)流量：133.2 m3/h。
冬季各制冷空調(diào)系統(tǒng)耗能、耗水計算結(jié)果表三
|
系統(tǒng) |
供熱 方式 |
耗能、耗水設(shè)備 |
耗電量 （kw） |
耗氣量 （m3/h） |
耗水量 （kg/h） |
備注 |
|
電制冷空調(diào)系統(tǒng) |
城市集中供熱 |
換熱器、二次水 水處理、水泵 |
0 |
500 |
一次水未能耗考慮 | |
|
空調(diào)機組 |
22*6+0.55*6 |
0 |
160 |
|||
|
小計 |
135.3 |
0 |
660.0 |
|||
|
燃氣爐自供熱 |
燃氣爐 |
1.5*2 |
88*2 |
0 |
||
|
水處理、循環(huán)水泵 |
7.5*2+2.2*0.3 +1.5*0.2 |
0 |
500 |
|||
|
空調(diào)機組 |
22*6+0.55*6 |
0 |
160 |
|||
|
小計 |
154.3 |
176 |
660.0 |
|||
|
直燃式空調(diào)系統(tǒng) |
高發(fā)加大直燃機組供熱 |
直燃式冷水機組 |
4.0*2 |
93*2 |
0 |
|
|
空調(diào)機組 |
22*6+0.55*6 |
0 |
160 |
|||
|
水處理、循環(huán)水泵 |
7.5*2+2.2*0.3 +1.5*0.2 |
0 |
500 |
|||
|
小計 |
159.3 |
186 |
660.0 |
|||
|
地源熱泵空調(diào)系統(tǒng) |
地源熱泵機組供熱 |
地源熱泵制冷機組 |
220*2 |
0 |
0 |
|
|
空調(diào)機組 |
22*6+0.55*6 |
0 |
160 |
|||
|
冷水泵、冷卻水 提升泵 |
24*2+7.5*2 |
0 |
900 |
|||
|
小計 |
638.3 |
0 |
1060.0 |
|||
|
二級蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng) |
城市集中供熱 |
送風機 |
15.0*2*6 |
0 |
||
|
循環(huán)水泵 |
0.75*6 |
0 |
200 |
直接加濕 | ||
|
換熱器、二次水水處理、水泵 |
0 |
500 |
||||
|
小計 |
184.5 |
0 |
700.0 |
|||
|
燃氣爐自供熱 |
燃氣爐 |
1.5*2 |
88*2 |
0 |
||
|
水處理、循環(huán)水泵 |
7.5*2+2.2*0.3 +1.5*0.2 |
0 |
600 |
|||
|
空調(diào)機組 |
15*2*6+0.75*6 |
0 |
200 |
|||
|
小計 |
238.5 |
176.0 |
800.0 |
冬季各系統(tǒng)一小時運行費用的結(jié)果表四
|
參數(shù) 系統(tǒng) |
供熱 方式 |
總耗 電量 (元/h) |
天然氣 總耗量(元/h) |
總耗水量 (元/h) |
總耗電、氣、水耗用 (元/h) |
四種系統(tǒng) 之間關(guān)系 |
|
電制冷空調(diào)系統(tǒng) |
集中 供熱 |
75.8 |
0 |
1.53 |
77.9+1.53+101.9=179.2 |
1．0 |
|
燃氣 供熱 |
86.4 |
235.8 |
1.53 |
323.7 |
1.81 | |
|
直燃式制冷空調(diào)系統(tǒng) |
高發(fā)加大直燃機組 供熱 |
89.4 |
249.2 |
1.53 |
340.1 |
1.90 |
|
地源熱泵制冷空調(diào)系統(tǒng) |
地源熱泵機組供熱 |
357.4 |
0 |
2.47 |
360.0 |
2.01 |
|
二級蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng) |
集中 供熱 |
103.3 |
0 |
1.63 |
103.3+1.63+101.9=206.8 |
1.15 |
|
燃氣 供熱 |
133.6 |
235.8 |
1.86 |
371.2 |
2.07 |
注：集中供熱按城市采暖費22.0元/m2標準計算（空調(diào)用熱與采暖用熱價格暫定一樣）,這包括了鍋爐房一、二次水泵耗能，燃煤、人工、維修等總費用；一個采暖期180天(每天12小時)，折合到本建筑每小時費用101.9元/h。
5、冬季設(shè)計工況下的結(jié)果
5．1、冬季各系統(tǒng)運行時費用相差較大，這對采暖期長，能耗大的寒冷地區(qū)特別重要;從表四可以得出：冬季在烏魯木齊除采用城市集中供熱外（不考慮熱貼），其它任何空調(diào)系統(tǒng)在采用以天燃氣為主要熱源供熱或地源熱泵機組方式供熱都很不經(jīng)濟，所以應(yīng)避免采用。
5．2、冬季新風量雖然占總送風量不大，但空調(diào)機組在對其加熱、加濕過程中能耗確很大，在采用集中供熱的空調(diào)系統(tǒng)中，新風負荷約占總負荷50%，其運行費用也占總費用50%左右，所以設(shè)計時對冬季新風是否采用、采用多少應(yīng)特別注意。如：在直燃式空調(diào)和地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的有些設(shè)計中，設(shè)計人為了滿足全年負荷要求，就以冬季這二種機組的額定出力選擇設(shè)備，其結(jié)果必然是出投資增大，冬季系統(tǒng)運行費用高，夏季系統(tǒng)長年在部分負荷情況下運行，對即機組不利，運行也不經(jīng)濟，是應(yīng)禁止選擇的設(shè)計方案。
5．3、在不考慮一次用水情況下，水的損耗占總費用不到1%；在采用集中供熱的空調(diào)系統(tǒng)中，集中供熱費用是固定不變的，空調(diào)機組能耗約占50%左右。
6、全年設(shè)計工況下的結(jié)果
6．1、在現(xiàn)有收費條件下，用城市集中供熱是冬季空調(diào)系統(tǒng)的最經(jīng)濟用熱方式。
6．2、使用天然蒸發(fā)冷卻冷源空調(diào)系統(tǒng)——方案4是夏季各類空調(diào)系統(tǒng)中最為經(jīng)濟的系統(tǒng)，冬季使用城市集中供熱也較經(jīng)濟。
6．3、夏季使用常規(guī)典型的螺桿式電制冷空調(diào)系統(tǒng)——方案1，在設(shè)計工況下其運行費用是方案4的一倍，冬季應(yīng)使用城市集中供熱供熱。
6．4、夏季使用直燃型溴化鋰制冷空調(diào)系統(tǒng)——方案2，其運行費用與方案1相當，冬季不應(yīng)時用直燃機供熱。
6．5、由于冬季熱負荷較大，再使用地源熱泵供熱相對就很不合理，夏季使用地熱水源熱泵——方案3供冷是否經(jīng)濟，主要取決于地下水水位或井深。
事實上，選擇何種方式的制冷空調(diào)系統(tǒng)對一項工程不僅重要，而且相當復雜；除了應(yīng)進行經(jīng)濟分析比較外，還必須考慮到一次投資、人員成本、技術(shù)上可靠合理、設(shè)備的性能和使用壽命、設(shè)備的使用與維修、自動化管理與調(diào)節(jié)、設(shè)備和管道占用場地和空間情況、對環(huán)境影響等。只有全面掌握有關(guān)信息，分析比較后才能得出最佳方案。
參考文獻：
- David M.Elovitz,P.E. Selecting the Right HVAC System. ASHRAE Journal. 2002，44（1）：24-30；
- 李樹林.“中央空調(diào)冷源選擇的熱經(jīng)濟學分析及比較”.全國暖通空調(diào)制冷2000年學會論文集.792-795;
- 蘇文.“空調(diào)冷熱源的選擇和節(jié)能 ”. 全國暖通空調(diào)制冷2002年學會論文集.725-729;
- 許雷、范存養(yǎng).“冷水機組的能耗及其對環(huán)境影響的比較”. 全國暖通空調(diào)制冷1998年學會論文集.3254-327
