第三章系统方案选择.docx
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第三章系统方案选择
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第三章系统方案选择
3.1项目条件
3.1.1冷热源的选择标准
本项目地址位于海口市,是大型商场和办公楼结合为一体的综合性建筑。
夏天空调供冷空调周期长,而冬天不需供热,因此该建筑可以排除选用地源热泵,水源热泵,风冷热泵等热泵形式的空调系统方案,也可以排除采用溴化锂直燃机方案,剩下可以选择的可以采用电制冷主机和多联机。
电制冷机组又划分为水冷式电制冷机组和风冷式电制冷机组,由于海南室外空气湿度比较高,室外空气的焓比较高,主机比较难把热量带出室外,因此排除风冷式电制冷机组。
海口市历年来用电紧张,峰谷电价差约为3:
1,可利用低谷电价蓄冷达到显
著的经济效益。
3.1.2海口市市能源状况
根据海南省人民政府批准,海口市物价局发布的资料,海口市能源供应价格如后。
3.121电力供应政策
在电力供应方面,海南省电力供应形势紧张。
2011年,海南电网最大电力
缺口达到18万千瓦。
2012年电力缺口达到30万千瓦,全省通过实施四次有序用电措施,才确保电力供需平衡。
2013年海南全社会用电预计最高负荷为320
万千瓦,而统调装机最大出力仅325万千瓦左右,按正常备用要求(48-51万千瓦)考虑,全年海南将长期性存在电源性电力供需紧张局面。
据预计,我省十二五”中后期仍旧存在电力供应缺口。
表3-1海南省电网销售电价表
用电分类
变压器谷量
电压等级
电度电价(元/kwh)
峰时段
平时段
谷时段
工商业及其他用电
100伏安及以上
220千伏及以上
0.8898
0.5510
0.3165
110千伏
0.9063
0.5610
0.3220
35千伏
0.9228
0.5710
0.3275
35千伏以下
0.9393
0.5810
0.3330
100伏安以下
1千伏及以上
0.7900
不满1千伏
0.8000
注:
分时电价时段划分:
峰时段10:
00~12:
00,16:
00~22:
00;平时
段:
7:
00~10:
00,12:
00~16:
00,22:
00~23:
00谷时段23:
00~次日7:
00。
3.122自来水供应政策
表3-2海口市水务集团水价标准单位:
元/M3
分类
行业
自来水价格
污水处理费
水资源费
合
计
备注
经营
服务
用水
营业性歌舞厅、酒吧、咖啡厅、健身房、美容美发、宾馆、酒店、商业、银行等经营企业
2.60
1.10
0.08
3.78
对经营服务业令代收垃圾处理费:
0.51元
/M3,总计4.29元/M3
3.1.2.3天然气供应政策
表3-3天然气价格标准
序
口
分类
单价(兀/立方米)
备注
~号
3.3
月用气量
10000立方米以下
1
非居民用气
3.1
月用气量
10001~30000立方米
3.0
月用气量
30001~50000立方米
2.8
月用气量
50001立方米以上
3.1.3甲方要求
1)根据设计手册和房间需求,提供舒适性空调,部分特殊用房请参考相关规范;
2)项目投资需结合初投资和运行费用综合考虑,管理简单易行,维护方便,优先考虑多联机、结合水机、新能源等混合方案。
3)要求方案有创新,有自己独立的见解,必须结合工程项目选最优取方案
3.2系统方案分析
3.2.1项目情况
裙楼:
1、裙楼为商场,建筑面积约29000m2,地下一层已给出制冷机房,水泵房,配有消防水池,空调运行时间为9:
00~21:
00,
2、主要使用区域为商场,门厅,会客室,值班室,商铺,商业用房,使用时间各不相同,其中商场、百货面积,空间较高,也有隔间的小商场,可考虑组合式空调机组(风柜)。
3、商场地下一层制冷机房旁边配有消防水池,可以兼用作为蓄冷水槽,可节省蓄冷装置初投资。
塔楼:
1、塔楼为办公楼,建筑面积约25000m2,每一层已给出4个VRV空调位,空调运行时间为9:
00~18:
00,可采用多联机,也可以和商场共用一套电制冷冷源。
2、主要使用区域为办公区域,5到6层为会议室,7到25层为办公室,每一层面积约为1000m2建筑高度为95.7米,属于高层建筑。
3、本项目对于塔楼来说,为大部分的办公室和小部分的会议室组成的写字楼,大多以出售或出租为主,使用单位比较分散,空调方案的选择要考虑到每个空调系统的开启和关闭的时间不同,并兼顾到节假日,晚上个别楼层或个别办公室加班问题。
322总装机容量及冷热源设备初选
3.2.2.1总装机容量的确定
上述的计算冷负荷中,包括新风冷负荷,但考虑实际情况中,管道温升、风机温升,以及冷量输送过程中的冷损失和安全系数,供冷量Q应该按照下列情况计算:
Q=KiXK2>Qi(kw)(3-1)
式中:
K1冷损失系数,一般K1取1.05;
K2安全系数,一般K2取1.1;
Q1建筑计算所需制冷量。
因此,Q=1.05X1.1>(3427313+2868577)=7271.8kw。
裙楼商场修正后所需装机容量Qa=1.05X1.1>3427313=3958.6kw;
塔楼办公楼修正后所需装机容量Qb=1.05Xl.1X868577=3313.2kw。
3.222制冷机组台数的选择
根据《规范》可知,在选择制冷机组时其台数宜为2~4台,台数不宜过多,
也不宜仅用1台。
这样,当冷、热负荷减少时,可以部分机组停止运行,便于制冷量的调节。
在需要全部运转时,如果其中1台发生故障,停机检修,仍有1
台或2台继续运行,室内气象参数不致太大。
3.2.2.3水泵初选的方法
暖通设计中水泵的选择,通常选用比转速ns在130〜150的离心式清水泵,
水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1〜1.2倍。
按估算,可大致取每100m管长的沿程阻力损失为5mH2O,水泵扬程
(mH2O)按照下式
Hmax=AP1+AP2+0.05XX1+K)(3-2)
式中:
AP1冷水机组蒸发器的水压降;
APp-----该环中并联的各占空调末端装置的水压损失最大的一台的水压
降;
L最不利环路的管长;
K最不利环路中局部阻力当量长度总和与直管总长的比值,当最不
利环路较长时,K值取0.2〜0.3,最不利环路较短时,K值取0.4〜0.6。
3.2.3方案初选
通过综合分析,再根据工程中常用的方案,本项目可以采用的方案如下:
方案一:
商场采用水冷冷水机组,办公楼也采用水冷冷水机组,共用一套冷源。
方案二:
商场采用水冷冷水机组,办公楼采用多联机。
注意:
其中水冷冷水机组可考虑辅助水蓄冷装置,以节省运行费用。
3.2.4方案对比
1商场离心式冷水机组+办公楼离心式冷水机组
a、以离心式冷水机组为主机的方案
根据技术性指标,选择三台美的LC700M型离心式冷水机组,该机型相关
技术参数如表4-1所示:
表3-4LC700M型离心式冷水机组技术参数表
名义制冷量(kw)
2461
输入功率(kw)
437
电流
(A)
974
额定能效比
能量调节方式
自动
能量调节范围
10%~100%间自动调节
电源
380V3ph-50Hz
制冷剂
R134a
制冷剂充注量(kg)
1590
冷
凝
器
流程
数
2
蒸
八、、
发器
流程数
2
外形尺寸
长(mm)
5077
水流
量
501
(m3/h)
水流
量
422
(m3/h)
宽
(mm)
2200
水侧压降
93(kPa)
水侧压降
86(kPa)
高
(mm)
2540
进出水管
DN250
进出水管
DN250
运输
重量
11398(kg)
运行重量
12988(kg)
b、冷却塔
因所选离心式冷水机组单台冷凝水量为501m3/h,故选择湖南元亨科技发展有限公司生产的YHA-500-型方形横流冷却塔,共3台。
其相关技术参数列入表4-3。
表3-5YHA-500-型方形横流冷却塔技术参数表
流量
(m3/h)
500
冷却能力
(kcal/h沐03)
625
外形尺寸
长(mm)
3800
风机电机功率(kw)
15
宽(mm)
6000
电机额定电流
(A)
39.5
净重(Kg)
4050
高(mm)
5800
风机直径(mm)
①3400
运行重量
(Kg)
8200
进水温度
「C)
37
出水温度
(C)
湿球温度
32(C)
28
干球温度
(C)
31.5
C、水泵
根据系统估算所需的水流量及管路压力降,水泵初步选型如下:
冷冻水泵(并联使用),选择三台长沙中联泵业有限公司生产的6X18SE型立式离心泵。
冷却水泵(并联使用),选择三台长沙中联泵业有限有限公司生产的14SAP-10JA型立式离心泵。
根据长沙中联泵业有限公司提供的产品样本可知该公司部分产品信息,见
表3-6。
表3-6水泵技术参数表
离心泵型号
流量Q
(m3/h
)
扬程H(mH2
0)
转速n
(r/min
)
效率
n
(%)
轴功率
(kw
)
电动机功率
(kw
)
必需汽蚀余量
(m
)
重量
(kg)
6X18SE
525
55
1480
85
92.5
110
3.8
572
14SAP-10JA
600
27
980
84
52.5
75
4
1250
2、商场水冷冷水机组+办公楼多联机商场部分:
以离心式冷水机组为主机的方案
根据技术性指标,选择两台美的LC600M型离心式冷水机组,该机型相关技术参数如表3-7所示:
表3-7LC600M型离心式冷水机组技术参数表
名义制冷量(kw)
2110
输入功率(kw)
376
电流
(A)
990
额定能效比
能量调节方式
自动
能量调节范围
10%~100%间自动调节
电源
380V3ph-50Hz
制冷剂
R134a
制冷剂充注量(kg)
1669
冷凝器
流程数
2
蒸
八、、
发器
流程数
2
外形尺寸
长(mm)
4725
水流
量
433
(m3/h)
水流
量
362
(m3/h)
宽
(mm)
1990
水侧压降
88(kPa)
水侧压降
70(kPa)
高
(mm)
2162
进出水管
DN250
进出水管
DN250
运输
重量
8990(kg)
运行重
量
10659(kg)
b、冷却塔
因所选离心式冷水机组单台冷凝水量为433m3/h,故选择湖南元亨科技发展有限公司生产的YHA-450-型方形横流冷却塔,共2台。
其相关技术参数列入表3-8。
表3-8YHA-450-型方形横流冷却塔技术参数表
流量
3(m/h)
450
冷却能力
3(kcal/h沐0)
外形尺寸
长(mm)
3800
风机电机功率(kw)
11
宽(mm)
5550
电机额定电流
(A)
29
净重(Kg)
3550
高(mm)
5640
风机直径(mm)
①2950
运行重量
(Kg)
7400
进水温度
「C)
37
出水温度
(C)
湿球温度
32(C)
28
干球温度
(C)
31.5
C、水泵
根据系统估算所需的水流量及管路压力降,水泵初步选型如下:
冷冻水泵(并联使用),选择两台长沙中联泵业有限公司生产的6X18SE型
立式离心泵。
冷却水泵(并联使用),选择两台长沙中联泵业有限有限公司生产的10SAP-6JB型立式离心泵。
根据长沙中联泵业有限公司提供的产品样本可知该公司部分产品信息,见
表3-9。
表3-9水泵技术参数表
离心泵型号
流量
Q
(m3/
h)
扬程H
(mH2
O)
转速n
(r/min)
效率n
(%)
轴功率
(kw)
电动机功率
(kw)
必需汽蚀余量
(m
)
重量
(kg)
6X18SE
445
54
1480
80
81.8
110
3.2
572
10SAP-6JB
500
28
980
78
48.0
55
4.7
860
3.3综合性方案
3.3.1冷热源方案经济性比较:
331.1能源费用
1)能源费用:
电费0.95元/度(无峰谷电价制度);天燃气3.5元/m3,天然气配套费105元/m3,无热力管网;水费3.4元/吨;太阳能资源情况请查当地相关资料;
2)设备初投资概算价格指标(仅供不同方案经济性比较参考):
C系列热回收水(地)源热泵螺杆机(带生活热水)700元/kw,
C系列水(地)源热泵螺杆机550元/kw,超高效双级压缩降膜式离心机组450元/kw,
睿星系列离心式冷水机组400元/kw,
C系列满液螺杆式冷水机组450元/kw,风冷螺杆冷(热)水机组800元/kw,模块式风冷热泵机组700元/kw,
空调箱1.5元/m3(按照风量估算);
风机盘管200元/KW;
MDV-X系列多联机室外机1300元/kw;
MDV4+多联机室外机(组合式)1150元/kw;MDV4+多联机室外机(整体式)1000元/kw;水源热泵MDVS多联机室外机1250元/kw;三管制热回收MDV多联机室外机1550元/kw;
四面出风嵌入式室内机:
600元/KW;标准风管天井式室内机:
550元/KW;全热交换新风机5元/m3h;
热泉”系列高温直热式空气源热泵热水机900元/kw;
冷回收商用热水机1000元/kw。
331.2方案经济型比较
方案一:
商场和办公楼共用一套冷源的水冷冷水系统
(1)睿星系列离心式冷水机组:
美的LC700M型离心式冷水机组名义制冷量:
2461KW
输入功率:
437KW3台
(2)冷却塔:
选用元亨科技的YHA-500-型方形横流冷却塔:
台数:
3台;冷却
水量:
Q=500m3/h;
电机功率:
P=15KW。
(3)冷冻水泵:
台数:
4台(3用1备);流量:
Q=525m3/h;扬程:
H=55m;
转速:
n=1480r/min;功率:
P=110KW。
(4)冷却水泵:
台数:
4台(3用1备);
转速:
n=980r/min;
流量:
Q=600m3/h;
功率:
P=75KW。
扬程:
H=27m;
方案二:
商场采用离心式冷水机组,办公楼采用风冷式多联机系统商场部分:
(1)睿星系列离心式冷水机组:
美的LC600M型离心式冷水机组名义制冷量:
2110KW
输入功率:
376KW
(2)冷却塔:
选用元亨科技的YHA-450-型方形横流冷却塔:
水量:
Q=450m3/h;
台数:
2台;冷却
电机功率:
P=11KW。
(3)冷冻水泵:
台数:
3台(2用1备);转速:
n=1480r/min;
(4)冷却水泵:
台数:
3台(2用1备);
转速:
n=980r/min;
流量:
Q=445m3/h;功率:
P=110KW。
流量:
Q=500m3/h;功率:
P=55KW。
扬程:
H=54m;
扬程:
H=28m;
办公楼部分:
室外机:
MDV-252W/DSN1-890MDV-335W/DSN1-880
MDV-400W/DSN1-880
台数:
8
功率:
7.75kw
台数:
23
功率:
10.5kw
台数:
15
功率:
14.3kw
台数:
129功率:
0.08kw
台数:
120功率:
0.1kw
台数:
3功率:
0.1kw
台数:
20功率:
台数:
1功率:
0.355kw
室内机:
四面出风嵌入式MDV-D56Q4/D1-CMDV-D71Q4/D1-CMDV-D80Q4/D1-C薄型风管天井式MDV-D90T2/N1-C0.231kw
MDV-D125T2/N1-C
计算每个房间冷负荷时不考虑遮阳措施,而计算整个建筑综合总负荷时考虑部分房间内遮阳措施,写字楼夏季总冷负荷2868.6KW
6-25层室内机全部采用四面出风嵌入式,新风机由单独的一台室外机控制
331.3设备初投资估算
(1)离心式冷水机组3台,单价400元/kw。
单台制冷量Q=2461kw
则离心式冷水机组投资
Ci=2461X3>400=295.32万元;
(2)冷冻水泵3台,单价8000元/100m3/h,单台泵流量Li=525m3/h。
则冷冻水泵初投资
C2=8000X5.25>=12.6万元;
(3)冷却水泵3台,单价8000元/100m3/h,单台泵流量L2=600m3/h/台。
则冷却水泵初投资
C3=8000>6X3=14.4万元;
(4)冷却塔3台,单价300元/(ton/h)水量,单台冷却塔水流量L=500m3/h则冷却塔初投资
C4=300>500>3=45万元;
(5)自控投资,单价90元/kw,冷水机组Q=2461kw。
则方案一冷热源系统自动控制初投资
C5=90X2461>=66.447万元;
(6)电力投资,单价280元/kw,总功率按照四台机组输入功率计。
则冷热源电力初投资
C6=280>437>3=36.708万元;
(7)设备运输、安装、调试费用:
C7=0.12X(C1+C2+C3+C4+C5+C6)=0.12>03.369=56.457万兀;
(8)用电增容、集资费用,单价1800元/kw。
贝U
C8=1800X437>3=235.98万元。
(9)办公楼风机盘管投资:
C9=200>2868.577=57.37万元
方案一设备初投资:
C=C1+C2+C3+C4+C5+C6+C7+C8+C9=820.282万兀。
商场部分:
(1)离心式冷水机组2台,单价400元/kw。
单台制冷量Q=2110kw
则离心式冷水机组投资
6=2110X2X400=168.8万元;
(2)冷冻水泵2台,
则冷冻水泵初投资
单价8000元/100m3/h,单台泵流量L1=445m3/h。
C2=8000X452=7.12万元;
(3)冷却水泵2台,
则冷却水泵初投资
单价8000元/100m3/h,单台泵流量L2=500m3/h/台。
C3=8000>5X2=8万元;
(4)冷却塔2台,单价300元/(ton/h)水量,单台冷却塔水流量L=450m3/h则冷却塔初投资
C4=300X450>2=27万元;
(5)自控投资,单价90元/kw,冷水机组Q=2110kw。
则方案二冷热源系统自动控制初投资
(6)电力投资,单价则冷热源电力初投资
C5=90>2110>2=37.98万元;
280元/kw,总功率按照四台机组输入功率计。
C6=280>376>2=21.056万元;
(7)设备运输、安装、调试费用:
C7=0.12>(C1+C2+C3+C4+C5+C6)=0.12>07.936=32.4万兀;
(8)用电增容、集资费用,单价1800元/kw。
贝U
C8=1800X376>2=135.36万元。
办公楼部分:
(9)室外机:
MDV-252W/DSN1-8908台
MDV-335W/DSN1-88023台
MDV-400W/DSN1-88015台单价:
1000元/kw
则C9=(25.28+33.5>3+40X15)>000=157.21万元
(10)室内机:
MDV-D56Q4/D1-C台数:
129
MDV-D71Q4/D1-C台数:
120
MDV-D80Q4/D1-C台数:
3
MDV-D90T2/N1-C台数:
20
MDV-D125T2/N1-C台数:
1单价:
600元/kw
则C10=(5.6>129+7.1120+8X3+9X20+12.5)>600=107.45万元方案二设备初投资:
C=C1+C2+C3+C4+C5+C6+C7+C8+C9+C10=702.376万兀。
331.4设备年运行费用估算
1、计算参数
与运行费用有关的参数主要有:
电价、燃气价及系统运行时间;天然气热值取9.886kw/m3。
考虑海口地区的气候特点以及办公楼使用时间,空调系统运行时间为:
a制冷工况运行为3月-9月,即为275天;海口属于夏热冬暖的地区,不需要供热。
裙楼商场部分空调每天从上午9点运行到下午21点,共计12小时。
塔楼办公楼部分空调每天从上午9点运行到下午18点,共计9小时
b按照上述空调运行的天数及每天中运行的小时数,方案一:
一年中,制冷为275X12=3300小时。
方案二:
商场部分,一年,制冷为275X12=3300小时,办公楼部分,一年,制冷为275X9=2475小时
c商场同时使用系数取1.0办公楼同时使用0.8。
2、年运行费用
系统中冷水机组年运行电费为:
N11=437X3X275X(0.9228X+0.571X)=335.82万元;
冷却塔运电费为:
N12=15X3X275X(0.92287+0.5715)=11.53万元;
水泵运行电费为:
N13=(110+75)X3>275X(0.92287+0.5715)=142.仃万元;
方案一年总运行费用为:
N1=Nh+N12+N13=489.52万兀。
商场部分:
系统中冷水机组年运行电费为:
N21=376X2X275X(0.92287+0.5715)=192.63万元;
冷却塔运行电费为:
N22=11X2X275X(0.92287+0.5715)=5.64万元;
水泵运行电费为:
N23=(110+55)X2X275X(0.92287+0.5715)=84.53万元;
办公楼部分:
室外机运行电费为:
N24=(7.758+10.523+14.3沐5)X275X(0.92284+0.5715)=93.25万元室内机运行电费为:
N25=(0.08129+0.1120+0.13+0.23120+0.3551)
2275><0.92284+0.5715)=4.97万元
方案二年总运行费用为:
N2=N21+N22+N23+N24+N25=381.02万元
3
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