空调冷热源经济分析

摘要：本文通过与其他类型的空调系统分析比较，重点研究了水源热泵中央空调系统的经济性能。结果表明，水源热泵中央空调经济性良好，具有可观的应用前景和利用价值。

关键词：中央空调 方案设计 经济性分析

空调冷热源设备的选择关系到工程的投资、运行费用及能源消耗。目前的空调冷热源包括各种型式的电制冷机组、溴化锂吸收式机组、热泵机组、蓄冷设备等，如何针对具体设计对象，从这些种类繁多的产品中选择合适的冷热源方案，是项非常重要工作。下面我将分析、论述不同冷热源方案的优缺点。

1.冷热源类型：

1.1冷（热）水机组

1.1.1 电动压缩式冷（热）水机组

（1）往复式（2）蜗旋式（3）螺杆式（4）离心式

1.1.2 溴化锂吸收式冷（热）水机组

（1）蒸汽型冷水机组（2）热水型冷水机组（3）直燃型冷（热）水机组

1.2热源

1.2.1电力：（1）电热炉（2）热泵

1.2.2燃气、燃油、燃煤等矿物原料。

1.2.3可再生能源，如太阳能、地热能、河水等以及工业余热、生活废热。其热泵源包括空气源热泵和水源热泵两类

1.3热泵

从室外环境介质吸热并向室内放热，使室内空气升温的制冷系统。其热泵源包括空气源热泵和水源热泵两类

2.方案构造

2.1冷、热源形式的分析方法与确定原则

2.1.1 罗列技术角度可行，并将传统可靠或具有明显节能环保特点的所有冷、热源形式，从中剔除项目适应性、技术成熟度与可实施性、经济性等方面有明显不足的冷、热源形式。

2.1.2 依据规划区所在地能源与资源状况、政策、价格、资费、设备采购市场的了解，根据寿命周期成本分析理论，对筛选后保留的各冷、热源形式进行分析。

2.2适合于本规划区公共建筑的冷、热源方案及适用特点

2.2.1方案一：电制冷+市政热网（蒸汽换热）

本方案夏季由常规电制冷冷水机组提供空调冷源（冷却塔冷却），冬季由市政热网提供蒸汽，经汽水换热器换热后提供空调热源。该方案对于有过渡季供热、分租户计量、生活热水要求的建筑不适用。

2.2.2方案二：电制冷+市政热网（热水换热）

本方案夏季由常规电制冷冷水机组提供空调冷源（冷却塔冷却），冬季由市政热网提供热水，经水水换热器换热后提供空调热源。该方案对于有过渡季供热、分租户计量、生活热水要求的建筑不适用。

2.2.3方案三：电制冷+燃气热水机组

本方案夏季由常规电制冷冷水机组提供空调冷源（冷却塔冷却），冬季由燃气热水机组提供空调热源。该方案适合电力及燃气资源充足、附近没有市政热网、全年有供冷、供热要求的建筑。

2.2.4方案四：燃气直燃溴化锂冷、温水机组

本方案夏季由直燃溴化锂冷、温水机组为空调系统提供冷源，冬季及过渡季由直燃溴化锂冷、温水机组为空调系统提供热源，同时三用型机组可提供全年生活热水，两用机可配置燃气热水机组提供生活热水。该方案最适合没有市政热网或电力紧张地区的大型建筑。

2.2.5方案五：蒸汽溴化锂冷、温水机组

本方案夏季由蒸汽溴化锂冷、温水机组为空调系统提供冷源，冬季及过渡季由蒸汽溴化锂冷、温水机组为空调系统提供热源，同时三用型机组可提供全年生活热水。该方案最适合附近存在市政蒸汽管网且蒸汽价格低廉或电力紧张地区的大型建筑。

2.2.6方案六：地源热泵

本方案冬季以地下土壤作为空调供热低温热源，夏季则利用地下土壤作为热汇，冬季取热、夏季放热，对地下土壤储热型利用。该方案适合占地面积较大，附近没有市政热网，且电力资源充足的建筑，可耦合冷却塔、燃气锅炉，平衡地源侧取、放热量，属于可再生能源利用，具有示范作用。

2.3 各方案经济分析

2.3.1 经济分析构成

本经济分析均以单位面积经济指标为评价依据，以下所有经济指标均为单位面积经济指标。本项目供冷、供热方案经济分析数据主要有：

1）Ci —— 初投资，元/m2，主要包括：能源增容费用；站房主机初投资；站房其他附属设备及管道初投资；设备配电设施费；

2）Cc —— 年运行能源费用，元/m2，主要包括：电费；燃气费；热力费。

3）LCC —— 寿命周期成本，元/m2，计算公式如下：

式中，LCC——20年寿命周期成本，元/m2； Ci——站房初投资，元/m2；i —— 商业贷款利率，5年贷款利率为8%；Cc——年运行能源费，元/m2。

2.3.2 经济分析结果

根据以上数据及公式计算，各类型建筑的经济数据计算结果如下。

⑴电制冷+市政热网（蒸汽）：初投资139.50元/m2，年能源费21.40元/m2，LCC632.94元/m2，年均LCC成本31.65元/m2*年，年均LCC比较100%；

⑵电制冷+市政热网（热水）：初投资140.10元/m2，年能源费15.82元/m2，LCC522.16元/m2，年均LCC成本26.11元/m2*年，年均LCC比较82.50%；

⑶电制冷+燃气热水机组“：初投资119.07元/m2，年能源费34.99元/m2，LCC874.74元/m2，年均LCC成本43.74元/m2*年，年均LCC比较138.20%；

⑷燃气直燃冷、温水机组：计算所得，年均LCC比较162.81%；

⑸蒸汽溴化锂冷、温水机组：计算所得，年均LCC比较128.60%；

⑹垂直埋管地源热泵：计算所得，年均LCC比较116.79%；

根据上述计算结果，各冷、热源方案中电制冷+市政热网（热水）方案的经济性最优，电制冷+市政热网（蒸汽）方案经济性次之。由于当地的燃气价格较高，导致所有采用燃气的冷、热源方案运行费用过高。因此公共建筑空调冷热、源系统推荐采用电制冷+市政热网（热水）方案或电制冷+市政热网（蒸汽）方案。

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