西安华南区5号交易广场空调冷、热源可行性分析报告.pdf

西安华南区 5 号交易广场空调冷、热源 可行性分析报告 北京中科华誉能源技术发展有限责任公司 二零一四年 六 月四日 一、项目概况 西安华南城 5 号交易广场项目，由三层地下室、四层裙楼及四栋塔楼组成地下一层为商业、汽车库及设备用房，地下二层为汽车库、设备用房和酒店后勤配套，地下三层为汽车库及设备用房以及用作战时的人防掩蔽所；塔楼有四栋，一栋二十三层酒店、一栋二十三层办公、两栋二十八层公寓 项目总用地面积为 37278.00㎡，总建筑面积为 258979.00㎡ ，其中办公建筑面积30201.59㎡ ， 公寓建筑面积 46172.70㎡ ，商铺建筑面积 17572.45㎡ ，集中商业建筑面积 39099.81㎡ ， 酒店建筑面积 39316.46㎡ 本报告 针对项目中的酒店和集中商业建筑这两部分 空调 系统 的冷、暖源进行分析 二、设计负荷 根据甲方提供的设计文件中给出的冷、热负荷，如下： 建筑名称 建筑面积 （ m2） 估算指标（ W/m2） 空调负荷（ kW） 冷指标 热指标 冷负荷 热负荷 酒店 39316 125 80 4915 3145 商业 39099 160 70 6256 2737 合计 78415 11171 5882 考虑到本项目的建筑使用功能有一部分是酒店，在夏季和冬季都很难达到满负荷使用状态，在本报告中考虑 75%的同时使用系数计算空调冷热源。

三、各种空调冷、热源方 案比较 方案 对比内容 方案一 方案二 方案三 方案四 系统 类型 地下水式地源热泵系统 水冷冷水机组 + 燃气锅炉 系统 溴化锂直 燃 机 系统 风冷热泵 系统 冷热源系统投资 1037.525 万元 1340.897万元 1631.032万 754.725 万 夏季运行费用 16.53元 /m2 24.00元 /m2 29.20元 /m2 38.30元 /m2 冬季运行费用 18.56元 /m2 34.50元 /m2 42.60元 /m2 22.90元 /m2 全年运行费用 35.09元 /m2 58.50元 /m2 71.70元 /m2 61.20元 /m2 机房情况 需室内机房； 机房占地面积小 需室内机房； 需设冷冻站和专门的 锅炉房，面积较大 需室内机房；机房占地面积较大；由于直 燃 机机组本身特点，机房有特殊要求； 系统管路复杂，布置较麻烦 无需 专用机房或需很小泵房；主机及附属设备可以直接放置于建筑物的地面或顶部 冷热源占地 需要专用水井，水井需要一定间距；水井与建筑物保持一定距离；需要在室外占用一定的面积；布井区域可做绿化。

冷却塔要占用地面或屋顶面积 冷却塔要占用地面或屋顶面积 风冷热泵机组占用地面或屋顶面积 冷却塔的水耗 整个系统为闭式循环系统，主要提取地下衡温水中的冷、热量，采取 100%回灌，不消耗水量，水只作为载体 冷却水系统为开式系统，存在着细菌滋生“军团病”；存在漂水现象，造成了无偿的水耗，以一万平米的水耗为 6t/h 冷却水系统为开式系统，存在着细菌滋生“军团病”；存在漂水现象，造成了无偿的水耗，以一万平米的水耗为6t/h 风冷主机的冷凝器是用风来冷却的，不存在冷却水的消耗；整个空调水系统也采用闭式结构 系统节能性 机组以水为载体，能效比一般为 4.8～ 6.56 以空气为间接载体，空气换热系数比水低，夏季水冷冷水机组的能效比3.5~4；冬季锅炉的效率0.88左右 以空气为间接载体，空气换热系数比水低，夏季 溴化锂机组的性能系数 1.7左右；冬季燃烧 天然气 制热， 性能系数在1.2左右 以空气为直接载体，空气换热系数比水 低得多，风冷热泵的能效比一般在2.5～ 3.2 系统可靠性 目前技术含量最高的空调 经多年研发与使用，机组 从原理上要求保证极高的真 经多年研发与使用，机组系统，在国外已大量使用，现国内也大量应用，机组质量、可靠性高。

质量、可靠性高 空度，工艺上必须保证极高的密封性，否则溴化锂溶液将对机组材料和构件造成强烈腐蚀，其使用寿命无法保证 质量、可靠性高 系统安全性 没有可燃可爆物质，运行安全 锅炉为压力容器，需要燃烧 天然气 ，安全性不高 需要燃烧天然 气，安全性不高 没有可燃可爆物质，运行安全 系统稳 定性 具有稳定性； 夏季和冬季通过地下水换热系统从土壤中汲取或释放热量，运行不受室外环境温度影响，运行稳定可靠 具有一定的稳定性； 主机间接接从空气种汲取或释放热量，受室外温度影响小于风冷热泵系统；制热采用锅炉提供的热水，采暖效果好 具有一定的稳定性； 主机制冷时采用的是冷却塔提供的冷却水，所以受环境温度的影响小于风冷热泵系统；溴化锂机组对水质的要求非常严格，冷却水必须经过处理才能运行；制冷量存在不可避免的衰退，年衰减量高达 5%左右 具有不稳定性； 主机直接从空气种汲取或释放热量，受室外温度影响较大； 夏季当室外温度高于 35℃时，其制冷量将大幅度衰减；冬季主机需反冲除霜 系统环保性 具有环保性； 不具有环保性； 不具有环保性； 不具有环保性； 没有锅炉及冷却塔，不会向大气中排放任何气体，不会污染空气。

夏季制冷时产生大量热气，且主机噪音较大；冬季采暖时产生大量烟气 夏季制冷时产生大量热气，且主机噪音较大；同时产生大量烟气 不论夏季制冷和冬季制热，产生大量热气，且主机噪音较大 建筑物外观 因为没有室外机组，所以使用该系统的建筑物不会破相，具有美观性 冷却塔放置在楼顶或室外地面，会影响建筑物的美观 冷却塔放置在楼顶或室外地面，会影响建筑物的美观 主机放置在楼顶或室外地面，或悬挂或落地，会影响建筑物的美观 使用寿命 20 年以上 冷水机组 20年 锅炉 15年 溴化锂溶液对普通碳钢有较强的腐蚀性即影响机组的寿命，也影响正常的运行， 8-10年 15-20 年 安装难度 系统复杂，需要占较大面积的土地；受施工条件限制，施工难度较大 安装复杂，需大量的配套设施，系统复杂、安装工程量大大 安装复杂，需大量的配套设施，系统复杂、安装工程量大；机组对气密性要求高，在机组运行中即使漏入微量的空气也会影响冷 水机组的性能 系统简单，施工方便 运行管理人员 主机的控制模式同样采用 主机为全电脑自动控制； 需要专人日常维护，要有 1-2 主机的控制模式采用电电脑控制，但由于水源水系统较比复杂，需有专人定时巡察，因此日常维护人员要配备 1~2人。

需专人管理机房及锅炉房 人溴化锂机组很熟悉及相关专业（制冷专业）；除专业人员外还要有三个班次的日常维护人员 脑控制，无须专人看守，也无须专业人员（制冷专业）的维护 职能部门 不需要进行消防、安全部门的检查 需要进行消防、安全部门的检查 需要进行消防、安全部门的检查 不需 要进行消防、安全部门的检查 维护保养 主机保养略复杂，水系统需定期除垢，清洗管路；尤其是室外水井部分需进行定期洗井 主机保养简单，但两套水系统需定期除垢，清洗管路和冷却塔，保养工作量较大 操作人员每天均需对系统抽真空和抽不凝性气体进行检查，工作量大；每台机组运行两年后每年必须清洗一次内部容器，或更换有关材料 主机保养简单，但水系统需定期除垢，清洗管路，保养工作量一般 总结 通过以上比较分析，可以看出： 1. 地下水地源热泵系统，属于环保性系统，目前在世界上属于最流行的空调系统受各国政府的推荐使用 ；需要专用机房和埋管场所；初投资最低，运行费在五个系统是最低的，且几乎不受环境温度的影响需要当地有充足的水源，同时需政府审批，手续复杂 2.水冷式冷水机组 +锅炉系统，需要专用机房和锅炉房，还需专人值守；初投资在五个系统中居中，运行费用在五个系统中居中（制冷时系统效率高；但制热时采用锅炉，效率低）。

制冷受环境温度影响小，制热时不受环境温度影响 3. 直燃型溴化锂空调系统，需要专用机房，系统复杂，维护保养要求也高，必须配专人管理和维护该系统初投资偏高，运行费用高（制冷 /制热均采用一次能源，效率低）；制冷 受环境温度影响小，制热时不受环境温度影响但系统对气密性要求高，即使漏入微量的空气也会影响冷水机组的性能，一般制冷量年衰减量高达 5% 4. 风冷热泵空调系统在控制方面可实现无人值守，系统简单、成熟；目前在世界上属于普及性空调系统；初投资偏高，运行费用偏高，且受环境温度的影响较大 四、 地下水式地 源热泵系统可行性分析 1. 地源热泵 系统 的工作原理 “热泵”这一术语是借鉴“水泵”一词得来在自然环境中，水往低处流动，热向低温位传递而地表土壤是一个所含能量极其巨大的蓄能体，在土壤中因吸收太阳能以及其他形式的 能量交换而储存了大量的低品位能源可以通过“热泵”对土壤中所含能量进行品位提升，满足制冷供热等建筑物环境控制要求水泵将水从低处送到高处利用而热泵可将低温位热能“泵送” （交换传递）到高温位提供利用其工作原理是，由电能驱动压缩机，使工质（如 R22）循环运动反复发生物理相变过程，分别在蒸发器中气化吸热、在冷凝器中液化放热，使热量不断得到交换传递，并通过阀门切换使机组实现制热（或制冷）功能。

在此过程中，热泵的压缩机需要一定量的高位电能驱动，其蒸发器吸收的是低位热能，但热泵输出的热量是可利用的高位热能，在 数量上是其所消耗的高位热能和所吸收低位热能的总和 任何能源系统的设计均 由建筑 系统的需求决定经分析，本系统的需求包括夏季供 冷、冬季供热 在 地源热泵系统 中 ， 水源热泵机组 承担着夏季供冷以及冬季供热的任务 水源热泵机组 是本系统的核心设备，其各项性能参数决定了系统其它设备的配置方法 2. 地源热泵系统构成 上图说明了地源热泵系统实现地能利用的具体流程，不同类型的地源热泵系统 在此方面基本相同 根据地能交换系统型式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统、地表水地源热 泵系统 根据本项目的实际情况，其地能采集、利用系统采用了 地下水地源热泵系统， 与之相应的地源热泵系统则主要由 地下水井 （实现地能采集）、 水源热泵机组 （实现地能品位提升）和水－水换热设备 （末端）组成 3. 地源热泵效益分析 3.1、可再生能源利用技术 可再生能源利用技术地表浅层是一个巨大的太阳 能集热器，收集了 46％ 的太阳能量，比人类每年利用能量的 500 倍还多。

它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源 的 一种形式 3.2、经济有效的节能技 术 地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高， 夏季比环境空气温度低，是很好的 夏季 冷源和 冬季 热源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高 40%， 因此要节能和节省运行费用 40%左右另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性 水循环 环 水循环 地热能交换系统 水源热泵 机组 建筑物内系统 3.3、 环境效益显著 地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少 40％以上（发电污染物排放），与有机燃料供暖相比，相当于减少 80％以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显该装置的运行 没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没 有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量 能源是人类生存、发展必需的燃料和动力来源，是生产力发展和人类生活水平提高的重要物质保障我国人均能源相对贫乏，然。