用热回收还是常规水冷机组?商业综合体的冷热源配置该如何选择?( 三 )
结合调研及能源审计等资料可知在商场、四星级酒店建筑中 , 传统的能源形式:冷水机组+锅炉仍然是使用率最高 , 可靠性最强的冷热源配置方案 。 结合前文生活热水建议 , 可选用带热回收的冷水机组 。 李跃[7
等人提出磁悬浮冷水机组在酒店等日负荷波动较大 , 低负荷运行时间长的情况下节能潜力巨大 。 经调查 , 磁悬浮冷水机组的IPLV能达到10左右 , 而普通离心式冷水机组往往只能达到5.6左右 , 部分负荷下能效比较高 。 因此 , 我们将磁悬浮冷水机组作为冷源的备选方案 , 并与普通离心式冷水机组进行比较 , 寻求最优的冷源方案 。 热源选取上 , 孟伟茂[8
等人在设计某大型商业建筑暖通空调系统时采用燃气真空热水锅炉 , 提出其负压运行 , 安全可靠 , 热回收型锅炉还课利用烟气中水蒸气潜热提高锅炉热效率 。 申琪[9
等人介绍真空热水锅炉安全经济、高效节能、使用寿命长 。
风冷热泵不需要机房 , 占地面积小、振动小、维护简单、安装方便 , 也在商场、酒店等建筑中占有一席之地 。 但若冬季全部使用风冷热泵供暖 , 要校核在冬季最不利工况下风冷热泵是否能满足空调热水需求 。 由于综合体冷量需求远大于热量 , 并伴有生活热水需求 , 因此设计使用带热回收的风冷热泵搭配冷水机组 。
直燃式溴化锂吸收式冷热水机组以热制冷 , 电耗用能较少 , 且对热源要求不高 , 振动小、噪声低 。 并且使用地燃气价格有优势 , 可节省运行费用 , 降低固体颗粒物排放(电力按煤电计) 。 因此 , 尽管吸收式制冷存在运行维护要求高 , 制冷效率衰减快等弊端 , 但还是在商场建筑中较多使用 。 但由于其在供热方面有优势 , 而综合体冷量需求较大 , 故选配冷水机组承担夏季部分冷量 , 同时搭配了风冷热泵满足部分负荷下直燃机衰减过快导致无法满足的热水需求 。
地源系统是近些年发展较快的一种空调冷热源形式 , 利用土壤浅层能源满足夏季供冷、冬季供暖需求 。 但此次设计对象周边并无过多商业空地 , 故结合实际情况我们查阅了有关桩基式埋管地源热泵的相关文献 , 以期利用地下停车场下桩基面积埋管 。 此举还可节约打井费等初投资 。 根据龙西亭[10
等人研究结果可知设计地能源较匮乏 , “无油、无气、少煤、缺电” , 设计区属于武陵-雪峰构造层 , 板岩及第四系松散层砂岩地区 , 不适宜使用地下水水源热泵 , 但适宜开发地埋管地源热泵 。 结合世博轴地源热泵热响应测试报告中针对桩基式埋管进行的较为全面的热响应实验 , 参考李婷[11
对于桩基部分传热研究以期较为客观合理地完成方案设计与计算 。
计算CO2热泵热水机组和真空热水锅炉所需能耗和运行费 , 可以看出CO2热泵热水机组具有明显的优势 , 以此确定生活热水辅助热源选用CO2热泵热水机组 。
综上所述 , 初步确定六种冷热源方案:
方案一:常规水冷冷水机组+冷凝真空热水锅炉
方案二:磁悬浮变频离心机组+冷凝真空热水锅炉
方案三:热回收冷水机组+磁悬浮变频离心机组+冷凝真空热水锅炉
方案四:热回收多功能一体风冷热泵+常规水冷螺杆冷水机组
方案五:直燃型溴化锂吸收式冷热水机组+常规水冷螺杆冷水机组+风冷热泵
方案六:桩基埋管式地源热泵+常规水冷螺杆冷水机组+燃气真空热水锅炉
七、各方案对比分析
对上述六种冷热源方案进行能耗、经济性、环保、室外空间、系统复杂性、可靠性等多角度对比分析 , 权重选择较优方案 。
7.1 能耗
各方案能耗计算结果见图8(折算为标煤消耗量) , 该图较为直观地对比得到能耗方面:方案三最为节能 , 方案二次之 , 方案五能耗较大 。
图九
7.2 经济性
采用投资回收年限法对几种种方案进行经济性比较 。 各方案静态投资回收期见表5 。 从回收期看方案二、方案三均较好 。 其中 , 方案三能在三年左右实现回收 , 较为理想 。
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