超大型综合性建筑冷热源选择.ppt

超大型综合性建筑冷、热源选择的探讨石家庄北国开元广场冷、热源选择,赵 鉴,中国建筑西北设计研究院,二零零五年十二月,一、前言,随着中国国民经济的发展，超大型商业建筑逐渐兴起，二十万平方米以上的超大型商业建筑由于其经济及社会效益巨大，成为各城市的政绩工程，而如何确定其冷、热源的选择成为暖通专业方案是否合理、经济的重要因素。,二、工程概况,石家庄北国开元广场建筑面积42万平方米,设计内容包括:商场、办公、电影院、餐饮、可用作办公的高级住宅、大型地下车库、人防等。建筑物最小宽度157米，总高度99.9米，裙房高度36米，总投资人民币约16亿元。,室内设计计算参数,采 暖,采暖热负荷,注：负值为冷负荷,空 调,空调冷负荷,1、冷源 1.1可以采用的冷源方式有：电制冷机组 制冷机结合冰蓄冷 蒸汽溴化锂机组制冷。,本项目系统较大，节能潜力可观，为确定冷源方案需做详细经济技术比,三、冷热源的选择,设备投资 系统初投资差额 机房面积,运行费用差额,投资收回时间,经济性的比较,冰蓄冷+电制冷与电制冷的系统投资比较,注：以上比较以单纯使用电力制冷机组的投资为基准,冰蓄冷+电制冷与电制冷的系统投资比较,注：以上比较以单纯使用电力制冷机组的投资为基准,（接上表）,冰蓄冷+电制冷与电制冷的运行费用比较,运行费用差额（每日供冷时间为14小时）,(接上表),说明：使用冰蓄冷电制冷将在使用约3年后收回全部额外投资成本。,冰蓄冷+电制冷与电制冷的运行费用比较,冰蓄冷+电制冷与蒸汽溴化锂机组制冷的系统投资比较,注：以上比较以单纯使用蒸汽溴化锂机组的投资为基准,冰蓄冷+电制冷与蒸汽溴化锂机组制冷的系统投资比较,注：以上比较以单纯使用蒸汽溴化锂机组的投资为基准,（接上表）,冰蓄冷+电制冷与蒸汽溴化锂机组制冷的运行费用比较,运行费用差额（每日供冷时间为14小时）,(接上表),说明：使用冰蓄冷电制冷将在使用约3年后收回全部额外投资成本。,冰蓄冷+电制冷与蒸汽溴化锂机组制冷的运行费用比较,小结：由采用冰蓄冷技术，（即利用制冷机蓄存一部分冷量，在电力高峰时间内，用制冷机与蓄存的部分冷量同时供冷）利用夜间谷时电力资源充沛，且价格较低的优势，进行蓄冰，在白天峰值时，利用冰的蓄冷量进一步降低冷冻水水温，（可以将一般冷水机组的7出水温度降低为45左右）这样既可以降低冷水机组的运行费用，又可以减少冷冻水循环系统的一次投资和运行费用（可以将水泵的流量降低，即降低水泵的功率），同时系统末端可以节约20的投资，系统风道、水管尺寸均可以相应减小20左右，可大大提高建筑物的有效利用空间。,同时由于蒸汽凝水的余热在夏季无法有效利用，且高温排放不利于环境保护（国家要求排放温度低于40），并且蒸汽溴化锂机组的冷却水系统特别庞大，对冷却水温度要求较高，机组运行前需要一定时间预热方可启动，同时蒸汽溴化锂机组能效比衰减情况较严重，使用寿命较电制冷机组短，并且针对本项目峰值冷量较大，蒸汽溴化锂机组应按最大负荷选取，机组数量较多，一次投资费用较大。因此，采用电力作为动力，结合冰蓄冷技术进行制冷的方式无论从初投资或是运行费用上都具有相当的优势。,2、热源2.1可以采用的热源方式有：由热力管网提供的蒸汽 电锅炉电蓄热 水环热泵机组。,本项目系统较大，节能潜力可观，为确定热源方案需做详细经济技术比,经济性的比较,初装费 系统初投资差额 设备投资 机房面积,运行费用差额,投资收回时间,电锅炉结合蓄热与蒸汽的比较,系统初投资差额（初装费）,电锅炉结合蓄热与蒸汽的比较,系统初投资差额（设备投资、机房面积）,（接上表）,电锅炉结合蓄热与蒸汽的比较,系统初投资差额1054万元（电锅炉电蓄热）1703万元（外网蒸汽）649（万元）,电锅炉电蓄热供热初投资 外网蒸汽供热初投资,电锅炉结合蓄热与蒸汽的比较,运行费用差额（每日供热时间为12小时）,电锅炉结合蓄热与蒸汽的比较,系统运行费用差额894万元/年（电锅炉电蓄热）225.6万元/年（外网蒸汽）668.4万元/年,电锅炉电蓄热供热运行费用 外网蒸汽供热运行费用,电锅炉结合蓄热与蒸汽的比较,投资收回时间系统初投资差额系统运行费用差额 649万元668.4万元/年0.97年,结论：使用蒸汽供热将在大约一个采暖季后即开始比使 用电锅炉电蓄热供热节省费用,电锅炉结合蓄热与蒸汽的比较,小结：由上表可知，在系统的设备投资、安全性、稳定性上，使用蒸汽作为热源有着较为明显的优势。另外，由于电锅炉电蓄热系统设备较多，就会使得控制变得复杂，系统故障点也会明显高于蒸汽作为热源的系统。从运行费用上看，使用蒸汽作为热源的费用远低于使用电锅炉电蓄热的系统，因此可以明显看出，使用蒸汽作为热源是十分合理的。,水环热泵机与蒸汽的比较,由于冬季商场存在大量的内区负荷，可以通过水环热泵机将内区的热量转移至外区供热。在白天采用制冷机制冷，利用制冷机制冷的冷却水热量带动水环热泵机制热；或是制冰机利用夜间谷价电力蓄冰，白天利用蒸汽换热供暖。,水环热泵机与蒸汽的比较,小结：由通过上表比较，采用冰蓄冷蒸汽换热供热的方式，运行费用较低，因此采用此运行方式较为合理。出现节能不省钱的现象的主要原因是由于电价存在峰谷差价，同时蒸汽的运行费用较低，导致白天使用电力作为主要的制热动力运行费用较高。,水环热泵机与蒸汽的比较,经过一系列的经济技术分析，针对本项目确定以下原则：热源：采用城市热力管网提供的0.6Mpa蒸汽经换热器换热分别制备95/70和60/50两种温度的热水供系统使用。冷源：采用电力作为动力制冷结合冰蓄冷，制备5/12的低温水供系统使用。,经过一系列的经济技术分析，针对本项目确定以下原则：,本项目的冷、热源,系 统 特 点,系统节能性好，由于采用冰蓄冷、低温送风、变流量水系统、变风量风系统等先进技术，同时考虑了新排风的热回收功能，不仅大大节省了运行成本，同时也节省了建筑层高，大大降低了工程成本。本设计的最大特点是利用了现有建筑物的庞大体积的特点，在克服通风不利的情况下，充分体现了建筑体形比表面积小而产生的节能效应。,谢 谢,二零零五年十二月,中国建筑西北设计研究院,