摘 要：在空调系统设计中，冷热源的选择要考虑多方面的因素，本文以武汉某商务酒店为例，介绍了水冷螺杆冷水机组+蒸汽板换和溴化锂吸收式冷水机组两种不同的冷热源方案，并对两种方案就空调季的能耗、初投资、运行费用和年计算费用等四方面进行了对比分析，确定了适合该项目的最优方案。

关键词：冷热源；水冷螺杆冷水机组；溴化锂吸收式冷水机组；对比分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.034

0 引言

空调冷热源方案设计是一个综合性比较分析的过程，该设计过程首先要充分考虑实际的使用条件，在确定使用条件、使用范围之后，选择几个满足使用要求的方案，再从能耗情况、经济效益以及维护管理等各个方面综合比对这些备选方案，从中确定一个适合项目要求的最佳方案。而所谓最佳方案也只能是在一定范围内的相对而言，在对各个方案进行比较的过程中，我们主要利用一些相关的指标来标识各个方案的优劣程度，下面就以武汉某商务酒店为例进行分析。

1 项目概况

该项目位于武汉关山大道光谷当代国际花园内，是一栋九层商务酒店，一层为餐厅及酒店大堂，二层为多功能厅，三～九层为客房部分。酒店大堂下方为地下室，作为设备用房使用。项目地块不规则，场地地势平坦，东西长，南北宽。是总建筑面积1.08万m2，建筑高度为31.8m的一类高层建筑。

2 冷热源优化设计

冷热源是整个空调系统中耗能较高的部分，而且这一环节的成本造价也比较高，该环节的设计质量好坏直接决定用户冷热需求是否能够得到满足。本工程为位于湖北省武汉市东湖技术开发区光谷大道，在考虑冷热源方案时主要考虑如下因素：

（1）工程所在区域有城市电网、城市管道天然气供应，周边有关山热点城的热力外网，无化工厂、污水处理厂等。

（2）建筑的冬夏冷热负荷不平衡，餐饮、办公、客房等主要功能区，各功能区的负荷特点和使用特点有较明显的差异。餐厅区在房间使用上具有非持续性和随机性，要求空调系统调节灵活，不适合并入集中系统，但由于规模较小，不适合单独设系统，故所有区域设集中空调系统，需对冷热源方案进行初选，然后进行技术经济分析和能耗分析，确定最终结果。

根据该酒店建筑的投入实际使用后的特点以及武汉地区的能源情况，结合各大设计院已竣工的优秀设计案例，且项目所在地有关山热电厂高压蒸汽管道系统，空调系统冷热源方案初选：

1）冷却塔散热电制冷（水冷螺杆冷水机组）+蒸汽板换。此方案为传统方案，技术比较成熟，设备可选范围广，初投资低，但运行能耗较大。

2）蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组。蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组具有明显的节电优点，可以在夏季用气低谷利用较便宜的高压蒸汽资源，冬季不需要建锅炉房。其工质为溴化锂水溶液，无毒、对大气环境无破坏作用，同时还具有真空运行安全可靠、机组振动小、噪声低等优点，本项目区域有热电厂区域供热管道，因此该方案可作为备选方案之一。

根据冷暖负荷计算结果，进行两个冷热源方案的设备选型，具体选型详见表2-1及表2-2。其中方案一选用螺杆式冷水机组，螺杆机在冷负荷较小的情况下，运行效率较高。方案二则是基于关山电厂区域蒸汽管道系统，夏季能提供较低价格高压蒸汽，选用蒸汽式直燃机。

3 各方案的年总能耗计算

方案一为电力驱动，方案二为热力驱动，热能和电能的“品位”不同，所以进行能耗比较时，需将电能和热能转化为相同标准的能源形式。本次计算对比中，将其转化为一次能源，两个方案的能耗对比如表3-1所示。

一次能耗比较的结果能看出，方案二的节能效果要好很多，但是节能不一定意味着会节约运行费用，我们还要看具体的能源价格，方案二之所以节能，是因为多种能源优势互补，夏季利用蒸汽直燃机制冷刚好与冬季集中供暖时间错峰使用，有利于提高热电厂的能源利用率，能源效率高。

4 各方案的经济性分析

判断设计方案的优劣离不开经济性评价，当地电价为1.03元/kwh，而电厂蒸汽的价格为180元/t，即使是节能方案也未必是节约运行费用的，下面我们再从初投资和运行费用方面对两个方案进一步的比较。

4.1 初投资

初投资包括设备购置费、安装工程费、燃气入网费和变配电设施费用。表4-1给出了两种方案的初投资估算结果。

显然方案一在初投资方面有比较大的优势，两者相差15.85万，方案二主要在设备购置，安装和蒸汽的入网费三个方面比方案一投入大，单纯因为初投资大就否定一个方案，是不全面的，下面再来比较一下运行费用。

4.2 年运行费用

根据前述耗电量、耗气量的计算结果和武汉市能源价格，可以计算出两个方案的空调季的运行费用，如表4-2所示。

运行费用方案二比方案一低，低20%的运行费用直接降低了酒店经营成本。

4.3 年计算费用

由表4-1和表4-2中可以看到，在两个方案中，方案一初投资最低，方案二年运行费用最低，为更好地进行经济性比较，计算各方案在寿命期内的年计算费用，见表4-3。

年计算费用，方案二也是比方案一低10%，方案二还是略胜方案一。综合能耗计算和经济性计算的对比结果见表4-4。

比较结果表明，一次能源消耗量方案二能耗低，两者相差较大，而且方案二的优势大；初投资方面，由于蒸汽双效直燃机受区域能源限制较大，在华中地区销售一直不好，该项目最后的成交价是代理商的成本价，本文也是以实际成交价来计算的，所以两者差别不大，但是方案二仍然要高出方案一14.6%，方案一的优势明显；从运行费用看，方案一高，而方案二低，节约20%的运行费用，是比较客观的。年计算费用上两者相差只有10%，这个指标进一步强化了方案二的優势，所以推荐选用方案一。

5 结语

本文首先根据项目的使用功能和区域能源状况选择了两种适合该商务酒店的冷热源方案，然后对方案进行对比分析，分别从空调季的能耗、初投资、运行费用和年计算费用等四方面进行对比分析，最后总结各种方案的能耗特点和经济性，确定该项目选用水冷螺杆冷水机组+蒸汽板换的冷热源方式更为经济。

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基金项目：江苏省住建厅建设系统科技项目“苏北地区地源热泵技术应用研究”，项目编号：2017ZD029

作者简介：高喜玲（1978-），女，河北唐山人，硕士研究生，讲师，研究方向：暖通空调、建筑节能。