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1、乌鲁木齐四种冷源空调系统的运行费用比较 乌鲁木齐地区室外气候特点是：1、夏季空调系统运行时间不长（最热月平均温度23.5）、冷负荷相对不是很大，室外空气干燥（最热月14时平均室外相对湿度31%），每天昼夜温差较大，没有新风冷负荷(室外计算湿球温度TWS=18.5)；2、冬季属严寒地区，空调系统运行时间长（设计计算用采暖期天数177天），热负荷较大,尤其是新风负荷较大（冬季空调室外计算温度-27）。因此，乌鲁木齐地区的空调系统设计选用就应特别关注冬季经济使用情况。由于各地气侯特点、能源特性及其价格、空调制冷系统自身特性的不同等，不同冷源空调系统在不同地方使用，它们的运行费用是不一样。相对于某地一
2、个确切的工程，可以有多种系统选择，但是只有经过具体计算、比较、分析才能为此工程选出最恰当的系统。这是许多用户最为关心的，是一个工程好坏的关健。1、设计条件与依据11、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 ）。12、乌鲁木齐夏室外空调空气参数：（1）、夏季：干球温度34.1，湿球温度18.5，含湿量：8.4g/kg，室外空气焓值56kj/kg.；（2）、冬季：干球温度-27, 相对湿度80%，室外空气焓值-26.6kj/kg。13、室内空气状态参数：（1）、夏季：tn=25,=55%,in=56.6kj/kg；（2）、冬季：tn=22,=
3、40%,in=40.8kj/kg。14、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：=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：=-4800.0kj/kg。15、热媒供回水温度：夏季：712，冬季：6050。16、夏季空调系统为全新风全空气系统，冬季时，空调系统为全空气系统，其中新风量占总风量15%，305000*0.15=45750（m3/h）,对应新风负荷748.9 kw(二级蒸发冷却空调系统的新风量也一样)。17、天然气
4、低位发热量8600kcal/m3，乌市天然气价：1.34元/ m3。18、乌市用水价格：商业用水2.33元/立方米；办公、民用、工业用水1.53元/立方米。1. 9、乌市商业电价:：高峰：0.801元/度，平段：0.535元/度，低谷：0.272元/度；商业营业时间按：10.0022.00,12个小时计算；目前，商业使用实际电价应为：0.560元/度；办公电价:：高峰：0.536元/度，平段：0.362元/度，低谷：0.189元/度；目前，办公用实际电价应为：0.420元/度。110、乌市城市采暖费: ：22.00元/ m2。111、系统补水泵影响较小，其能耗忽略不计；系统漏水量按循环水量的0
5、.5%计。 12、地源热泵制冷系统水井井深50米。 2、夏季设计工况由于夏季室内外空气的焓值基本相等,采用100%的室外新风在不增加能耗的情况下，有利于室内空气品质改善。在Id图上（略），空气处理过程是：等湿降温绝热加湿。通过计算，对于机械制冷空调系统：送风状态是：温度to=14.5，焓值io=38.3kj/kg，含湿量do=9.3g/kg，总送风量为：L=300000m3/h，直接加湿量：508.3kg/h，可选择6台50000m3/h的空调机组负责送风；冷水机组选择2台，每台制冷量：600kw。对于二级蒸发冷却空调系统：间冷效率（IEC）按65%计，送风状态达到：to=16.9，io=45
6、.5kj/kg（由于室内湿度大，直冷效率（DEC）80%既可），含湿量：do=10.1g/kg，相应的总送风量为：L=464000m3/h，直接加湿量：720.0kg/h，选择6台80000 m3/h空调机组负责送风。夏季各制冷空调系统耗能、耗气、耗水计算结果表一耗能、耗水系统耗电量（kw）耗气量（m3/h）耗水量（kg/h）电制冷空调系统冷水机组118*2空调机组22*6760水泵、冷却塔55*2+15*2+15*21150+2200小计43904112直燃式制冷空调系统直燃式冷水机组4*245.3*2空调机组22*6760水泵、冷却塔15*2+15*2+5.5*21380+2200小计21
7、190.63656地源热泵制冷空调系统地源热泵制冷机组143*2空调机组22*6760冷水泵、冷却水提升泵24*2+11*2800+900小计48802460二级蒸发冷却空调系统送风机30*6二次风风机5.5*6循环水泵(1.1+1.5)*61080+2400小计228.603480夏季设计计算结果一览表表二结果系统总耗电量(元/h)天然气总耗量(元/h)总耗水量(元/h)总耗电、气、水耗费用 (元/h)四种系统之间关系方案1电制冷空调系统245.809.6255.410方案2直燃式制冷空调系统118.2121.48.5248.10.97方案3地源热泵制冷空调系统273.305.7279.01
8、.10方案4二级蒸发冷却空调系统128.008.1136.10.533、夏季设计工况下结论31、通过对表中数据分析,电制冷空调系统电耗占总成本98%，水耗只占2%。而在电耗中：冷水机组电耗占53.8%,水系统设备电耗占16.2%，空气处理机组电耗占30%。32、对直燃式制冷空调系统：按当前各种能源价格，系统电耗占总成本52.6%,天然气占总成本45.3%,水耗只占2.1%。而在电耗中：直燃式冷水机组电耗占3.9%,水系统设备电耗占33.6%，空气处理机组电耗占62.5%。33、地源热泵制冷空调系统：通过对表中数据分析，系统电耗占总成本98.3%，水耗只占1.7%。而在电耗中：冷水机组电耗占58
9、.6%,水系统设备电耗占14.3%，空气处理机组电耗占27.0%。虽然,热泵机组耗电占系统较大比重；但地下水位不能太深（H60米），否则会对系统电耗影响较大，因为N=kQH，如：某工程井深280米，比设计井深大5倍，则对应深井泵的总能耗将增加约200kw，水系统设备电耗占总系统电耗也大幅增加24%，。此外，考虑深水井的造价较高（一般650元/米左右），工程上往往只打一口取水井，这样冷却水提升泵只设一台，热泵机组也应设一台，不然如设二台热泵机组，部分负荷时，运行一台热泵机组工作, 匹配的冷却水提升泵能耗会过大。34、二级蒸发冷却空调系统：是几种空调系统中运行费用最经济的一种，这是其利用天然冷源的
10、机理决定的。主要运行成本也是电耗，占96.4%。35、在电制冷与直燃式机械制冷空调方式对比中，电价和气价不同决定了二种制冷空调方式运行费用的高低。经推导可得出电价气价关系为：X=2.9Y，比如：当气价为：X =1.34元/ m3时，电价为：Y=1.34/2.9=0.46元/度，二种制冷空调方式的运行费用相当，如电价高于0.46元/度，则电制冷空调的运行费用就会高于直燃式机械制冷空调。4、冬季运行费用依据上述设计条件, 空调系统冬、夏季送风量相同，L=305000m3/h，仍由6台50800m3/h的空调机组负责送风；冬季新风量占总风量15%，新风量45750（m3/h）,新风负荷748.9kw
11、，围护结构热负荷：800kw，总空调热负荷1548.9 kw湿负荷：600.0kg/h，热湿比：=-4800.0kj/kg。在Id图上（略），空气处理过程是：新风予热新风与室内回风混合再热。送风状态是：温度to=34.7，焓值io=51.7kj/kg，含湿量do=6.5g/kg。对于二级蒸发冷却空调系统：其送风量为：L=432000m3/h，由6台72000 m3/h空调机组负责送风,经计算：送风状态为：送风温度to=31.3，焓io=49.3kj/kg,含湿量do=7.1g/kg。热水循环流量：133.2 m3/h。冬季各制冷空调系统耗能、耗水计算结果表三系统供热方式耗能、耗水设备耗电量（k
12、w）耗气量（m3/h）耗水量（kg/h）备注电制冷空调系统城市集中供热换热器、二次水水处理、水泵0500一次水未能耗考虑空调机组22*6+0.55*60160小计135.30660.0燃气炉自供热燃气炉1.5*288*20水处理、循环水泵7.5*2+2.2*0.3+1.5*0.20500空调机组22*6+0.55*60160小计154.3176660.0直燃式空调系统高发加大直燃机组供热直燃式冷水机组4.0*293*20空调机组22*6+0.55*60160水处理、循环水泵7.5*2+2.2*0.3+1.5*0.20500小计159.3186660.0地源热泵空调系统地源热泵机组供热地源热泵制
13、冷机组220*200空调机组22*6+0.55*60160冷水泵、冷却水提升泵24*2+7.5*20900小计638.301060.0二级蒸发冷却空调系统城市集中供热送风机15.0*2*60循环水泵0.75*60200直接加湿换热器、二次水水处理、水泵0500小计184.50700.0燃气炉自供热燃气炉1.5*288*20水处理、循环水泵7.5*2+2.2*0.3+1.5*0.20600空调机组15*2*6+0.75*60200小计238.5176.0800.0冬季各系统一小时运行费用的结果表四参数系统供热方式总耗电量(元/h)天然气总耗量(元/h)总耗水量(元/h)总耗电、气、水耗用(元/h
14、)四种系统之间关系电制冷空调系统集中供热75.801.5377.9+1.53+101.9=179.210燃气供热86.4235.81.53323.71.81直燃式制冷空调系统高发加大直燃机组供热89.4249.21.53340.11.90地源热泵制冷空调系统地源热泵机组供热357.402.47360.02.01二级蒸发冷却空调系统集中供热103.301.63103.3+1.63+101.9=206.81.15燃气供热133.6235.81.86371.22.07注：集中供热按城市采暖费22.0元/m2标准计算（空调用热与采暖用热价格暂定一样）,这包括了锅炉房一、二次水泵耗能，燃煤、人工、维修等总
