某娛樂中心冷凍站設(shè)計方案技術(shù)經(jīng)濟比較
對某給定工程冷凍站,擬定三種設(shè)計方案,分別采用水冷式水機組、風(fēng)冷熱泵式冷熱水機組及溴化鋰吸收式冷熱水機組,從初投資、運行費、折舊費、控制、操作、噪聲、振動、運行、管理等方面進行了技術(shù)經(jīng)濟比較,并從中選擇一種付諸實施。前言
在空調(diào)技術(shù)快速發(fā)展的今天,工程設(shè)計中究竟選用哪一種冷(熱)水機組?其經(jīng)濟性能、技術(shù)性能如何?本文以某工程為例,詳細比較了水冷螺桿式冷水機組、風(fēng)冷熱泵螺桿式冷熱水機組、直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組的經(jīng)濟技術(shù)性能,希望對工程設(shè)計中合理選擇冷(熱)水機組有所幫助。
工程概況及方案考慮
該娛樂中心為一座3層建筑,局部4層,建筑面積共5620m2。1層為冷凍站、廚房、中西餐廳、美容中心、浴室(內(nèi)設(shè)冷、溫、熱水沖浪浴池,淋浴等)及客房(內(nèi)設(shè)桑拿浴或按摩浴缸)。2層部分為KTV包房,其余為客房。3、4層全部為客房。2、3、4層客房均有浴缸等衛(wèi)生設(shè)施。
娛樂中心設(shè)有風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)和集中供衛(wèi)生熱水系統(tǒng)。本冷凍站即負擔空調(diào)系統(tǒng)冷、熱量供應(yīng)和衛(wèi)生熱水系統(tǒng)熱量供應(yīng)。系統(tǒng)冷熱負荷見表1。
冷熱負荷 表1
| 空調(diào)系統(tǒng) | 衛(wèi)生熱水系統(tǒng) | ||
| 夏季(冷負荷) | 冬季(熱負荷) | 夏季(冷負荷) | 冬季(熱負荷) |
負荷/KW | 747 | 632 | 471 | 816 |
水溫/℃ | 7/12 | 60/55 | 65/40 | 65/40 |
本工程考慮三個方案。
方案1 選用2臺水冷螺桿式冷水機組,設(shè)計工況產(chǎn)冷量分別為490KW和324KW,合計814KW,夏季供空調(diào)系統(tǒng)冷量;選用一臺燃油熱水器,設(shè)計工況產(chǎn)熱量1454KW,夏季供衛(wèi)生熱水系統(tǒng)熱量,冬季供空調(diào)系統(tǒng)熱量和衛(wèi)生熱水系統(tǒng)熱量。
方案2 選用一臺直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組,設(shè)計工況產(chǎn)冷量805KW,產(chǎn)熱量678KW,夏季供空調(diào)系統(tǒng)冷量,冬季供空調(diào)系統(tǒng)熱量;選用一臺燃油熱水器,設(shè)計工況產(chǎn)熱量827KW,夏季、冬季供衛(wèi)生熱水系統(tǒng)熱量。
方案 3 選用2臺風(fēng)冷螺桿式冷熱水機組,設(shè)計工況產(chǎn)冷量380KW,合計760KW;產(chǎn)熱量304KW,合計608KW,夏季供空調(diào)系統(tǒng)冷量,冬季供空調(diào)系統(tǒng)熱量;選用1臺燃油熱水器,設(shè)計工況產(chǎn)熱量為872KW,夏季、冬季供衛(wèi)生熱水系統(tǒng)熱量。
各方案的技術(shù)經(jīng)濟性 各方案的技術(shù)經(jīng)濟性比較(見表2)
因各方案燃油供應(yīng)系統(tǒng)、衛(wèi)生熱水供應(yīng)系統(tǒng)(除燃油熱水器)均相同,故不進行比較。方案1、2、3供冷供熱量均按表1(方案3冬季空調(diào)系統(tǒng)供熱量為608KW)。
各方案的技術(shù)經(jīng)濟性分析 由表2可以看出: 初投資
方案1最低,方案2次之,方案3最高。
方案2中直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組燃料供應(yīng)系統(tǒng)與燃油熱水器共用,故不需再增加此項投資。
運行費
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。
折舊費
方案1最低,方案2次之,方案2最高。
表2 各方案技術(shù)經(jīng)濟性
項 目 | 方案1 | 方案2 | 方案3 | |||
設(shè)計工況產(chǎn)冷量(夏)/KW | 814 | 814 | 760 | |||
水溫/℃ | 7/12 | 7/12 | 7/12 | |||
設(shè)計工況產(chǎn)熱量(冬)KW | 1454 | 678 | 872 | 608 | 872 | |
水溫 /℃ | 65/57 | 60/55.8 | 65/40 | 45/40 | 65/40 | |
機房面積/m2 | 198 | 184.5 | 144 | |||
耗電量/KW
| 設(shè)備容量 | 279 | 87.7 | 294.4 | ||
運行容量(夏) | 236.5 | 87.7 | 289.8 | |||
運行容量(冬) | 19.1 | 27.5 | 240.2 | |||
最大小時耗油量/kg/h | (夏) | 42.3 | 99.5 | 42.3 | ||
(冬) | 130 | 124.7 | 73.4 | |||
初投資/元
| 土建費① | 237600 | 221400 | 172 800 | ||
設(shè)備費② | 710 737 | 1425945 | 1 814 896 | |||
安裝費 | 58 276 | 48896 | 26 210 | |||
電力增容費/元
| 供配電貼費 ③ | 139500 | 43830 | 147150 | ||
電源建設(shè)資金 | 310000 | 97400 | 327000 | |||
其 它 | 31000 | 9740 | 32700 | |||
合 計 | 1487113 | 1847211 | 2520756 | |||
運行費④/元/h | (夏) | 246.8 | 271.7 | 282.0 | ||
(冬) | 292.1 | 286.2 | 316.1 | |||
折舊費⑤/元/a | 52 537 | 158 607 | 120 415 | |||
負荷調(diào)節(jié)范圍
| (夏) | 15%~100% | 20%~100% | 15%~100% | ||
無級調(diào)節(jié) | 無級調(diào)節(jié) | 無級調(diào)節(jié) | ||||
(冬) | 30%~100% | 30%~100% | 30%~100% | |||
無級調(diào)節(jié) | 無級調(diào)節(jié) | 無級調(diào)節(jié) | ||||
控制操作 | 自動保護,自動控制,手動調(diào)節(jié),操作簡單 | 電腦自動控制,自動保護,負荷自動調(diào)節(jié),操作簡單,( 鍵開機,鍵關(guān)機) | 電腦自動控制,自動保護,負荷自動調(diào)節(jié),操作簡單,( 鍵開機,鍵關(guān)機) |
耗電量
方案2最低,方案1次之,方案3最高。
耗電量增大,不僅電力增容費增加,自備電源的容量和費用也隨之增加,因些該項投資亦很可觀。對于中、西部等電力供應(yīng)比較緊張的地區(qū),高檔娛樂、休閑中心必須考慮自備電源。方案2自備120KW柴油發(fā)電機組,夏季停電時,即可保證空調(diào)系統(tǒng)和小功率電器運行。而方案1和方案3則分別需270KW和330KW,甚至方案1、3因需太大的自備電源而無法辦到。
噪聲和振動
方案1噪聲和振動都較大,因冷水機組設(shè)在大樓內(nèi),噪聲和振動若處理不好將影響大樓的室內(nèi)環(huán)境。
方案2噪聲和振動都很小,不會影響大樓室內(nèi)環(huán)境。
方案3噪聲和振動較小,但冷熱水機組設(shè)在屋頂上,需采取減振措施。
運行可靠性
方案1設(shè)備故障率較低,且2臺設(shè)備可互相備用,運行可靠性高。
方案2為單臺設(shè)備,備用性差。但溴化鋰吸收式冷(熱)水機組本身轉(zhuǎn)動部件少,設(shè)備故障率低,運行可靠性高。國產(chǎn)溴化鋰吸收式制冷機一般7~15d抽一次真空,抽真空不影響機組運行。對機組的清洗和維護可在春秋季節(jié)停機時進行。
方案3設(shè)備故障率低,且2臺設(shè)備可互相備用,運行可靠性高。
機房面積
方案1設(shè)備外形最小,但選2臺設(shè)備,機房面積最大。
方案2為單臺設(shè)備,雖然設(shè)備龐大,但機房面積并不太大。
方案3雖然所選設(shè)備龐大,并為2臺,但因冷熱水機組置于屋頂上,不占機房面積,因而方案3機房面積最小。
結(jié)論
方案1選擇國產(chǎn)水冷螺桿式冷水機組,價格便宜,體積小,技術(shù)成熟,運行可靠,使用壽命長。但噪聲大、振動大、耗電量大。雖然制冷量調(diào)節(jié)方便,但耗電量減少不大,大、中型機房需不同冷量機組搭配使用。若采用半封閉壓縮機或進口壓縮機,噪聲、振動可減小,但價格卻高得多。
方案2溴化鋰吸收式冷(熱)水機組,耗電量很少,轉(zhuǎn)動部件少,故障率低,運行可靠,噪聲小,振動小,制冷量調(diào)節(jié)方便,中小型機房可單臺使用。機組以LiBr水溶液為工質(zhì),對大氣環(huán)境污染較少。壽命比螺桿式機組短。冷卻水耗量比螺桿式機組大。
目前,國內(nèi)風(fēng)冷熱泵螺桿式冷(熱)水機組壓縮機多為進口,且為多臺壓縮機組合。運行可靠,操作管理方便,制冷量調(diào)節(jié)方便,噪聲振動較小,無需冷卻水系統(tǒng)?煞胖迷谖蓓敾蚴彝獾仄荷,減少機房面積,甚至可以不要機房,這一點對于商業(yè)性建筑非常有利。但機組價格高,耗電量大。冬季供熱受室外氣溫影響較大。室外氣溫降低,機組制熱量減少,效率降低。當空氣換熱器表面溫度低于0℃時,表面將結(jié)霜,機組需定期進行除霜,既耗能,又影響供熱。供熱水溫度較低,不超過50℃,影響末端空調(diào)設(shè)備換熱效率。
任何一種冷凍站方案都不能盡善盡美。工程中要因地制宜,既要考慮冷凍站的初投資、運行費等經(jīng)濟性能,也要考慮冷凍站的噪聲、振動、運行、操作、維護管理等技術(shù)性能,與工程整體及周圍環(huán)境相協(xié)調(diào);既要考慮當前投資效益,也要考慮長遠利益,合理選擇冷凍站方案。
經(jīng)綜合考慮本工程擬選用方案2。
注:
①土建造價按1200元/m2計。
②設(shè)備費僅包括流程圖中出現(xiàn)的設(shè)備(含燃油熱水器)。設(shè)備費為設(shè)備單價加8%運雜費、安裝調(diào)試費。
③電力增容費功率因數(shù)按90%計,供配電貼費450元/(KVA),電源建設(shè)資金1000元/(KVA),其它100元/(KVA)。電源建設(shè)資金兌現(xiàn)電量3a后開始還本付息,分10a等額還清。
④0#柴油價2150元/t。動力電價0.659元/KWh(娛樂中心)。
⑤折舊年限房屋按30a計,直燃型溴化鋰吸收式。