冷冻空调工程报价书.docx

深圳裕新建材龙城家居广场空调方案和经济分析(编号：GARICO20030718)2003年7月18日工程名称：深圳裕新建材龙城家居广场工程地址：深圳1、设计依据1.1 采暖通风与空气调节设计规范GBJ19-871.2 建筑设计防火规范GBJ16-871.3 室内空调舒适温度GB5701-831.4 商店建筑设计规范JGJ48-881.5 旅馆建筑设计规范JGJ62-901.6 办公建筑设计规范JGJ67-891.7 高层民用建筑设计防火规范GB50045-991.8 设计院提供的基本资料2 空调方案深圳裕新建材龙城家居广场为四层精品商品商场，室内人员多，为顾客创造一个健康舒适的购物环境，建议采用目前国际上最先进的低温送风独立新风系统（Dedicated Outdoor Air Systems ,简称DOAS），以提高建筑物的室内环境质量，抗御传染病疫情的能力，同时降低运转费用。2.1商业建筑为什么应该安装低温送风独立新风系统商业建筑，包括：大型商场、超级市场、百货商场、餐厅、咖啡馆、啤酒屋、游乐场等，在空调通风设计上具有以下特点：1. 室内人员密集，夏季空调负荷中，人体负荷是其主要组成部分，同时室内人体散湿量大，加上照明负荷，建筑负荷在室内空调负荷中所占比例很小。2. 室内人员密集，根据中华人民共和国国家标准GB 96701996商场（店）、书店卫生标准规定：每人的新风量不得低于20m3/h，因此新风负荷在空调负荷所占比例很大。3. 室内人员密集，各种货品气味混杂，室内空气质量低下，长时间逗留影响人体健康。4. 即使是采用空调，在顾客较多的时候，室内相对湿度一般偏高（一般高于65%），因此不但影响人体舒适感，而且室内容易滋生霉菌（尤其是空调末端设备采用风机盘管机组时，冷凝水盘内一般均会滋生霉菌），影响人体健康。5. 空调负荷波动大，节假日与平时，即使是一天之内空调负荷的大小相差悬殊。6. 部分商业建筑最高负荷（如超级市场）有可能出现在一天的最后几个小时，对冰蓄冷系统空调户的控制能力要求高。7. 商业建筑空调系统耗电量高，据统计空调系统的耗电量占到建筑耗电量的，因此空调节能任务重，空调耗电量过大是导致很多商业建筑亏本的重要原因，因此空调节能任务重。目前国内商业建筑的空调系统，冷源主要采用常规冷水机组，末端设备主要采用风机盘管机组和柜式空调机组，虽然一次投资较低，但是运转费用高，室内空气质量差。2.2何谓冰蓄冷低温送风独立新风系统根据商业建筑空调的上述特点，同时考虑到建筑物的安全性（抗御恐怖之以分子袭击，以及疫情传播的能力），美国年全面推广的低温送风独立新风系统（）很好地解决了上述问题，同时将空调系统的经济性（一次投资和运转费用）建筑物的安全性和健康性大幅度提高。冰蓄冷低温送风独立新风系统，具备以下特点：1. 冷源为冰蓄冷系统，为了获得稳定的低温水（低于3），一般采用动态制冰方式；2. 新风机组采用低温送风空调机组，机组出风温度低于7，新风机组除了承担新风负荷外，还承担室内全部潜热负荷和部分显热负荷（或全部显热负荷）；3. 室内剩余显热负荷由其他显冷设备承担，这些显冷设备，可以是辐射冷吊顶，风机盘管机组等，显冷设备均无回风系统；4. 由于采用独立新风系统时，室内温度和湿度明显低于室外，因此新风和排风之间采用全热交换器，进一步节约能耗；5. 由于送入的新风温度等于或低于7，因此为了防止送风口表面凝露，同时保证室内合理的换气次数，需要采用诱导比较大的诱导风口。2.3冰蓄冷低温送风独立新风系统的组成冰蓄冷低温送风独立新风系统由以下部分组成：（1）动态制冰系统，包括：压缩冷凝机组，板式换热器，片冰机，蓄冰槽，冷水水泵，冷却水水泵，冷却塔，自控系统等；（2）低温送风独立新风机组；（3）全热交换器；（4）室内显热设备（辐射板吊顶，或风机盘管机组）；（5）诱导风口；（6）自动控制系统。图1是典型的冰蓄冷低温送风独立新风系统。新风机组诱导风口全热交换器板式换热器新风排风1.58.531114由蓄冰槽来风机盘管机组或辐射冷吊顶图1 冰蓄冷低温送风独立新风系统2.3.1 动态制冰系统动态制冰系统一般采用制冰机/冷水机组（亦称制冰滑落式，片冰机），目前世界上最先进的制冰机/冷水机组是由美国Paul Muller公司生产。美国Paul Mueller®公司生产的片冰机/冷水机组由蒸发板和压缩冷凝机组组成。蒸发板采用模块式设计，每个蒸发板模块（Bank）由多片板式换热器组成，在标准工况下（蒸发温度为-10）的制冰容量为39.1冷吨（137.5kW）。配用专用的压缩冷凝机组，一台压缩冷凝机组一般配套48组蒸发板模块。也可由中央冷冻站为多个模块提供冷源，中央冷冻站适合于制冰量大于400冷吨的大型系统。大型系统采用中央冷冻站，可以使压缩机的选用具有更大的自由度，提高整个系统的可靠性和运行效率。片冰机同时也是高效的低温冷水机组，这种性能对于分量蓄冰是十分重要的。图2 片冰机组成 压缩冷凝机组和蒸发板模块图2 制冰机/冷水机组2.3.1.1制冰和制备冷水的过程循环水通过循环泵进入布水器，再通过布水器沿蒸发器表面流下，而制冷剂由溶液泵从低压贮液器中送到蒸发板内，制冷剂从上至下均匀地从蒸发器内表面流过，根据水温的高低，水在蒸发器外表面均匀凝结成59毫米的薄冰，或者只让水降温，而不结冰，制备成空调所需冷水。2.3.1.2 融冰过程部分热的制冷剂气体进入蒸发板内，2030秒钟后，薄冰从蒸发器表面脱落，落入蓄冰槽内，破碎成小冰片。冷凝后的制冷剂回到低压贮液器，继续循环。制冰/冷水过程 融冰过程图3 片冰机制冰和融冰过程2.3.1.3片冰机/冷水机组蓄冰系统的优点(1) 快速融冰：制冰机制出的片状冰可以快速融化，24小时蓄存的冰30分钟可以全部融化。因此可以充分利用非空调时间蓄冰，满足高峰负荷的需要。特别适合于尖峰空调负荷集中在某一段时间的建筑，如办公楼、商场、超级市场、体育馆、大会堂等，不会出现目前静态制冰经常出现的“千年冰”，即蓄冰槽内冰无法融光现象。（2）与低温送风系统完美结合：可以提供11.5的低温水，因此特别适合低温送风系统，通过降低空调水系统和风系统的一次投资，使冰蓄冷系统的一次投资有可能低于常规空调系统。同时建筑的高度由于风道尺寸的减小而降低。（3） 冷水温度稳定：出水温度可以稳定在11.5，既是到融冰末期冷水出水温度也不会高于3.5,而静态制冰系统在融冰末期的出水温度基本上会接近7，因此不适合使用低温送风系统。（4） 蓄冰槽简单：蓄冰槽内只有冰和水，因此设计与制作特别简单。（5） 操作简单：冰不是储存于制冰蒸发板表面，因此，每天没有必要为保持高运行效率而完全融化所蓄存的冰。（6） 无乙二醇：不使用昂贵的，有一定腐蚀性的乙二醇溶液。对于低层建筑，通过严格的水处理也可以不使用板式热交换器。（7） 全自动控制：可编程控制器对片冰机的收冰和制冷模式全自动控制，同时可为能量管理系统提供片冰机状态信息。（8） 大型区域供冷站最佳选择：11.5的低温水大幅度降低管路、输送设备投资。（9） 与电锅炉蓄热结合，经济效益更明显：由于蓄冰槽内无其他设备和部件，因此冰蓄冷可以与电锅炉蓄热相结合，共用蓄冷槽，共用水泵，大幅度降低供暖系统的一次投资和运转费用，经济效益十分明显。（10）经受时间考验的产品米勒公司的片冰滑落式片冰/冷水机组是按照工业制冷标准生产的。这点可从满液式制冷系统、优质工业制冷部件的选用以及在片冰机的结构设计中看出。保尔米勒公司研制和发明的蒸发板已有40多年的生产历史，蒸发板是经受了时间检验的产品。制冷剂阀门是按满足大多数标准工业制冷应用使用要求来设计、制造的，寿命比商用优质阀门高出几倍。图4 高品质的产品（11）灵活的布置方式模块式设计使设备布置非常灵活。屋顶、地下室、庭院和空地均可安置。 设置在室外地面的片冰机系统（压缩冷凝机组和蒸发板模块一体化）设置在屋顶上的片冰机系统图5 灵活的布置方式 设置在室外地面的片冰机系统（压缩冷凝机组集中）2.3.2低温送风独立新风机组独立新风系统采用的新风机组除了需要承担新风负荷、还需要承担室内全部潜热负荷和部分显热负荷，因此出风温度和含湿量必需足够低，一般不宜高于7，因此必须采用专门的低温送风新风机组。低温送风新风机组的进水温度不宜高于3，否则新风机组的表冷器的排数将超过10排，这样将增加新风机组的一次投资，新风机组的风机阻力也相应增加，能耗增加，噪声随之增加。因此低温送风新风机组宜与动态制冰（制冰滑落式，或冰浆式蓄冰设备）相结合。新风机组的出水温度取决于房间露点温度，一般高于室内露点温度0.51。例如，室内干球温度为25，相对湿度为40%时，室内露点温度为10.5，新风机组出水温度为11。经过2003年肆虐全球的SARS疫情之后，世界各国都加强了建筑物的安全性和健康性的措施，为此本公司在低温送风新风机组中采取了以下措施：（1）抗菌驻极静电空气过滤器。驻极体静电空气过滤材料是对聚丙烯纤维在熔喷制造过程中进行静电充电，使其成为静电型驻极体熔喷非织造布（无纺布），直径为25m的纤维网，对灰尘、细菌除了具有筛分、截留、碰撞和扩散作用来实现空气过滤外，由于增加了静电吸附，过滤效率无疑将大大增强，而空气阻力却不会增加。目前国际上有预防病毒（包括SARS病毒）的手术口罩（N95、N97、N99）均采用了这种过滤材料，美国2003年4月推出的抗SARS空气过滤器也是采用这种材料。驻极体静电空气过滤器最大的特点是效率高，阻力低，价格便宜。当迎风面风速为0.25m/s时，对0.5m的灰尘过滤效率可以达到95%，空气阻力只有40Pa，是传统的柜式空调机组空气过滤器（一般为尼龙网）无法相比的。由于空气过滤器只能过滤掉空气中的灰尘、细菌和病毒，但是无法杀灭阻断后滞留在空气过滤器上部的细菌和病毒，因此在聚丙烯材料中加进纳米银粉和纳米二氧化钛粉，然后一起熔喷，进行静电充电，形成抗菌驻极静电空气过滤材料，根据广东省微生物分析检测中心检测，抗菌率达到99.99%。滞留在空气过滤器材料上的细菌24小时后可以全部杀灭，大大提高了空气过滤器的功能。检测报告如图6所示。（2）机组内装有C波段紫外线杀菌灯。紫外线杀菌射线灯可以杀灭细菌和病毒，因此在空调机组中安装紫外线杀菌射线灯，可以大大增加杀灭滞留在空气过滤器上部的细菌和病毒的能力，缩短杀灭时间。紫外线杀菌射线灯还可以控制空气过滤器上微生物的生长。图7（1）和（2）分别是采用了紫外线照射和未采用紫外线照射的空气过滤器。未采用紫外线照射的空气过滤器受到真菌的污染，包括区霉菌和青霉菌，采用了紫外线照射的空气过滤器表面无微生物生长。（3）采用抗菌涂料的冷凝水水盘。空调机组冷凝水水盘是适合细菌繁殖和滋生的地方，是军团病主要发生源，抗菌涂料采用纳米光触媒作为抗菌材料，与防水性、高附着力的化学材料组合，喷涂在冷凝水盘表面，形成坚固的抗菌膜，使得细菌无法在其表面生存，抗菌涂料已成为当前国际上极有前途的涂料。图8（1）是采用这种涂料和图8（2）是未采用这种涂料的表面霉菌的生长情况，可以看出抗菌涂料的卓越性能。图6 过滤材料抗菌率检测报告 图2（1） 图2（2）图7 紫外线C杀菌效果图2（1） 图2（2）图8 抗菌涂料阻止霉菌滋生的效果2.3.3全热交换器由于采用独立新风系统的房间不但温度明显低于室外空气，而且湿度也明显低于室外，因此如果将室内通风换气后的空气直接排到室外十分不经济的，所以独立新风系统一般均采用全热交换器，利用低温送风干燥的室内空气冷却和干燥室外新风，达到明显的节能效果。图9为全热交换器示意图。室外空气冷却除湿后进入室内低温干燥室内排风入口室外热湿空气入口排风出口图9 全热交换器示意图全热交换器的全热回收效率为0.450.6，取0.5，显热回收效率为0.50.7,取0.6。新风经过全热交换器后焓和干球温度均明显降低。当室外空气参数为：干球温度为33，湿球温度为27.9，室内干球温度为25，相对湿度为40%时， 全热交换器出口焓值：kJ/kg全热交换器出口干球温度：其他空气状态参数为：，kg/kg, 由以上计算结果可以看出，采用全热交换器后新风参数明显下降。新风机组冷量可以减少50%。2.3.4显冷设备低温送风独立新风系统由于新风机组采用低温冷水（3），因此处理能力大，冷量大，当房间按照国家设计规范和标准确定新风量时，有相当一部分建筑，室内已经无需再安装其他空调末端设备，这些建筑有餐厅、会议室、剧院、电影院、体育馆等；有一部分建筑，只要取新风量的上限，室内也无需再安装其他空调末端设备，这些建筑有商场、超级市场，教室等；只有少部分建筑，由于室内单位面积新风量过小，如现代化办公室，每平方米只有3m3/h·m2,室内才需要安装少量的空调设备，如风机盘管机组，吊挂式空调机组，或辐射冷吊顶，这时风机盘管机组和吊挂式空调机组干工况运行，冷凝水盘中无冷凝水。2.3.5诱导风口由于低温送风独立新风系统送入室内的是低温空气，为了防止空调系统启动时，送风口表面出现结露，因此应该采用高诱导比的送风口，送风气流产生的对流作用可以使辐射板的冷量增加15%，同时保证室内的换气次数在规定范围内。高诱导比双侧送风的诱导送风口辐射冷吊顶辐射冷吊顶无保温水管图10 独立新风系统的辐射冷吊顶、诱导风口和管道系统2.4 冰蓄冷低温送风独立新风系统的优点(1) 引人注目的的经济效益。冰蓄冷，无论是静态制冰，还是动态制冰，由于需要增加相应设备，因此一次投资明显高于常规空调系统，以往主要是靠日夜的峰谷电价差，电力增容费，电力设备差价来缩小回收年。最近几年由于常规空调系统的冷水机组的价格大幅度降低，各地又取消了电力增容费，因此冰蓄冷的一次投资明显高于常规空调系统，因此对于冰蓄冷再谈回收年已经毫无经济意义。但是，当低温送风、大温差和独立新风三项技术与冰蓄冷相结合，其经济性跃然纸上，引人注目。因为这一新技术的一次投资与常规空调系统已经基本持平，但是运转费用却明显低于常规空调系统，因此低温送风独立新风系统、全热交换器和辐射冷吊顶被美国能源部2002年列为美国15项最节能的空调技术的前三项，其经济性可想而知。目前采用冰蓄冷，已经不限于当初以转移电力高峰负荷为主要目的，获得低温水成了其主要目的，因此电价差已经不是影响冰蓄冷经济性的主要因素，应用范围的扩大，使得冰蓄冷技术获得了新的强大的生命力。(2) 建筑环境安全且健康。作为集中式空调系统，回风系统的取消，不能不说是空调系统的一次革命，无论是应对恐怖分子的生化袭击，还是应对传染病疫情，由于回风系统的取消，使得建筑物的环境安全性大大提高，因此在美国出现了一个新的名词：“免疫建筑”，独立新风系统是实现建筑物免疫的有力措施。由于室内无冷凝水，空调系统无回风，同时在新风系统中采取一系列净化措施，使得室内空气质量得到明显改善。(3) 符合规范的新风量。在美国，独立新风系统提出的初衷主要是为了解决传统的集中式变风量系统在执行ASHRAE新风标准中存在的一系列弊病。采用独立新风系统后，设计师可以根据需要将符合标准规定的室外新风送到室内任何部位，对于多室建筑无需额外增大系统的新风量，同时也使得困扰空调界多年的变风量系统的新风不足的问题迎刃而解。(4) 空调系统所占建筑大幅度减少。由于新风机组采用低温送风大温差，室内剩余显热采用无风道的显冷设备，因此集中送风的空调机组规格缩小，机房面积相应减小，风道系统大幅度缩减，空调系统需要建筑物提供的空调机房面积、吊顶净空、风道系统占据空间、管道竖井明显少于常规空调系统。减少了空调系统所需吊顶内的空间，因此可以将天花的高度提升到建筑满意的水平。当在新建筑中使用时，由于降低了整个建筑物的高度，与常规建筑相比，每5到10层建筑就可以增加一层，因此大大节省了建筑的一次投资。(5) 降低室内相对湿度，提供室内舒适度。商业建筑一个显著特点就是，室内人员多，散湿量大，因此夏季即使是安装有集中空调系统，室内的相对湿度仍然较高，高相对湿度带来的不仅仅是人体不舒适（相对湿度增加25%，获得相同的人体舒适感，室内温度必须降低1），同时室内物品容易发霉，霉菌易获得滋生的环境，严重影响到人体健康。因此2001年由ASHRAE，美国能源部, 美国煤气技术协会共同赞助的ASHRAE研究课题1047-RP的研究成果被汇编成"商业建筑湿度控制设计指南"，该指南将低温送风独立新风系统列为房间湿度控制的重要手段(6) 室内无冷凝水。 如果室内显冷设备采用风机盘管机组，由于风机盘管机组完全是采用干工况运行，所以冷凝水漏水问题，冷凝水水盘环境污染问题也得到解决，同时风机盘管机组所需承担的冷负荷减少，规格尺寸相应减小。当室内显冷设备采用辐射冷吊顶时，由于进入辐射板的冷水是空调机组的回水，其水温由室内露点温度控制，同时室内潜热全部由独立新风机组承担，室内相对湿度低于常规空调系统，因此无需担心辐射冷吊顶凝露，同时由于辐射板只承担部分室内显热，因此所需辐射板的数量大幅度减少，因此辐射板的冷却能力问题，以及一次投资问题也相应得到解决。采用辐射冷吊顶，人体通过辐射的排热量从无辐射冷却方式的35%增加到50%，在有辐射冷吊顶时，通过呼吸的排热要减小。其次，人体散热的大部分，能够更有效的辐射到上部的辐射冷吊顶。辐射冷吊顶使得人的面部冷，脚部暖，使得人更舒适和机敏。为此，使用辐射冷吊顶时，室内干球温度可以稍高，事实上，有辐射冷吊顶时，室内温度为25.6时人体的感觉与无辐射冷吊顶时，23.9时基本相同。(7) 气流组织更合理。独立新风系统为了防止送风口凝露，保证室内的合理的换气次数，避免低温空气下落导致吹风感发生，DOAS必须采用诱导比较大的诱导风口，高的混合比使得冷的一次空气，在0.3-0.4m处被加热到室内温度，因此避免了冷风吹风感的发生。在房间内也产生了足够的空气流动，达到满意的ADPI，并且消除了垂直温度梯度。送风气流吹过辐射板，使得原来主要靠辐射和自然对流进行了传递的辐射板，产生了明显的机械对流，辐射板的吸热量可以增加15%20%。(8) 噪声低。由于独立新风系统的总送风量仅为新风量，因此系统送风量小，新风机组噪声低，且可以进行消声处理，而室内没有运动部件，辐射吊顶还可以采取吸声措施，因此室内噪声极低。3 设计参数及经济分析3.1 深圳空调室外计算参数夏季：t1=33.0tS1=27.9冬季：t1=-41=75%3.2 深圳商业服务业分时电价表1深圳商业服务业分时电价峰谷时段用电类型每月每kVA用电量电量电价(元/kVA·月)峰段7:0024:001013000kVA250kWh以下0.75250kWh以上0.733001kVA及以上400kWh以下0.70400kWh以上0.68谷段24:007:000.203.3 冰蓄冷低温送风独立新风系统设计参数表2室内空气状态参数表3单位面积空调负荷表4单位面积空调送风量表5单位面积新风机组冷量分配表6精品商场空调负荷表7精品商场空调送风量3.4 常规空调系统设计参数表8室内空气状态参数略表9单位面积空调负荷略表10单位面积空调送风量略表11精品商场空调负荷略表12精品商场空调送风量 略3.5 设计日空调负荷分布深圳裕新建材龙城家居广场设计日空调负荷见表13和图11(蓄冷空调系统的最大负荷为设计总冷负荷的1.1倍)；表13设计日逐时负荷图11设计日逐时负荷表1 设计日空调负荷冰蓄冷低温送风独立新风系统设计日空调最大冷负荷为1341RT，总冷负荷为12123RTh。常规空调系统设计日空调最大冷负荷为1600RT，总冷负荷为14465RTh。3.6 片冰机/冷水机组选择计算制冷机/冷水机组标定容量: （1）其中IM制冷机/冷水机组作为制冰机使用时的容量，RT；QH设计日冷负荷，RTh；HNHI蓄冰装置充冷时间，h；HNHC非电力谷段制冷机/冷水机组直接供冷负荷时间，h；1.3制冷机/冷水机组非电力谷段空调工况下的容量系数；蓄冰量等于：RTh （2） 蓄冰槽体积：m3 （3）其中0.084单位蓄冰量的体积，m3/RTh。深圳裕新建材龙城家居广场采用日分量蓄冰策略，每天蓄冰7个小时(24:007:00），空调运行时间为12小时（9:0021:00），每周运行7天,每年运行200天。制冷机/冷水机组容量:RT选择美国Mueller®公司产制冰机/冷水机组IH/C274-二台。制冷工况制冷量：IM =274×1.3×2=712RT=2503kW制冰工况制冷量：IMC =274×2=548RT=1927kW日平均蓄冰量等于：RTh 蓄冰体积：m3 实际所需要蓄冰槽体积： m3 3.7一次投资常规空调系统与冰蓄冷低温送风独立新风系统的一次投资见表14。表14 常规空调 与蓄冷空调一次投资3.运行费用3.8.1制冷机机房运行费用商场空调每年运行200天，深圳地区100%设计负荷的天数约为5%，60%设计负荷的天数约为70%，30%设计负荷的天数约为25%。根据我公司按提供的图纸重新设计的冰蓄冷低温送风独立新风系统和按现有常规空调系统模拟计算（见表1517）可以得出以下结论：（1）100%设计负荷时蓄冷空调制冷机房运行费用比常规空调制冷机房运行费用节省3220元/天；（2）60%设计负荷时蓄冷空调制冷机房运行费用比常规空调制冷机房运行费用节省5085元/天；（3）30%设计负荷时蓄冷空调制冷机房运行费用比常规空调制冷机房运行费用节省8533元/天；（4）蓄冷空调制冷机房年运行费用比常规空调制冷机房年运行费用节省117元/年。表15 100%设计负荷时蓄冷空调与常规空调制冷机房运行费用比较表16 60%设计负荷时蓄冷空调与常规空调制冷机房运行费用比较表17 30%设计负荷时蓄冷空调与常规空调制冷机房运行费用比较3.8.2 末端设备运行费用表18 蓄冷空调系统与常规空调系统末端设备装机容量统计常规空调系统冰蓄冷低温送风独立新风系统设计名称台数功率kW合计/kW设计名称台数功率/kW合计/kW吊顶式风柜514204低温送风机组143.346.2吊顶式风柜245.5132低温送风机组62.2513.5新风机17321全热交换器200.816新风机2131.114.3合计371.3合计75假定商场的所有空调在空调季节全部运行，我们可以得出以下结论：（1）蓄冷空调系统末端单位面积能耗为3.5W/m2,常规空调制系统末端单位面积能耗为17.2W/m2；（2）蓄冷空调系统末端年平均能耗费用为10.5万元,常规空调制系统末端年平均能耗费用为52万元。