摘要： 本文以乌鲁木齐的一项商业建筑物为工程实例，在确定室外气侯条件、室内设计标准、冷热负荷与湿负荷特点等情况下，结合当地的能源（如煤、电、气等）和水价格，除对常规典型的电制冷空调系统—方案1、直燃型溴化锂制冷空调系统—方案2的全部耗电量、耗气量、耗水量进行冬、夏季全年设计计算分析外，还对地热水源热泵空调系统—方案3、蒸发冷却天然冷源空调系统—方案4进行了计算分析，从而客观地给出在乌鲁木齐各种空调系统在设计工况下的运行费用。
关键词： 电制冷 溴化锂制冷 直燃机 蒸发冷却空调 水源热泵
1、设计条件与依据
1．1、乌鲁木齐某商业建筑物：面积10000.0m2，商场内共有人员4500.0人（0.45人/ m2 ）。
1．3、室内空气状态参数：（1）、夏季：tn=25℃，ф=55%，in=56.6kj/kg；
（2）、冬季：tn=22℃，ф=40%，in=40.8kj/kg。
1．4、夏季：冷负荷指标120w/ m2，冷负荷1200kw，含湿量：0.3g/kg，
湿负荷：736kg/h，热湿比：ε=5870.0kj/kg；
冬季：围护结构热负荷指标80w/ m2，围护结构热负荷：800kw
（不包括新风负荷），湿负荷：600.0kg/h，
热湿比：ε=-4800.0kj/kg。
- 12、地源热泵制冷系统水井井深50米。
|
气、水耗费用 (元/h) |
||||||
冬季各制冷空调系统耗能、耗水计算结果表三
冬季各系统一小时运行费用的结果表四
|
供热 方式 |
总耗 电量 (元/h) |
|||||
5、冬季设计工况下的结果
5．1、冬季各系统运行时费用相差较大，这对采暖期长，能耗大的寒冷地区特别重要;从表四可以得出：冬季在乌鲁木齐除采用城市集中供热外（不考虑热贴），其它任何空调系统在采用以天燃气为主要热源供热或地源热泵机组方式供热都很不经济，所以应避免采用。
5．2、冬季新风量虽然占总送风量不大，但空调机组在对其加热、加湿过程中能耗确很大，在采用集中供热的空调系统中，新风负荷约占总负荷50%，其运行费用也占总费用50%左右，所以设计时对冬季新风是否采用、采用多少应特别注意。如：在直燃式空调和地源热泵空调系统的有些设计中，设计人为了满足全年负荷要求，就以冬季这二种机组的额定出力选择设备，其结果必然是出投资增大，冬季系统运行费用高，夏季系统长年在部分负荷情况下运行，对即机组不利，运行也不经济，是应禁止选择的设计方案。
6、全年设计工况下的结果
6．1、在现有收费条件下，用城市集中供热是冬季空调系统的最经济用热方式。
6．2、使用天然蒸发冷却冷源空调系统——方案4是夏季各类空调系统中最为经济的系统，冬季使用城市集中供热也较经济。
6．3、夏季使用常规典型的螺杆式电制冷空调系统——方案1，在设计工况下其运行费用是方案4的一倍，冬季应使用城市集中供热供热。
6．4、夏季使用直燃型溴化锂制冷空调系统——方案2，其运行费用与方案1相当，冬季不应时用直燃机供热。
6．5、由于冬季热负荷较大，再使用地源热泵供热相对就很不合理，夏季使用地热水源热泵——方案3供冷是否经济，主要取决于地下水水位或井深。
事实上，选择何种方式的制冷空调系统对一项工程不仅重要，而且相当复杂；除了应进行经济分析比较外，还必须考虑到一次投资、人员成本、技术上可靠合理、设备的性能和使用寿命、设备的使用与维修、自动化管理与调节、设备和管道占用场地和空间情况、对环境影响等。只有全面掌握有关信息，分析比较后才能得出最佳方案。
- David M.Elovitz，P.E. Selecting the Right HVAC System. ASHRAE Journal. 2002，44（1）：24-30；
- 李树林.“中央空调冷源选择的热经济学分析及比较”.全国暖通空调制冷2000年学会论文集.792-795;
- 苏文.“空调冷热源的选择和节能 ”. 全国暖通空调制冷2002年学会论文集.725-729;
- 许雷、范存养.“冷水机组的能耗及其对环境影响的比较”. 全国暖通空调制冷1998年学会论文集.3254-327;
- 厂家样本:略.