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乌鲁木齐四种冷源空调系统的运行费用比较(二) [2007-4-21]来源:论文中心
      

4、冬季运行费用

  依据上述设计条件, 空调系统冬、夏季送风量相同,L=305000m3/h,仍由6台50800m3/h的空调机组负责送风;冬季新风量占总风量15%,新风量45750(m3/h),新风负荷748.9kw,围护结构热负荷:800kw,总空调热负荷1548.9 kw湿负荷:600.0kg/h,热湿比:

ε=-4800.0kj/kg。在I——d图上(略),空气处理过程是:新风予热——新风与室内回风混合——再热。送风状态是:温度to=34.7℃,焓值io=51.7kj/kg,含湿量do=6.5g/kg。对于二级蒸发冷却空调系统:其送风量为:L=432000m3/h,由6台72000 m3/h空调机组负责送风,经计算:送风状态为:送风温度to=31.3℃,焓io=49.3kj/kg,含湿量do=7.1g/kg。热水循环流量:133.2 m3/h。

冬季各制冷空调系统耗能、耗水计算结果表三

系统

供热

方式

耗能、耗水设备

耗电量

(kw)

耗气量

(m3/h)

耗水量

(kg/h)

备注

电制冷空调系统

城市集中供热

换热器、二次水

水处理、水泵

0

500

一次水未能耗考虑

空调机组

22*6+0.55*6

0

160

小计

135.3

0

660.0

燃气炉自供热

燃气炉

1.5*2

88*2

0

水处理、循环水泵

7.5*2+2.2*0.3

+1.5*0.2

0

500

空调机组

22*6+0.55*6

0

160

小计

154.3

176

660.0

直燃式空调系统

高发加大直燃机组供热

直燃式冷水机组

4.0*2

93*2

0

空调机组

22*6+0.55*6

0

160

水处理、循环水泵

7.5*2+2.2*0.3

+1.5*0.2

0

500

小计

159.3

186

660.0

地源热泵空调系统

地源热泵机组供热

地源热泵制冷机组

220*2

0

0

空调机组

22*6+0.55*6

0

160

冷水泵、冷却水

提升泵

24*2+7.5*2

0

900

小计

638.3

0

1060.0

二级蒸发冷却空调系统

城市集中供热

送风机

15.0*2*6

0

循环水泵

0.75*6

0

200

直接加湿

换热器、二次水水处理、水泵

0

500

小计

184.5

0

700.0

燃气炉自供热

燃气炉

1.5*2

88*2

0

水处理、循环水泵

7.5*2+2.2*0.3

+1.5*0.2

0

600

空调机组

15*2*6+0.75*6

0

200

小计

238.5

176.0

800.0

冬季各系统一小时运行费用的结果表四

参数

系统

供热

方式

总耗

电量

(元/h)

天然气

总耗量(元/h)

总耗水量

(元/h)

总耗电、气、水耗用

(元/h)

四种系统

之间关系

电制冷空调系统

集中

供热

75.8

0

1.53

77.9+1.53+101.9=179.2

1.0

燃气

供热

86.4

235.8

1.53

323.7

1.81

直燃式制冷空调系统

高发加大直燃机组

供热

89.4

249.2

1.53

340.1

1.90

地源热泵制冷空调系统

地源热泵机组供热

357.4

0

2.47

360.0

2.01

二级蒸发冷却空调系统

集中

供热

103.3

0

1.63

103.3+1.63+101.9=206.8

1.15

燃气

供热

133.6

235.8

1.86

371.2

2.07

:集中供热按城市采暖费22.0元/m2标准计算(空调用热与采暖用热价格暂定一样),这包括了锅炉房一、二次水泵耗能,燃煤、人工、维修等总费用;一个采暖期180天(每天12小时),折合到本建筑每小时费用101.9元/h。

5、冬季设计工况下的结果

5.1、冬季各系统运行时费用相差较大,这对采暖期长,能耗大的寒冷地区特别重要;从表四可以得出:冬季在乌鲁木齐除采用城市集中供热外(不考虑热贴),其它任何空调系统在采用以天燃气为主要热源供热或地源热泵机组方式供热都很不经济,所以应避免采用。

5.2、冬季新风量虽然占总送风量不大,但空调机组在对其加热、加湿过程中能耗确很大,在采用集中供热的空调系统中,新风负荷约占总负荷50%,其运行费用也占总费用50%左右,所以设计时对冬季新风是否采用、采用多少应特别注意。如:在直燃式空调和地源热泵空调系统的有些设计中,设计人为了满足全年负荷要求,就以冬季这二种机组的额定出力选择设备,其结果必然是出投资增大,冬季系统运行费用高,夏季系统长年在部分负荷情况下运行,对即机组不利,运行也不经济,是应禁止选择的设计方案。

5.3、在不考虑一次用水情况下,水的损耗占总费用不到1%;在采用集中供热的空调系统中,集中供热费用是固定不变的,空调机组能耗约占50%左右。

6、全年设计工况下的结果

6.1、在现有收费条件下,用城市集中供热是冬季空调系统的最经济用热方式。

6.2、使用天然蒸发冷却冷源空调系统——方案4是夏季各类空调系统中最为经济的系统,冬季使用城市集中供热也较经济。

6.3、夏季使用常规典型的螺杆式电制冷空调系统——方案1,在设计工况下其运行费用是方案4的一倍,冬季应使用城市集中供热供热。

6.4、夏季使用直燃型溴化锂制冷空调系统——方案2,其运行费用与方案1相当,冬季不应时用直燃机供热。

6.5、由于冬季热负荷较大,再使用地源热泵供热相对就很不合理,夏季使用地热水源热泵——方案3供冷是否经济,主要取决于地下水水位或井深。

  事实上,选择何种方式的制冷空调系统对一项工程不仅重要,而且相当复杂;除了应进行经济分析比较外,还必须考虑到一次投资、人员成本、技术上可靠合理、设备的性能和使用寿命、设备的使用与维修、自动化管理与调节、设备和管道占用场地和空间情况、对环境影响等。只有全面掌握有关信息,分析比较后才能得出最佳方案。

参考文献:

  • David M.Elovitz,P.E. Selecting the Right HVAC System. ASHRAE Journal. 2002,44(1):24-30;
  • 李树林.“中央空调冷源选择的热经济学分析及比较”.全国暖通空调制冷2000年学会论文集.792-795;
  • 苏文.“空调冷热源的选择和节能 ”. 全国暖通空调制冷2002年学会论文集.725-729;
  • 许雷、范存养.“冷水机组的能耗及其对环境影响的比较”. 全国暖通空调制冷1998年学会论文集.3254-327

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