空調冷熱源經濟分析

摘要：本文通過與其他類型的空調系統分析比較，重點研究了水源熱泵中央空調系統的經濟性能。結果表明，水源熱泵中央空調經濟性良好，具有可觀的應用前景和利用價值。

關鍵詞：中央空調 方案設計 經濟性分析

空調冷熱源設備的選擇關系到工程的投資、運行費用及能源消耗。目前的空調冷熱源包括各種型式的電制冷機組、溴化鋰吸收式機組、熱泵機組、蓄冷設備等，如何針對具體設計對象，從這些種類繁多的產品中選擇合適的冷熱源方案，是項非常重要工作。下面我將分析、論述不同冷熱源方案的優缺點。

1.冷熱源類型：

1.1冷（熱）水機組

1.1.1 電動壓縮式冷（熱）水機組

（1）往復式（2）蝸旋式（3）螺桿式（4）離心式

1.1.2 溴化鋰吸收式冷（熱）水機組

（1）蒸汽型冷水機組（2）熱水型冷水機組（3）直燃型冷（熱）水機組

1.2熱源

1.2.1電力：（1）電熱爐（2）熱泵

1.2.2燃氣、燃油、燃煤等礦物原料。

1.2.3可再生能源，如太陽能、地熱能、河水等以及工業余熱、生活廢熱。其熱泵源包括空氣源熱泵和水源熱泵兩類

1.3熱泵

從室外環境介質吸熱并向室內放熱，使室內空氣升溫的制冷系統。其熱泵源包括空氣源熱泵和水源熱泵兩類

2.方案構造

2.1冷、熱源形式的分析方法與確定原則

2.1.1 羅列技術角度可行，并將傳統可靠或具有明顯節能環保特點的所有冷、熱源形式，從中剔除項目適應性、技術成熟度與可實施性、經濟性等方面有明顯不足的冷、熱源形式。

2.1.2 依據規劃區所在地能源與資源狀況、政策、價格、資費、設備采購市場的了解，根據壽命周期成本分析理論，對篩選后保留的各冷、熱源形式進行分析。

2.2適合于本規劃區公共建筑的冷、熱源方案及適用特點

2.2.1方案一：電制冷+市政熱網（蒸汽換熱）

本方案夏季由常規電制冷冷水機組提供空調冷源（冷卻塔冷卻），冬季由市政熱網提供蒸汽，經汽水換熱器換熱后提供空調熱源。該方案對于有過渡季供熱、分租戶計量、生活熱水要求的建筑不適用。

2.2.2方案二：電制冷+市政熱網（熱水換熱）

本方案夏季由常規電制冷冷水機組提供空調冷源（冷卻塔冷卻），冬季由市政熱網提供熱水，經水水換熱器換熱后提供空調熱源。該方案對于有過渡季供熱、分租戶計量、生活熱水要求的建筑不適用。

2.2.3方案三：電制冷+燃氣熱水機組

本方案夏季由常規電制冷冷水機組提供空調冷源（冷卻塔冷卻），冬季由燃氣熱水機組提供空調熱源。該方案適合電力及燃氣資源充足、附近沒有市政熱網、全年有供冷、供熱要求的建筑。

2.2.4方案四：燃氣直燃溴化鋰冷、溫水機組

本方案夏季由直燃溴化鋰冷、溫水機組為空調系統提供冷源，冬季及過渡季由直燃溴化鋰冷、溫水機組為空調系統提供熱源，同時三用型機組可提供全年生活熱水，兩用機可配置燃氣熱水機組提供生活熱水。該方案最適合沒有市政熱網或電力緊張地區的大型建筑。

2.2.5方案五：蒸汽溴化鋰冷、溫水機組

本方案夏季由蒸汽溴化鋰冷、溫水機組為空調系統提供冷源，冬季及過渡季由蒸汽溴化鋰冷、溫水機組為空調系統提供熱源，同時三用型機組可提供全年生活熱水。該方案最適合附近存在市政蒸汽管網且蒸汽價格低廉或電力緊張地區的大型建筑。

2.2.6方案六：地源熱泵

本方案冬季以地下土壤作為空調供熱低溫熱源，夏季則利用地下土壤作為熱匯，冬季取熱、夏季放熱，對地下土壤儲熱型利用。該方案適合占地面積較大，附近沒有市政熱網，且電力資源充足的建筑，可耦合冷卻塔、燃氣鍋爐，平衡地源側取、放熱量，屬于可再生能源利用，具有示范作用。

2.3 各方案經濟分析

2.3.1 經濟分析構成

本經濟分析均以單位面積經濟指標為評價依據，以下所有經濟指標均為單位面積經濟指標。本項目供冷、供熱方案經濟分析數據主要有：

1）Ci —— 初投資，元/m2，主要包括：能源增容費用；站房主機初投資；站房其他附屬設備及管道初投資；設備配電設施費；

2）Cc —— 年運行能源費用，元/m2，主要包括：電費；燃氣費；熱力費。

3）LCC —— 壽命周期成本，元/m2，計算公式如下：

式中，LCC——20年壽命周期成本，元/m2； Ci——站房初投資，元/m2；i —— 商業貸款利率，5年貸款利率為8%；Cc——年運行能源費，元/m2。

2.3.2 經濟分析結果

根據以上數據及公式計算，各類型建筑的經濟數據計算結果如下。

⑴電制冷+市政熱網（蒸汽）：初投資139.50元/m2，年能源費21.40元/m2，LCC632.94元/m2，年均LCC成本31.65元/m2*年，年均LCC比較100%；

⑵電制冷+市政熱網（熱水）：初投資140.10元/m2，年能源費15.82元/m2，LCC522.16元/m2，年均LCC成本26.11元/m2*年，年均LCC比較82.50%；

⑶電制冷+燃氣熱水機組“：初投資119.07元/m2，年能源費34.99元/m2，LCC874.74元/m2，年均LCC成本43.74元/m2*年，年均LCC比較138.20%；

⑷燃氣直燃冷、溫水機組：計算所得，年均LCC比較162.81%；

⑸蒸汽溴化鋰冷、溫水機組：計算所得，年均LCC比較128.60%；

⑹垂直埋管地源熱泵：計算所得，年均LCC比較116.79%；

根據上述計算結果，各冷、熱源方案中電制冷+市政熱網（熱水）方案的經濟性最優，電制冷+市政熱網（蒸汽）方案經濟性次之。由于當地的燃氣價格較高，導致所有采用燃氣的冷、熱源方案運行費用過高。因此公共建筑空調冷熱、源系統推薦采用電制冷+市政熱網（熱水）方案或電制冷+市政熱網（蒸汽）方案。