4、冬季運行費用
依據(jù)上述設計條件, 空調系統(tǒng)冬、夏季送風量相同，L=305000m3/h，仍由6臺50800m3/h的空調機組負責送風；冬季新風量占總風量15%，新風量45750（m3/h）,新風負荷748.9kw，圍護結構熱負荷：800kw，總空調熱負荷1548.9 kw濕負荷：600.0kg/h，熱濕比：
ε=-4800.0kj/kg。在I——d圖上（略），空氣處理過程是：新風予熱——新風與室內回風混合——再熱。送風狀態(tài)是：溫度to=34.7℃，焓值io=51.7kj/kg，含濕量do=6.5g/kg。對于二級蒸發(fā)冷卻空調系統(tǒng)：其送風量為：L=432000m3/h，由6臺72000 m3/h空調機組負責送風,經計算：送風狀態(tài)為：送風溫度to=31.3℃，焓io=49.3kj/kg,含濕量do=7.1g/kg。熱水循環(huán)流量：133.2 m3/h。
冬季各制冷空調系統(tǒng)耗能、耗水計算結果表三
|
系統(tǒng) |
供熱 方式 |
耗能、耗水設備 |
耗電量 （kw） |
耗氣量 （m3/h） |
耗水量 （kg/h） |
備注 |
|
電制冷空調系統(tǒng) |
城市集中供熱 |
換熱器、二次水 水處理、水泵 |
0 |
500 |
一次水未能耗考慮 | |
|
空調機組 |
22*6+0.55*6 |
0 |
160 |
|||
|
小計 |
135.3 |
0 |
660.0 |
|||
|
燃氣爐自供熱 |
燃氣爐 |
1.5*2 |
88*2 |
0 |
||
|
水處理、循環(huán)水泵 |
7.5*2+2.2*0.3 +1.5*0.2 |
0 |
500 |
|||
|
空調機組 |
22*6+0.55*6 |
0 |
160 |
|||
|
小計 |
154.3 |
176 |
660.0 |
|||
|
直燃式空調系統(tǒng) |
高發(fā)加大直燃機組供熱 |
直燃式冷水機組 |
4.0*2 |
93*2 |
0 |
|
|
空調機組 |
22*6+0.55*6 |
0 |
160 |
|||
|
水處理、循環(huán)水泵 |
7.5*2+2.2*0.3 +1.5*0.2 |
0 |
500 |
|||
|
小計 |
159.3 |
186 |
660.0 |
|||
|
地源熱泵空調系統(tǒng) |
地源熱泵機組供熱 |
地源熱泵制冷機組 |
220*2 |
0 |
0 |
|
|
空調機組 |
22*6+0.55*6 |
0 |
160 |
|||
|
冷水泵、冷卻水 提升泵 |
24*2+7.5*2 |
0 |
900 |
|||
|
小計 |
638.3 |
0 |
1060.0 |
|||
|
二級蒸發(fā)冷卻空調系統(tǒng) |
城市集中供熱 |
送風機 |
15.0*2*6 |
0 |
||
|
循環(huán)水泵 |
0.75*6 |
0 |
200 |
直接加濕 | ||
|
換熱器、二次水水處理、水泵 |
0 |
500 |
||||
|
小計 |
184.5 |
0 |
700.0 |
|||
|
燃氣爐自供熱 |
燃氣爐 |
1.5*2 |
88*2 |
0 |
||
|
水處理、循環(huán)水泵 |
7.5*2+2.2*0.3 +1.5*0.2 |
0 |
600 |
|||
|
空調機組 |
15*2*6+0.75*6 |
0 |
200 |
|||
|
小計 |
238.5 |
176.0 |
800.0 |
冬季各系統(tǒng)一小時運行費用的結果表四
|
參數(shù) 系統(tǒng) |
供熱 方式 |
總耗 電量 (元/h) |
天然氣 總耗量(元/h) |
總耗水量 (元/h) |
總耗電、氣、水耗用 (元/h) |
四種系統(tǒng) 之間關系 |
|
電制冷空調系統(tǒng) |
集中 供熱 |
75.8 |
0 |
1.53 |
77.9+1.53+101.9=179.2 |
1．0 |
|
燃氣 供熱 |
86.4 |
235.8 |
1.53 |
323.7 |
1.81 | |
|
直燃式制冷空調系統(tǒng) |
高發(fā)加大直燃機組 供熱 |
89.4 |
249.2 |
1.53 |
340.1 |
1.90 |
|
地源熱泵制冷空調系統(tǒng) |
地源熱泵機組供熱 |
357.4 |
0 |
2.47 |
360.0 |
2.01 |
|
二級蒸發(fā)冷卻空調系統(tǒng) |
集中 供熱 |
103.3 |
0 |
1.63 |
103.3+1.63+101.9=206.8 |
1.15 |
|
燃氣 供熱 |
133.6 |
235.8 |
1.86 |
371.2 |
2.07 |
注：集中供熱按城市采暖費22.0元/m2標準計算（空調用熱與采暖用熱價格暫定一樣）,這包括了鍋爐房一、二次水泵耗能，燃煤、人工、維修等總費用；一個采暖期180天(每天12小時)，折合到本建筑每小時費用101.9元/h。
5、冬季設計工況下的結果
5．1、冬季各系統(tǒng)運行時費用相差較大，這對采暖期長，能耗大的寒冷地區(qū)特別重要;從表四可以得出：冬季在烏魯木齊除采用城市集中供熱外（不考慮熱貼），其它任何空調系統(tǒng)在采用以天燃氣為主要熱源供熱或地源熱泵機組方式供熱都很不經濟，所以應避免采用。
5．2、冬季新風量雖然占總送風量不大，但空調機組在對其加熱、加濕過程中能耗確很大，在采用集中供熱的空調系統(tǒng)中，新風負荷約占總負荷50%，其運行費用也占總費用50%左右，所以設計時對冬季新風是否采用、采用多少應特別注意。如：在直燃式空調和地源熱泵空調系統(tǒng)的有些設計中，設計人為了滿足全年負荷要求，就以冬季這二種機組的額定出力選擇設備，其結果必然是出投資增大，冬季系統(tǒng)運行費用高，夏季系統(tǒng)長年在部分負荷情況下運行，對即機組不利，運行也不經濟，是應禁止選擇的設計方案。
5．3、在不考慮一次用水情況下，水的損耗占總費用不到1%；在采用集中供熱的空調系統(tǒng)中，集中供熱費用是固定不變的，空調機組能耗約占50%左右。
6、全年設計工況下的結果
6．1、在現(xiàn)有收費條件下，用城市集中供熱是冬季空調系統(tǒng)的最經濟用熱方式。
6．2、使用天然蒸發(fā)冷卻冷源空調系統(tǒng)——方案4是夏季各類空調系統(tǒng)中最為經濟的系統(tǒng)，冬季使用城市集中供熱也較經濟。
6．3、夏季使用常規(guī)典型的螺桿式電制冷空調系統(tǒng)——方案1，在設計工況下其運行費用是方案4的一倍，冬季應使用城市集中供熱供熱。
6．4、夏季使用直燃型溴化鋰制冷空調系統(tǒng)——方案2，其運行費用與方案1相當，冬季不應時用直燃機供熱。
6．5、由于冬季熱負荷較大，再使用地源熱泵供熱相對就很不合理，夏季使用地熱水源熱泵——方案3供冷是否經濟，主要取決于地下水水位或井深。
事實上，選擇何種方式的制冷空調系統(tǒng)對一項工程不僅重要，而且相當復雜；除了應進行經濟分析比較外，還必須考慮到一次投資、人員成本、技術上可靠合理、設備的性能和使用壽命、設備的使用與維修、自動化管理與調節(jié)、設備和管道占用場地和空間情況、對環(huán)境影響等。只有全面掌握有關信息，分析比較后才能得出最佳方案。
參考文獻：
- David M.Elovitz,P.E. Selecting the Right HVAC System. ASHRAE Journal. 2002，44（1）：24-30；
- 李樹林.“中央空調冷源選擇的熱經濟學分析及比較”.全國暖通空調制冷2000年學會論文集.792-795;
- 蘇文.“空調冷熱源的選擇和節(jié)能 ”. 全國暖通空調制冷2002年學會論文集.725-729;
- 許雷、范存養(yǎng).“冷水機組的能耗及其對環(huán)境影響的比較”. 全國暖通空調制冷1998年學會論文集.3254-327
