冷热源方案分析

3.冷热源方案
3.1 可选择的冷热源方式分析：
序号 供热方式
1
电锅炉
2
风冷热泵
3
市政热网
4
燃油锅炉
5
燃气锅炉
论述 电能是一种清洁的高品位能源，我国的电能中 70%是热电， 由燃煤转化而成，其转化率只有 30%左右，将高品位的电能 转化为低品位的热能用于供热是不经济的，冬季采用电锅炉 供热，显然不合理。 风冷热泵因为在北方冬季低温环境下使用需采用辅助电加热 和除霜等，稳定性和经济性没有充分保证，也不宜使用。 酒店建筑过渡季需供热，并需要全年供应热水，市政热网不 能满足要求，故不考虑。 办公建筑日间供暖大，夜间供暖需求小（值班采暖），对于市 政热网按面积取费的方式，并不经济。需经过经济比较。 由于燃油价格贵，运行费用高，而且需设专门的运输车队组 织运油，非常麻烦，使用不方便，同样不宜采用。 清洁能源，利于减排；天津市天然气资源相对富裕；单纯用 于采暖，会加大区域内用气量冬夏季峰谷差，审批较困难； 需考虑烟囱，站房安全，燃气价格风险等问题。
地下面积（m2） 约 2700 约 900 约 7000 10600
2.原始数据资料
2.1 负荷需求：
2.1.1 供暖空调负荷汇总： 根据现有建筑方案逐时估算建筑物负荷，负荷汇总参见下表：
建筑区域 建委办公楼（1#）
建筑面积 25100
负荷概算指标
冷负荷 w/m2 90
热负荷 w/m2 70
冷负荷 Kw
埋管场地影响，换热量不足，酒店建筑不考虑。
×
在北方冬季低温环境下使用需采用辅助wk.baidu.com加热和除霜等，而
且高负荷运行条件下制冷效率低于中央空调系统；室外机较
多，影响建筑物立面效果。
VRV 空调或分
8
但对于办公楼性质的建筑，经常会因工作加班现象而启用少
×
体空调
部分区域，在低负荷运行条件下，VRV 系统相对于中央空调
1 675 2269
2 675 2269
3 675 2269
4 675 2269
5 675 2269
6 675 2269
7 1232 2269
8 1545 2156
9 1913 1718
10 1913 1718
11 1800 1605
12 1640 1605
建筑 办公 酒店
时间 负荷（Kw） 负荷（Kw）
15 2778 2958
16 2835 3361
17 2722 2890
18 1444 3092
19 1331 2958
20 793.8
2958
21 680.4
2823
22 567 2689
23 0 1412
24 0 1412
逐时冷负荷柱状图：
-2-
逐时冷负荷：
建筑 时间 办公 负荷（Kw） 酒店 负荷（Kw）
系统反而有管理方便，整体制冷效率高等优势。
综合本建筑物特点，不予考虑。
序号 1 2 3
4
供冷方式 电制冷
地源热泵 溴化锂直燃 机（燃气）
电制冷+蓄冰
论述 技术成熟，可靠；机房面积较直燃机小；能源价格风险低； 空调用电负荷高，加重电网夏季负担。 可再生能源利用，显著节约一次能源，减排效果好。受制于 埋管场地影响，办公建筑可考虑选用。 埋管场地影响，换热量不足，酒店建筑不考虑。 清洁能源，利于减排；天津市天然气资源相对富裕；用于冬 季采暖和夏季空调，利于平衡区域内季节用气量；需考虑烟 囱，站房安全，燃气价格风险等问题。 实现电网削峰填谷，有宏观节能意义；利用峰谷电价差，运 行费用低；与非蓄冰制冷比，主机装机容量小；能实现低温 供水，低温送风，减少输送能耗和管网投资。 机房占用面积大；系统对自控要求高，管理难度高；初投资 较高。
c. 低谷时 23：00～6：00 蓄冰，蓄冰量 11440KWh.日间采用冰桶与主机联合供冷方式。
100%负荷供冷运行时，负荷参见下表，部分负荷运行时冰桶优先供冷。
时间 主机蓄冰 主机供冷 蓄冰筒供冷
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00
可选方案 √ √ × √
√
3.2 建筑物特点分析： 3.2.1 本建筑主要功能有两种，分别为酒店和办公。项目建成后将由 3 家业主单位进驻。 3.2.2 酒店管理公司（如洲际，希尔顿）对酒店的机电设施有独立设置的要求。故我方 建议酒店与办公独立设置冷热源系统。由逐时负荷特点来看，办公冷热负荷均在白天， 小时负荷波动较大，酒店负荷全天 24 小时分布均匀，负荷波动较小，独立设置系统便 于冷热源系统根据建筑物负荷特性配置，利于管理和维护，减少不同功能区的相互影响。 3.2.3 办公设一组系统，对两家业主分别计量。 3.2.4 办公建筑冷热源方案注重“节能减排，可靠性，经济性”。
-6-
g. 空调系统冷水侧选用全自动加药器对冷水进行水处理；冷却水侧选用全程水处理仪
对冷却水进行水处理；供暖系统选用全自动软水器对补水进行软化，同时对循环水进行
定期人工加药。 3.3.3 办公方案3：燃气型直燃热水机组 方案特点： a.选用两台 Q 冷=1420kw/Q 热=1015 kW 的直燃型吸收式机组负责办公的供冷供热需求；
13 1640 1605
14 1800 1605
15 1913 1718
16 1913 1718
17 2025 1831
18 1332 1831
19 1332 2156
20 675 2269
21 675 2269
22 675 2269
23 675 2269
24 675 2269
逐时热负荷柱状图：
-3-
a. 本工程还没有得到有关现场土壤热工参数的测试数据，本工程地埋管换热器参考天
津其它工程测试数据估算取值。可实现最大供冷量 2200Kw,最大供热量 2000Kw b.选用两台 Q 冷=1100kw，Q 热=1000 kW，Q 冰=715kw 的三工况螺杆式地源热泵机组,系统 不设基载主机，蓄冰方式为部分负荷蓄冰。
红线贴近，红线内无埋管场地。1#楼与2#楼中间有14个柱跨的区域地上无建筑物，结构 桩相对较少，若考虑在此区域建筑物下部埋管，约可打400口换热井，井间距4.2米，夏 季可供冷量2200kw，冬季可供热量2000kw。打埋管井与地下室结构施工有交叉作业，且 埋管后几乎无检修的可能。 2.2.5 太阳能：天津属于太阳能资源丰富的二类区域，但年辐射波动较大，且易受天气 情况影响。目前技术条件，利用太阳能作为空调的冷热源尚不经济，仅可考虑作为局部 生活热水热源。
-1430 -1430 -1430 -1430 -1430 -1430 -1430
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1000 1341 2000 2000
0 0 0 0 0 0 0 179 1235 1268 1381 722 363
-7-
13:00
0
2000
363
14:00
2.1.2 生活热水负荷：
酒店共 240 间客房，预计生活热水小时好热量约为 900Kw，热水供应量为 72T/d.
2.2 项目所在地能源条件
2.2.1 热源：采暖季可接入城市供热管网；
2.2.2 电源：现场可引入 10KVA 和高压双电源；
2.2.3 燃气源：现场可接入城市燃气管网。
2.2.4 浅层地热资源： 该区域适宜采用埋管地源热泵型浅层地能开采方式。建筑物地下室外轮廓与建筑物
6
燃气型溴化 清洁能源，利于减排；天津市天然气资源相对富裕；用于冬
可行性 ×
× × √ × √ √
-4-
锂直燃机 季采暖和夏季空调，利于平衡区域内季节用气量；需考虑烟
囱，站房安全，燃气价格风险等问题。
可再生能源利用，显著节约一次能源，减排效果好。受制于
√
7
地源热泵 埋管场地影响，办公建筑可考虑选用。
陈塘庄项目冷热源方案分析报告
1.工程概况：
天津市陈塘庄项目，项目地下两层，地上由两栋单体建筑组成，其中 1#楼地上 9 层，功能为办公；2#楼地上 13 层，功能为酒店（含局部办公）。地上总建筑面积 54500 ㎡，地下建筑面积 40000 ㎡，其中 1#办公楼地上建筑面积 22400 ㎡，2#楼酒店地上建 筑面积 26608 ㎡，2#办公地上建筑面积 5492 ㎡。
建筑区域 建委办公楼
（1#） 安居办办公 楼（2#）
酒店（2#）
建筑功能 办公室、会议
室等
办公会议等
车间、办公室 等
供冷时间 供冷季
办公时间 供冷季
办公时间 供冷季及过渡季
全天时间 合计
供热时间 供暖季
办工时间 供暖季
办公时间 供暖季及过渡季
全天时间
面积（m2） 22400 5492 26608 54500
0
0
0
0
0
0 179.1 1235 2268 2722 2722 2363
酒店 负荷（Kw） 1412 1412 1412 1412 1412 1412 1546 1949 2218 2756 2756 2756
建筑 办公 酒店
时间 负荷（Kw） 负荷（Kw）
13 2363 2756
14 2778 2823
-8-
设备； g. 冷/热水侧选用全自动加药器对水系统进行水处理，同时选用全自动软水器对补水进 行软化；地源换热器及冷却塔侧选用全自动软水器对补水进行软化。
b. 每台机组选配一台冷却塔以提供夏季制冷所需的冷却水，冷却塔为开式；
c. 冷水循环泵、热水循环泵、冷却水循环泵与直燃机机组、冷却塔采用一对一搭配，
同时考虑备用；
d. 系统采用稳压膨胀器进行定压；
e. 冷/热水侧选用全自动加药器对水系统进行水处理，同时选用全自动软水器对补水进
行软化；冷却水系统选用全程水处理仪对冷却水进行水处理。 3.3.4 办公方案4：埋管型地源热泵+蓄冰 方案特点：
-5-
3.2.5 酒店建筑冷热源方案注重“安全性，可靠性，经济性”。 3.2.6 酒店按四管制考虑，酒店有过渡季供暖，供冷需求。 3.2.7 酒店夜间供冷需求较高，不适用采用蓄冰系统。 3.2.8 受埋管量的限制，若办公采用地源热泵系统，冬季供热负荷满足峰值负荷要求， 夏季供冷负荷不满足峰值负荷要求。 3.3 冷热源方案： 3.3.1 办公方案1：电制冷+燃气热水机组 方案特点： a.选用两台 QL=1420kw 的螺杆式冷水机组负责办公楼的供冷需求； b.每台机组选配一台冷却塔以提供夏季制冷所需的冷却水，冷却塔为开式； c.选用两台制热量为 QR=1015kw 燃气热水机组作为冬季供暖热源； d. 由于冬夏季负荷不同，且供回水温差不一样，造成冷热水系统流量和阻力差距较大， 出于节能考虑，冷热水系统分泵运行； e. 冷水循环泵、热水循环泵、冷却水循环泵与冷水机组、热水锅炉、冷却塔采用一对 一搭配，同时考虑备用； f. 空调系统、供暖系统均采用稳压膨胀器对系统进行定压； g. 空调系统冷水侧选用全自动加药器对冷水进行水处理；冷却水侧选用全程水处理仪 对冷却水进行水处理；供暖系统选用全自动软水器对补水进行软化，同时对循环水进行 定期人工加药。 3.3.2 办公方案2：电制冷+市政热网供热 方案特点： a.选用两台 QL=1420kw 的螺杆式冷水机组负责办公楼的供冷需求； b.每台机组选配一台冷却塔以提供夏季制冷所需的冷却水，冷却塔为开式； c.选用一台制热量为 QR=2030kw 换热机组作为冬季供暖热源； d. 由于冬夏季负荷不同，且供回水温差不一样，造成冷热水系统流量和阻力差距较大， 出于节能考虑，冷热水系统分泵运行； e. 冷水循环泵、热水循环泵、冷却水循环泵与冷水机组、热水锅炉、冷却塔采用一对 一搭配，同时考虑备用； f. 空调系统、供暖系统均采用稳压膨胀器对系统进行定压；
0
2000
778
15:00
0
2000
778
16:00
0
2000
835
17:00
0
2000
722
18:00
0
1000
444
19:00
0
1000
331
20:00
0
0
794
21:00
0
0
680
22:00
0
0
567
23:00 -1430
0
0
d 采用制冷机组上游串联形式系统。
d. 出于节能考虑，冷热水系统分泵运行； e. 冷水循环泵、热水循环泵、地源侧循环泵、冷却水循环泵、乙二醇泵与机组采用一 对一搭配，同时考虑备用； f. 系统采用稳压膨胀器对系统进行定压，而且地源侧和冷/热水侧各单独采用一套定压
2259
安居办办公楼（2#） 6392
90
70
576
酒店（2#）
33608
100
80
3361
合计
6196
注：地下热负荷按 20w/m2 考虑
热负荷 Kw
1622
403
2269 4294
-1-
2.1.2 逐时负荷：（将办公楼与酒店分别汇总） 逐时冷负荷：
建筑 时间
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11
12
办公 负荷（Kw）