一、項(xiàng)目概況

　　中紡大廈規(guī)劃總建筑面積約84070平方米，其中地下30800平方米；1.5萬平方米為酒店式公寓；地上裙房16110平方米；地上塔樓51660平方米。

　　應(yīng)北京中紡京城房地產(chǎn)開發(fā)有限公司所邀，麥克維爾公司根據(jù)自己所掌握的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念和完善優(yōu)質(zhì)的冷熱源設(shè)備序列，為中關(guān)國際城項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)冷熱源方案提供以下論證意見，供開發(fā)單位參考。

二、論證依據(jù)

　　開發(fā)單位“空調(diào)冷熱源方式征詢”邀請(qǐng)函及其附件

　　《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019－2003

　　《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95（2001年版）

　　《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ16-87

　　全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施》-《暖通空調(diào)·動(dòng)力》分冊(cè)

三、項(xiàng)目冷熱負(fù)荷預(yù)估

　　根據(jù)開發(fā)單位“空調(diào)冷熱源方式征詢”邀請(qǐng)函，冷熱源系統(tǒng)需要提供的冷熱負(fù)荷如下：

　　夏季冷負(fù)荷：14000kW（3981USRT）

　　冬季供暖通風(fēng)熱負(fù)荷：15000kW

　　常年生活熱水熱負(fù)荷：2100kW

　　根據(jù)項(xiàng)目使用功能的劃分，大型商場的冷熱負(fù)荷主要發(fā)生在白天營業(yè)時(shí)間，夜間不需要；酒店式公寓的冷熱負(fù)荷全天都有；辦公室的冷熱負(fù)荷也主要發(fā)生在白天上班時(shí)間。因此在確定冷熱源方式時(shí)，不光要考慮到冷熱源的負(fù)荷大小，還必須考慮到冷熱源的使用搭配和調(diào)節(jié)，以便為今后的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行創(chuàng)造條件。

四、方案論證

　　冷熱源設(shè)計(jì)方案一直是需要供冷、供熱空調(diào)設(shè)計(jì)的首要難題，根據(jù)中國當(dāng)前各城市供電、供熱、供氣的不同情況，空調(diào)冷熱源及設(shè)備的選擇可以有多種方案組合，如何選定合理的冷熱源組合方案，達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化，是比較困難的。

　　一般說來，選擇冷熱源方案所要考慮的主要因素一般有以下幾點(diǎn)：

　　從技術(shù)方面考慮，主要是設(shè)備運(yùn)行的可靠性，技術(shù)先進(jìn)性，節(jié)能性，結(jié)構(gòu)緊湊性，安裝操作維修方便性，噪聲振動(dòng)性、環(huán)保性等。

　　從經(jīng)濟(jì)方面考慮，在選擇空調(diào)冷熱源設(shè)備時(shí)，需要對(duì)設(shè)備的初投資和運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行綜合分析。

　　根據(jù)開發(fā)單位“空調(diào)冷熱源方式征詢”邀請(qǐng)函，需要進(jìn)行論證的冷熱源方案組合有以下四個(gè)方案：

　　電制冷機(jī)組+燃?xì)忮仩t（下文中簡稱方案一）

　　燃?xì)馊�用直燃機(jī)，提供冷凍水、暖通用熱水和生活熱水（下文中簡稱方案二）

　　地下水水源熱泵冷熱水機(jī)組，提供冷凍水、暖通用熱水和生活熱水（下文中簡稱方案三）

　　電制冷機(jī)組+市政熱網(wǎng)（下文中簡稱方案四）

　　1、方案一

　　方案一為普遍采用的一種冷熱源方案，也是迄今為止使用時(shí)間最長的一種方案，是在技術(shù)、可靠性、安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)等方面最為成熟的一種方案。電制冷機(jī)組供應(yīng)冷凍水，燃?xì)忮仩t供應(yīng)暖通用熱水和生活熱水，可以充分滿足各方面的使用要求。電制冷機(jī)組的選用可根據(jù)使用情況大小搭配，以COP值最高的離心式機(jī)組，以滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。制冷機(jī)組在制冷劑的選擇上應(yīng)考慮禁用年限。熱源自己配備，可以自由掌握供暖時(shí)間。其投資和運(yùn)行費(fèi)用適中，在項(xiàng)目沒有特殊要求的情況下是廣大設(shè)計(jì)師的標(biāo)準(zhǔn)選用方案。

　　2、方案二

　　燃?xì)馊�用直燃機(jī)可以利用一種設(shè)備同時(shí)滿足供冷、供暖和供生活熱水的需求，可以節(jié)省機(jī)房面積，減少對(duì)電力的需求，污染物排放量也較小，比較適用于環(huán)保要求高、地價(jià)昂貴、電力增容費(fèi)較高的場所。前些年，由于供電緊缺直燃機(jī)非常流行，近些年來因?yàn)楣╇姵湓！⒂蛢r(jià)上漲直燃機(jī)的使用越來越少。

　　但是，本項(xiàng)目采用這種方案在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面都存在一些問題。直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組初始投資費(fèi)用較大，設(shè)備的工藝要求極嚴(yán)，維護(hù)保養(yǎng)要求較高。就其制冷供冷而言，與電動(dòng)機(jī)組相比，溴化鋰吸收式機(jī)組節(jié)電不節(jié)能；與離心式螺桿式制冷機(jī)相比，占地面積大，機(jī)房高度高，設(shè)備重量大；此外設(shè)備排熱量大，冷卻塔和冷卻水系統(tǒng)容量大；維護(hù)和使用要求高，機(jī)組氣密性要求很高，只有逸入少量空氣就會(huì)破壞真空度，導(dǎo)致機(jī)組性能大幅下降，溴化鋰水溶液對(duì)碳

　　鋼的腐蝕性較強(qiáng)，需要做好鋼板防腐蝕處理和提高緩蝕劑性能。從目前運(yùn)行的類似系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)來看，直燃機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于方案一。

從另一方面來看，本項(xiàng)目中生活熱水是常年需要的，而且其負(fù)荷與供冷供暖負(fù)荷相比所占比例較小，在過渡季時(shí)，供冷供暖系統(tǒng)停止使用的情況下就只有生活熱水負(fù)荷。由于直燃機(jī)體積較大，價(jià)格昂貴，從經(jīng)濟(jì)上考慮不可能選擇機(jī)組臺(tái)數(shù)較多，因此，直燃機(jī)燃燒器常處于部分負(fù)荷下工作，燃燒效率下降；另外，生活熱水在一天中負(fù)荷變化大，最大與最小負(fù)荷之比可達(dá)十幾倍，均導(dǎo)致啟停頻繁，還影響到燃燒器的使用壽命。如果單為生活熱水所需選用一臺(tái)小型直燃機(jī)，則不管從技術(shù)還是從經(jīng)濟(jì)方面都不如采用燃?xì)忮仩t來供生活熱水。此外，新頒布的《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019－2003在條文說明中明確提出“直燃機(jī)組的供熱量一般為供冷量的80%（按各生產(chǎn)廠及型號(hào)不同大致在75%~85%左右），這是標(biāo)準(zhǔn)的配置，也是較經(jīng)濟(jì)合理的配置，選擇標(biāo)準(zhǔn)型當(dāng)然是最經(jīng)濟(jì)合理的，我國多數(shù)地區(qū)（需要供應(yīng)生活熱水除外）都能滿足要求。當(dāng)熱負(fù)荷大于機(jī)組供熱量時(shí)，用加大機(jī)組型號(hào)的方法是不可取的，因?yàn)橐�增加投資、降低機(jī)組效率。加大高壓發(fā)生器和燃燒器雖然可行，但也應(yīng)有限制，否則會(huì)影響機(jī)組高、低壓發(fā)生器的匹配，同樣造成低效，導(dǎo)致能耗增加。此時(shí)專用直燃機(jī)去制取生活用水是不適宜的。”而本項(xiàng)目中熱負(fù)荷為冷負(fù)荷的1.22倍，根據(jù)規(guī)范，選用燃?xì)馊�用直燃機(jī)來同時(shí)供冷供暖供生活熱水也是不適宜的。

　　3、方案三

　　地下水水源熱泵是利用了地球水體所儲(chǔ)藏的太陽能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表土壤和水體不僅是一個(gè)巨大的太陽能集熱器，而且是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對(duì)的均衡。這使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為可能。所以說，水源熱泵是清潔的利用可再生能源的一種技術(shù)。它具有以下特點(diǎn)：

　　高效節(jié)能，減少占地

　　能源利潤率為傳統(tǒng)方式的3—4倍，投入1KW的電能可得到4—5KW以上的制冷或供熱的能量。據(jù)美國環(huán)保署EPA估計(jì)，設(shè)計(jì)安裝良好的水源熱泵，平均來說可以節(jié)約用戶30～40％的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。

　　運(yùn)行穩(wěn)定可靠

　　水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難題。

　　環(huán)境效益顯著

　　水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地。

　　一機(jī)多用，靈活安全

　　水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建筑物，水源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。此外水源熱泵系統(tǒng)不但可以省去鍋爐房，冷卻塔及附屬的煤場、渣場所占用的寶貴面積，還沒有儲(chǔ)煤、調(diào)壓、儲(chǔ)油罐等衛(wèi)生及安全隱患。

　　自動(dòng)化程度高，維護(hù)工作量小

　　水源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定，所以可以設(shè)計(jì)簡單的系統(tǒng)，部件較少，機(jī)組運(yùn)行簡單可靠，維護(hù)費(fèi)用低；自動(dòng)控制程度高，無需專業(yè)人員操控。

　　但是，地下水水源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用要以有滿足要求的水源為前提。北京地區(qū)水源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般以供熱工況為主進(jìn)行計(jì)算。北京地區(qū)地下水的出水溫度一般在15℃左右，考慮到水源熱泵機(jī)組的防凍要求，冬季可利用的地下水溫差以10℃計(jì)。根據(jù)本項(xiàng)目負(fù)荷，所需地下水量約1500m3/h。根據(jù)北京市水文地質(zhì)條件，一般單井出水量為100-200m3/h，則本項(xiàng)目所需供水井和回灌井約共25-30口（含備用），根據(jù)本項(xiàng)目基地情況，要打如此多的井不太現(xiàn)實(shí)。此外，地下水水源熱泵系統(tǒng)在國內(nèi)的應(yīng)用不超過十年，相關(guān)設(shè)備的可靠性還有待時(shí)間檢驗(yàn)。其次，地下水水源熱泵熱水出水溫度一般不超過60℃，加上管路輸送損失，能否滿足高標(biāo)準(zhǔn)的使用要求尚待商榷。因此，在本項(xiàng)目中采用本系統(tǒng)不是很適宜。

　　4、方案四

　　方案四與方案三的區(qū)別僅在于熱源的不同。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，采用市政熱網(wǎng)供熱運(yùn)行費(fèi)用較省，也免去了因?yàn)槿細(xì)忮仩t和直然機(jī)房在地下室引起的種種消防和安全問題。但是，由于本項(xiàng)目屬于高檔綜合樓，供暖和生活熱水供應(yīng)時(shí)間不可能受市政熱網(wǎng)的供熱時(shí)間限制，因此在本項(xiàng)目中采用本方案不太現(xiàn)實(shí)。

五、結(jié)論

　　綜上所述，我公司認(rèn)為電制冷機(jī)組+燃?xì)忮仩t的方案最適合本項(xiàng)目的具體情況。在設(shè)備選用上，制冷機(jī)組推薦選用我公司采用HFC-134a環(huán)保制冷劑的離心式機(jī)組WSC126MBHN0F/E4216/C3612（1000USRT*3）3臺(tái)，WSC087MAU49F/E3009/C2609(500USRT*2)；燃?xì)忮仩t選型供暖鍋爐選用5000kW三臺(tái)，供熱水機(jī)組單獨(dú)選用一臺(tái)2100kW。