咸阳某办公楼冷热源系统的分析对比

李姣 陕西建工第十一建设集团有限公司 712000

某办公楼位于咸阳市，地上13层，地下1层；总建筑面积为25702.23㎡，其中地上使用空调的建筑面积为17732.81㎡。项目冬季供热总负荷约为2100 kW，夏季供冷负荷约为3000 kW。

一、常见冷热源系统的对比

1、多联机空调系统的特点

多联机空调系统与分体空调结构相似，工作原理相同，一般传导介质为冷媒R410A，主要特点为：

（1）设计具有较高的灵活性，可进行个别控制；

（2）施工简单，周期短；

（3）日常保养简单；

（4）初投资相对较少。

（5）运行主要靠电，运行费用相对较高。

（6）舒适度相对较差。尤其是冬季。

（7）为考虑冬季采暖，单加地辐热系统，影响建筑层高，辐射地面采暖建筑面层需100-120MM，和空调相比，垫层需增加50MM厚

一般多联机空调机组额定工况是冬季7℃的条件下设置的，因此在咸阳冬季-5℃的条件下，应充分考虑低温的影响。机组在冬季运行时，尤其是温度低，湿度大的时候，融霜是不可避免的，这都会造成多联机空调机组的制热量衰减，影响空调系统的舒适性。

为了考虑冬季供暖效果，多联机仅夏季制冷运行，需单加地辐热供暖系统及锅炉房冬季采暖。

2、干热岩系统的特点（区域政策要求）

冷热源采用干热岩系统，干热岩热泵机组冬天供热，夏天供冷，配冷却塔和一台水冷螺杆机组，末端采用的水系统，主要特点为：

（1）普遍适用，每个建筑物下都有地热能，开发地热能在地面上具有普遍性。

（2）高效节能。一个2500m深的换热孔大约解决1万平米公共建筑的供暖。

（3）安全可靠。利用地下高温热源供热，系统稳定。

（4）机房内运用的是热泵机组，冬季供热取地下热，夏季需要增加冷却塔。

（5）一次性初投资相对其他空调形式较高。

（6）后期运行费用相对较少。一般项目投资回收期在8年左右。

（7）空调水系统，舒适度较好。

3、离心式水冷机组+锅炉

夏季冷源采用离心式水冷机组，冬季热源采用燃气锅炉，末端采用风机盘管，系统的特点：

（1）最常用的空调冷热源方式，普遍适用；

（2）空调水系统，舒适度较好；

（3）离心机的性能系数较高，夏季运行费用较低；

（4）一次性初投资较低。

二、供热（冷）系统对本项目的影响

1、干热岩系统

干热岩空调系统，地下室需要一个干热岩机房，大约300平，地上需要空调水管井，冷却塔可以放在东侧汽车坡道入口处的绿化带里。目前已按照此方案设计到位。

2、多联机空调系统

办公楼一层~四层的多联机的空调室外机，可以放在四层的屋面上，室外机位占屋顶面积约200平。5层及以上的空调室外机可以放在每层设备平台。多联机室外机有一定的噪音，对办公区域有一定的影响，还会影响外立面的美观。

另增加地暖系统后垫层会增加50mm，结构专业有以下影响

(1)办公楼基础用钢量由99.77吨增加到107.05吨，用钢量增加了7.28吨。基础冲切不满足规范要求，需要提高混凝土强度。

(2)办公楼上部用钢量原来879吨，改为地辐热后902吨，用钢量增加23吨。但计算指标不满足规范要求，需要局部调整核心筒

3、离心式水冷机组+锅炉

地下室需要锅炉房，制冷机房及相应的水泵房，地下室设备用房需要约350平米。室外绿地需要放两台冷却塔，末端供冷供热可以都用风机盘管。

三、供热（冷）系统投资对比分析

本项目各系统投资如下表3-1所示:

表3-1 各供热（冷）系统工程初投资分析表

系统名称	单位面积投资额	总费用（万元）
多联机空调系统（供冷） 锅炉房地面辐射 （供暖）	国产品牌：美的、格力 约250（㎡/元） 合资品牌：大金、约克 约350（㎡/元） (此单平米费用包括室外机、室内机、冷媒管道等所有费用) 采暖干管及地暖系统费用：约120万元 锅炉房系统费用：约40万元 （此费用包含管道及锅炉设备费及安装费等） 按每平米	空调国产品：443.3 空调合资品牌：620.6 采暖系统费用：160 合计：603.3～780.6 603.3～780780780.6
干热岩热泵机组冬天供热，夏天供冷，配冷却塔和一台水冷螺杆机组	站房报价：约895.36 万元（其中含室外钻孔成孔价，两个孔，约544.97万元，室外一次管网预计29.26万元，冷热源站房设备及安装预计321.13万元，此费用不含末端机组管道） 按常规空调机组末端费用60㎡/元，本办公楼总末端管道费用需106.4万元	1001.8

四、项目供热（冷）系统运行成本对比

夏季离心制冷机组配冷却塔 冬季锅炉提供热源

国产品牌：格力，美的：约180（㎡/元） 合资品牌：约克，特灵：约230（㎡/元） (此单平米费用包括离心机组、风机盘管、水泵、冷冻水管道等所有费用) 锅炉房系统费用：约40万元 （此费用包含管道及锅炉设备费及安装费等）

空调国产品：319.2 空调合资品牌：407.8 锅炉系统费用：40 合计：359.2～447.8

表4-1 项目各供热（冷）系统运行成本对比表

序号	系统名称	供冷成本（万元）	供热成本（万元）	成本合计（万元）
1	多联机供冷+地辐热供暖	57.3	31.7	89
2	干热岩热泵机组+冷却塔	41.6	24.2	65.8
3	离心机供冷+锅炉供暖	45.7	42.5	88.2

注：1本表运行费用计算冬夏季运行时间均按90天，每天运行10小时计算，电价1元/kw·h.

2锅炉供暖费用含天然气费用

1、多联机制冷+锅炉地面辐射供暖运行费用详算

多联机制冷综合性能系数取3.3按常规性能系数选取)

办公楼夏季估算用电量：3000/3.3=909KW

夏季运行费用90×10×909×0.7×1=57.3万元（0.7指多联机平均负载系数）

办公楼冬季地暖运行费用

水泵等设备运行费用：30×24×90=6.5万元

冬季锅炉天然气费用：140×2.5×0.8×90=25.2万元

2、干热岩热泵机组+冷却塔系统费用详算

水冷螺杆机组供冷和热泵机组制冷制热性能系数取6.5

办公楼夏季空调机组估算用电量：3000/6.5=462KW

所有水泵功率174KW,冷却塔功率25KW，夏季运行总功率：661KW

夏季运行费用90×10×661×0.7×1=41.6万元（0.7指热泵机组平均负载系数）

办公楼冬季空调机组估算用电量：2100/6.5=323KW

所有水泵功率60KW,冬季运行总功率：383KW

冬季运行费用90×10×383×0.7×1=24.2万元（0.7指热泵机组平均负载系数）

3、离心机供冷+锅炉供热运行费用详算

办公楼夏季水冷离心机组估算用电量：610KW

所有水泵功率90KW,冷却塔功率25KW，夏季运行总功率：725KW

夏季运行费用90×10×725×0.7×1=45.7万元（0.7指离心机组机组平均负载系数）

办公楼冬季地暖运行费用

水泵等设备运行费用：30×24×90=6.5万元

冬季锅炉天然气费用：200×2.5×0.8×90=36万元

五、总结

综上所述，干热岩集中空调水系统，一次性投资较大但运行成本小，舒适性好。从长期使用情况和项目品质角度考虑，是个可选方案。

离心式水冷机组+锅炉 ，初投资较少，运行费用较低，是一种最常用的空调组合方式。

多联机空调系统灵活性高，但运行成本大，对使用功能和外立面均有一定的影响，冬季运行效果较差。

参考文献：

《全国勘察设计注册公用设备工程师》暖通空调专业