中央集中空调“大温差系统”分析比较

本文以某大连酒店项目设计方案分析为例，通过技术经济比较，在“空调冷冻水/冷却水的大温差系统”和“空调冷冻水/冷却水的常规系统”两种供冷方案中选择更为经济、合理的方案。

本项目采用中央集中水冷冷水空调系统，空调水系统主要由水冷冷水机组、冷却塔、冷冻水一次循环泵、冷冻水二次循环泵、空调末端组成。常规系统冷冻水供回水温度为7/12℃，冷却水供回水温度为32/37℃，温差皆为5℃；大温差系统即冷冻水、冷却水系统均大于5℃时的水系统方案。

本文通过技术经济比较选择出最优的“大温差空调水系统温差”设计方案。

一、冷负荷、冷源情况以及各种温差方案的选择

1. 冷负荷计算结果

本酒店建筑面积约53345m ² ，方案阶段采用负荷估算法进行计算，每建筑面积115 w/m ² ，总负荷量6135kW，1755 冷吨（RT）。

2. 冷源及空调水系统设计

冷源及水系统配置如下：

（1）冷水机组：900RT，2 台；500RT，1 台；

（2）冷却水侧设3 台冷却塔和4 台冷却水循环泵；

（3）冷冻水侧设一次循环泵4 台，二次变频循环水泵6台；

（4）不同冷冻水/冷却水温差的可选方案针对空调冷冻水、冷却水温差的不同，可采用以下方案。如表1 所示。

表1 大温差对制冷系统的影响

注：为保证冷水机组冷凝器压力不变，因此设定冷塔出水温度为37℃。

二、大温差系统对系统设备选型的影响

（1）冷水机组选用大温差系统，需依靠增大蒸发器或增大冷凝器来满足设备需求；将导致初投资稍大。

（2）大温差冷却塔选型需厂家根据技术参数、室外湿球温度确定。对于大连地区，夏季空调室外计算湿球温度为25℃，供回水温度为37/29℃时，逼近度仍为4℃，冷却塔的冷却能力可以保证。

（3）冷冻水泵、冷却水泵随着输送流体温差的加大，流量减小，则相应的电机功率减小，初投资及运行费用降低。

三、冷冻水侧大温差系统对空调系统末端的影响

本项目酒店客房部分均为风机盘管+新风系统，因此客房的空调末端设备不受大温差系统的影响，只有酒店裙房全空气系统在采用大温差系统时需加大盘管。冷冻水供、回水温差为8℃时，混风工况下（即全空气系统空调机组）的水盘管需要增加排数，而新风工况和风机盘管无需增加排数。

1. 主要设备参数表

根据方案，设计制冷系统各设备的设计参数。

（1）由于冷却水温差不同时，冷机效率不同，耗电量不同，影响计算系统运行时的运行费用，因此根据冷却水温差对冷机设备、冷冻水泵设备进行选型。

（2）由于冷冻水温差不同，各种方案的冷冻水一次、二次泵流量不同，耗电量不同。

（3）由于冷冻水温差不同，空调机组盘管排数不同，初投资不同。

（4）由于冷冻水温差不同，冷冻水、冷却水主干管的管道尺寸不同，初投资略有不同，对整体系统投资来说比例较低，可以忽略。

为节省篇幅，本文仅列出冷却水为5℃温差（即冷却塔供回水温度为32℃～37℃）时的主要设备参数。（见表2）

表2 冷却水为5℃温差（即冷却塔供回水温度为32℃～37℃）主要设备参数表

2. 经济分析

大温差空调系统的初投资、运行费用及回收期总表所示。见表3。

表3 大温差空调系统初投资、运行费用及回收期总表

注：

（1）初投资及运行费用单位均为：万元，回收期单位为：年；

（2）回收期=大温差系统初投资费用-常规系统初投资/年节约的运行费用（以冷冻水/冷却水温差均为5℃工况为基准进行比较）；

（3）上述表格比较了主要设备的初投资，所有价格仅为估算。

（4）空调末端设备按照如下设定估算初投资费

用：酒店裙房每层面积约为8500m ² ，每层设空调机组10个，5 层共50个空调机组。每台机组风量约为30000m ³ /h，冷量约为200kW，6排盘管比4排盘管多投资0.6万元。

（5）对于实际运行当中，各个设备实际使用率的不同和运行情况的变化而有所不同，本次运行费用的比较仅从理想状态下机组运行考虑。按照冷水机组运行365 天，当量满负运行时间为5小时。

（6）电价格：0.84元/度；电费=kWx5 小时×365×0.84 元/kW。

五、 结语

结合上述技术方面以及初投资及运行费用的比较，建议采用“6℃温差的冷冻水系统和8℃温差的冷却水系统”的方案。初投资与常规方案基本相同，回收期较为理想。

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