关于某项目冷冻水不同供回水温度之经济性分析报告

关于某项目冷冻水不同供回水温度之经济性分析报告
目录
一.项目概况 (1)
二.分析目的 (1)
三.初投资及运行费用估算 (1)
四.结论及建议 (4)
附录一制冷机在不同负荷下的COP (5)
附录二运行天数及负荷对比表……………………………… .5
一.项目概况
某项目西块由办公塔楼及裙楼商业组成，设置一个中央制冷系统，以满足办公楼与裙楼的冷量需求。

初步计算总冷负荷约2200冷吨，采用3台750RT制冷机组。

二.分析目的
由于楼宇的空调电费取决于整个空调系统的能耗，因此不仅需要提高空调设备本身的效率，而且要优化空调系统设计，降低楼宇空调系统的整体能耗。

楼宇空调
的冷水系统一般包括冷水机组、冷却塔、冷冻水水泵及冷却水水泵等几个主要的耗
能部件。

在过去的30年内，冷水机组的效率几乎提高了一倍，冷水机组占整个系
统能耗的比例已降低了20%，而冷却塔和水泵的能耗比例提高了10 %。

需要优化空
调系统的设计方案，调整各部件所占系统能耗的分配比例来降低整个系统的能耗。

增大制冷机组的进出水温差可以降低水泵的初投资和运行费用，但会使冷水机组的运行效率变差。

因此分析大温差的目的是为了优化空调系统各设备间的能耗配比，在保证舒适度的前提下，减少冷量输配的能耗，并保证冷机的效率衰减在接
受范围内。

此分析报告的目的是对目前主流的空调冷冻水两种大温差方案6/12℃及
5.5/12.5℃进行对比，制订最终的推荐方案。

三.初投资及运行费用估算
1． 5.5/12.5℃供回水温差下主要设备初投资
2．6/12℃供回水温差下主要设备初投资
供回水温度6/12℃空调系统设备初投资估算表（万元）
备注：
1）常规工况的制冷机组出水温度低于5℃时，COP较差，且机组在低负荷运行时易出现盘管结冰现象，经咨询主流的制冷机组厂商，一般建议出水温度大于等于5℃较为安全，
故暂不考虑制冷机组出水温度低于5℃的工况；
2）制冷机组进出水温差大于8℃时，厂家选型有困难，故暂不考虑制冷机组进出水温差大于8℃时工况；
3）为了方便分析，冷却水供回水温度在两种温差下都安32/37℃考虑。

3．两种温差下对末端的影响
冷水侧的大温差可以增加表冷器换热时冷水与空气间的对数温差，但是大温差形成的低流量会降低表冷器的换热系数，但总体上，因为对数温差引起的换热增
加和流量减少导致的换热减少可基本上抵消。

另外，随着温差的增大，表冷器及
风机盘管的冷量及析湿因数会有所降低，由于风机盘管的排数比较小，影响程度
更大些，但由于采用7℃温差时冷水的进水温度比采用6℃温差时降低了1℃，可
弥补其负面影响。

因此，这两种温差方案对末端的影响不大，且末端多是采用组
合式空调箱，大温差对表冷器的影响低于对风机盘管的影响，所以冷冻水温度在
小范围变动时对末端影响很小，在此不做具体分析。

4．两种温差下运行费用
供回水温度5.5/12.5℃制冷机运行费用估算表（万元）
供回水温度6/12℃制冷机运行费用估算表（万元）
备注：
1）在5.5/12.5℃温差下，冷冻水泵的功率分别为25kW；在6/12℃温差下水泵的功率分别为35kW，每天空调开启时间按12小时计算
2）从几家制冷机主要生产厂商提供的数据可知，机组的COP值在负荷为50%~75%时最大，因此群控策略的设定值一般兼顾台数控制和负荷分配优化控制。

机组在不同负荷下的
COP可参见附录一，运行天数及负荷分配请参考附录二
3）年运行费用分析仅考虑和冷冻水相关侧设备的影响，其余未计入计算汇总表
四.结论及建议
从以上分析可以看出：
采用5.5/12.5℃和6/12℃两种温差下运行费用几乎相等。

制冷机组在5.5℃下COP 虽然有所衰减，衰减率在3%之内；而5.5/12.5℃在相对大1℃冷水温差下冷冻水泵功耗相对减少，正好抵偿了其在COP衰减的功耗。

两种情况由于冷冻水温差及冷水出水温度比较接近，故两种方案从运行费用无明显差别。

但是，采用6/12℃比采用5.5/12.5℃初投资相对较低，且6/12℃是目前常采用的大温差策略，经实际检验运行比较稳定可靠。

综合上述分析，我司建议采用系统冷冻水供回水温度采用6/12℃（6/℃温差）进行设计。

附录一：制冷机组在不同负荷下的COP
定频机组
变频机组
附录二：运行天数和负荷对比表
采用美国开利公司开发的“Carrier E-CAT and E20--II Programs”建筑能源计算工具包中的Hourly Analysis Program (HAP) Version 4.50工具，得出全年8760小时的逐时空调冷负荷及总热负荷。

根据上海市气候特征，上海空调期间取5月-10月184天，其他过渡季节采用冷却塔“免费取冷”，依据软件算出的逐时负荷，可统计得出不同负荷比例下的逐时负荷分布情况及所占天数，如下表所示，以此对制冷运行费用进行较为详细的计算。