冷熱源方案的選擇是空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)重要的決策環(huán)節(jié)。關(guān)系到項(xiàng)目的投資、運(yùn)行費(fèi)用、對(duì)環(huán)境的影響、能耗等重要問題。本文試圖研究空調(diào)系統(tǒng)冷熱源方案的選擇方法,找到一種科學(xué)、合理、簡(jiǎn)便的決策方法,提出了簡(jiǎn)單而實(shí)用的層次分析法。為工程技術(shù)人員選擇空調(diào)系統(tǒng)令熱源提供理論指導(dǎo)。

空調(diào)冷熱源方案選擇的原則

及指標(biāo)體系的設(shè)置:

(一)空調(diào)冷熱源方案選擇的原則可歸納為以下幾點(diǎn):

熱源設(shè)備的選用,應(yīng)按照國(guó)家能源政策和符合環(huán)保、消防、安全技術(shù)規(guī)定,以及根據(jù)當(dāng)?shù)啬茉垂⿷?yīng)情況來選擇,應(yīng)以電和天然氣為主,大中城市宜選用燃?xì)狻⑷加湾仩t,鄉(xiāng)鎮(zhèn)可選用燃煤鍋爐;

若當(dāng)?shù)毓╇娋o張,有熱電站供熱或有足夠的冬季供暖鍋爐,特別是有廢熱、余熱可資利用時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用溴化鋰吸收式制冷機(jī);

當(dāng)?shù)毓╇娋o張,且夏季供應(yīng)廉價(jià)的天然氣,同時(shí)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí),可選用直燃式溴化鋰吸收式制冷機(jī);

直燃式溴化鋰吸收式制冷機(jī)與溴化鋰吸收式制冷機(jī)相比,具有許多優(yōu)點(diǎn),因此,在同等條件下特別是有廉價(jià)天然氣可資利用時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用;

積極發(fā)展集中供熱、區(qū)域供冷供熱站和熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。

按性能系數(shù)高低來選擇制冷設(shè)備的順序?yàn)椋弘x心式、螺桿式、活塞式、吸收式、渦旋式;

考慮建筑全年空調(diào)負(fù)荷分布規(guī)律和制冷機(jī)部分負(fù)荷下的調(diào)節(jié)特性,合理選擇機(jī)型、臺(tái)數(shù)和調(diào)節(jié)方式,提高制冷系統(tǒng)在部分負(fù)荷下的運(yùn)行效率,以降低全年總能耗;

為了平衡供電峰谷差,有條件時(shí)應(yīng)積極推廣蓄冷空調(diào)和低溫送風(fēng)或大溫差供水相結(jié)合的系統(tǒng);

保護(hù)大氣臭氧層,積極采用cFc和HCFC替代制冷劑。當(dāng)今世界公認(rèn)的三大環(huán)保問題(臭氧層破壞、溫室效應(yīng)、酸雨)均與空調(diào)中制冷設(shè)備的各種排放物質(zhì)有關(guān)。在選用冷熱源設(shè)備時(shí),應(yīng)注意其所使用工質(zhì)符合環(huán)保要求;

選用風(fēng)冷還是水冷機(jī)組須因地制宜,因工程而異。一般大型工程宜選用水冷機(jī)組,小型工程或缺水地區(qū)宜選用風(fēng)冷機(jī)組;

上述10個(gè)基本的選型原則,并非選型中考慮的全部因素和問題,但它是基本的、必要的。其它諸如產(chǎn)品的冷量調(diào)節(jié)范圍、水資源狀況、噪聲、外形尺寸、電源的電壓等級(jí)、占地、重量、無故障運(yùn)行周期、服務(wù)質(zhì)量等多種因素,也可能階段性地上升為突出問題。

(二)空調(diào)冷熱源方案選擇指標(biāo)體系的設(shè)置

空調(diào)冷熱源方案設(shè)計(jì)是一個(gè)普遍性與特殊性相結(jié)合的問題,應(yīng)在考慮具體設(shè)計(jì)特定條件的基礎(chǔ)上,對(duì)符合要求的各備選方案在總體上進(jìn)行比較。比較本身就是一個(gè)相對(duì)的概念,為了對(duì)各備選方案進(jìn)行比較,就需要有一系列性能指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和實(shí)物指標(biāo),對(duì)方案進(jìn)行比較時(shí),首先要求這些指標(biāo)是可比的,特別是代表方案價(jià)值的主要指標(biāo)必須具有可比性。

一般情況下,選擇空調(diào)冷熱源方案時(shí)應(yīng)考慮以下因素:

節(jié)省的初投資和節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)用。對(duì)某一具體空調(diào)系統(tǒng),不同冷熱源方案各設(shè)備價(jià)格差別較大,單獨(dú)從某個(gè)數(shù)字是不能直觀地判斷方案優(yōu)劣,通常的做法是對(duì)不同冷熱源方案總的初投資和年總運(yùn)行費(fèi)用分別進(jìn)行比較。在工程項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)階段,計(jì)算各方案總的初投資和年總運(yùn)行費(fèi)用是比較困難的,這就需要建立一個(gè)基準(zhǔn)方案(通常指常規(guī)的電動(dòng)式冷水機(jī)組十熱源),使所有備選方案與基準(zhǔn)方案比較,這樣,不僅使評(píng)價(jià)指標(biāo)的二者之間具有可比性,而且大大簡(jiǎn)化了工程計(jì)算量,使比較結(jié)果更直觀、更簡(jiǎn)潔。

能效比?照{(diào)制冷是能耗大戶,量多面廣,提高產(chǎn)品效率、采用節(jié)能型產(chǎn)品,是擺在我們面前的重要課題?照{(diào)系統(tǒng)能耗在建筑能耗中占有很大的比例,雖然在運(yùn)行費(fèi)用中己包含能源消耗的費(fèi)用,但是各種能源的價(jià)格并不完全反映能源消耗的多寡。節(jié)能是我國(guó)的基本國(guó)策,因此,在選擇冷熱源方案時(shí),還應(yīng)注意減少系統(tǒng)的能量消耗,單獨(dú)作為一項(xiàng)予以考慮。

能源的發(fā)展規(guī)劃,能源是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的戰(zhàn)略重點(diǎn),一直被放在優(yōu)先發(fā)展的地位,能源的發(fā)展規(guī)劃也是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。因此,必須重視選擇對(duì)環(huán)境有利的能源技術(shù),特別是清潔煤利用技術(shù),提高能源利用率。

環(huán)境污染,保護(hù)環(huán)境已受到全世界范圍內(nèi)的廣泛重視,也已成為我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。因而,將環(huán)境污染單獨(dú)作為一項(xiàng)(獨(dú)立于社會(huì)效益)評(píng)選指標(biāo),是很有必要的。

運(yùn)行的可靠性、安全性、操作維護(hù)的方便程度、經(jīng)濟(jì)壽命,是冷熱源系統(tǒng)正常工作的基本前提和根本保障。

節(jié)省的機(jī)房面積(包含燃油鍋爐房要求的儲(chǔ)煤、渣面積,燃油鍋爐房貯油條件等),盡管在計(jì)算初投資時(shí)已考慮了場(chǎng)地占用費(fèi),但土地價(jià)格受影響因素較多,且建筑用地逐年擴(kuò)張,土地價(jià)格變化較大,節(jié)約使用土地、合理利用機(jī)房面積有著重要意義,故單獨(dú)考慮。

電力調(diào)荷潛力,空調(diào)系統(tǒng)的能耗占電力總消耗的比重越來越大,造成城市電力供需矛盾十分尖銳。目前大多城市電力系統(tǒng)峰谷差急劇增加,電網(wǎng)負(fù)荷率明顯下降,高峰電力嚴(yán)重不足等問題,致使電網(wǎng)經(jīng)常拉閘限電。因此.選擇將高峰需求盡可能抑制到最低或轉(zhuǎn)移高峰需求的冷熱源設(shè)備,不但對(duì)能源利用、電廠投入、電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有利,而且通過削峰或移峰,將潛力季節(jié)性電能、低谷電能、棄水電能充分利用起來,促進(jìn)新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用和用能結(jié)構(gòu)調(diào)整。

三、空調(diào)冷熱源方案選擇方法的確定

冷熱源選擇的過程需要考慮上述多種因素。實(shí)際上確定各因素的熏要性是決策的基礎(chǔ)要求和重要內(nèi)容,由于能同時(shí)滿足上述各因素的冷熱源型式不存在,故能找到的只能是綜合條件下的滿意解或可行解,根據(jù)滿意的程度,可以確定各種冷熱源型式的優(yōu)劣排隊(duì)次序。

空調(diào)冷熱源可供選擇的各方案,雖然都可達(dá)到預(yù)期的目標(biāo),但技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效果不同,人們往往希望充分利用現(xiàn)有的條件,達(dá)到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)總體效果最佳的方案,這就是最優(yōu)化的問題。

優(yōu)化的方法很多,如何尋找一個(gè)簡(jiǎn)單、合理、可靠的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)化方法,使之既有堅(jiān)實(shí)的理論背景,又能客觀地反映決策者的主觀意識(shí),成為人們所關(guān)注的問題。而層次分析法正好能夠完全滿足上述要求。首先提出這種方法的是美國(guó)匹茲堡大學(xué)教授、運(yùn)籌學(xué)家薩締于20世紀(jì)70年代提出的一種系統(tǒng)分析方法,它綜合了定性與定量分析,模擬人的決策思維過程,具有思路清晰、方法簡(jiǎn)便、適用面廣、系統(tǒng)性強(qiáng)等特點(diǎn),是分析多目標(biāo)、多因素、多準(zhǔn)則的復(fù)雜大系統(tǒng)的有力工具。