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1工程概況

該建筑為頗具影響的星級大酒店，位于福州市區，建筑總面積約為6．5萬Il，地上部分面積為6萬m，主要功能為餐飲、客房、KTV等。空調系統總冷負荷約為6000kW，總熱負荷約為4200kW。項目附近有一可利用的大型湖泊。

2地表水水源熱泵空調方案

設計采用1臺雙冷凝器離心機組(帶熱回收的水源熱泵機組，回收冷凝熱)，其制冷量為1582kW，同時回收45～5O''''C的衛生熱水，熱回收量1927kw；另配2臺熱泵離心式機組(水源熱泵機組)，其單臺制冷／熱量為2285kw／2366kw，此配置滿足夏季空調的需要。冬季采用燃氣蒸汽鍋爐為輔助熱源，滿足冬季供暖及制取衛生熱水的需求。

2．1空調不同季節使用說明

(1)系統以湖水為冷卻水源。在夏季制冷季節，優先開啟雙冷凝器離心機組供冷，同時進行熱回收；當空調負荷增大，雙冷凝器離心機組不滿足制冷需求時，再開啟熱泵離心式機組，充分發揮空調主機的使用效率。

(2)參考相關文獻中過渡季節3月、4月、5月上旬、l0月下旬、11月期間湖水溫變化，并根據熱泵機組的技術要求，制冷工況水源側進出溫度范圍2O～4l℃，熱泵制熱工況水源側進出溫度范圍13~30~C，過渡季節衛生熱水的使用量基本可以通過熱回收機組來制取以滿足使用，所以過渡季節開啟雙冷凝器離心機組回收熱水。衛生熱水系統耗熱量(以夏季為例)：主要考慮客房、游泳池補水和淋浴。①客房淋浴器用熱水耗熱量：該建筑客房用水定額(L)按150L／(人／d)計，使用人數及規模為960人，使用時間24h，供熱水溫度40~C，夏季自來水溫度以24~C計算，則客房每天所需熱水耗熱量為O=CMAt=l(Kcal／kg•℃)×150[L／(人／d]X960人／d×(4O一24)℃=23O4000Kcal；②泳池淋浴器用熱水耗熱量：該建筑泳池用水定額(L)按50L／(次•客)，使用人數及規模為100人次／日，使用時間lOb，供熱水溫度40~C計算，則淋浴器熱水所需耗熱量為80000Kcal；③泳池每目的補充水量加熱耗熱量：泳池每目的補充水量取泳池容積的10％，為19m，泳池溫度27~C，其所需熱量為57000Kca1。綜上，熱水耗用每天總熱量2441000Kcal。

(3)在冬季，據資料提供數據，根據廠家提供的熱泵機組冬季最不利的運行溫度可達8"C，經過板式換熱器調節(1℃對數溫差)后，熱泵機組可運行約57d。冬季以燃氣蒸汽鍋爐為熱源大概需用33d。

2．2制冷／熱年運行費用

空調年運行費用主要計算冬、夏季空調能耗和過渡季熱回收機組制取衛生熱水的能耗費用。夏季從5月下旬到1O月上旬約為5個月的制冷期，運行按照每天18h150d計算；冬季從12月～2月約為3個月制熱期，按照每天運行18h、運行90d％~算。參照泉州地區的電價：O．798：~,／kW•h，天然氣2．84：~／m。。(2)冬季運行費用約為575598元。分析如下：①湖水源滿足設備使用工況時：熱泵機組制熱耗電功率合計869．54kW，實際室內需要的熱負荷為4200kW，折合熱泵機組和末端需耗電總功率為772kW，運行時總耗電功率考慮熱泵機組、水泵、風機盤管功率為1042kW，熱泵機組運行費用經計算為503305元。②鍋爐作為輔助熱源時：需由鍋爐提供熱量為4200kW(3611350Kca1)。燃氣蒸汽鍋爐的熱值為8600，熱效率為80％，計算所得耗氣量為3611350Kca1+8600Kca1／m÷O．8=583m，鍋爐運行費用54660元。末端及水泵制熱總功率217．74kW，耗電72248元。(3)全年總制冷／熱運行費用：1810982元+575598元=2386580元。

2．3制取衛生熱水年運行費用

(1)夏季衛生熱水系統5個月的總耗熱量為：244loooKca1／dX15Od：3661500o0Kcal這些熱量以燃氣鍋爐來取得，需耗費167937元(其中熱值q=8600Kca1／m。，燃氣鍋爐熱效率n=8O％；管道熱損10％)。而采用熱回收機組則免費解決了客房、游泳池和淋浴的熱水問題，實際上就是熱回收機組的節能效益167937元。

(2)過渡季雙冷凝器離心機組熱回收量為1927kW，效率為0．750kW／t，熱回收工況冷凝器側進出水溫度40-45~。也就是說過渡季開熱回收機組提供熱水，機組運行消耗功率為337．5kW，而熱回收熱水的平均得熱量為1927kW，得熱量是耗電量的5．7倍。①過渡季的自來水溫度以15．5℃計算，熱水過渡季l25d總熱耗量為483625000Kcal，需要熱回收機組在過渡季運行483625000Kca1．''''-860Kca1／kW•h~1927kW•h=292h~滿足過渡季的生活熱水。機組(1)熱泵機組的合計制冷量為6152kW，其耗電功率合計1182．04kW，實際室內需要的冷負荷為6000kW，則運行時主機和末端風機盤管的耗電功率應為l153kW，水泵的耗電量為270kW，運行時總耗電功率為1423kW。夏季空調制冷運行費用為1810982元(見表1)。夏季總運行費用=設計日負荷率×制冷總功率(kw)x相應負荷率下的設計運行天數×每天空調運行時間×電價(元／kW•h)。每小時耗電量按337．5kW．h計算，則過渡季機組耗電運行費用為98492元；②如果由燃氣蒸汽鍋爐來產熱水，則在過渡季需要消耗的燃氣費用為221818元。通過以上的比較可以得出，過渡季使用熱回收機組回收熱水更經濟。費用差額為221818元一98492元=123326元，即熱回收機組過渡季回收熱水比燃氣鍋爐制熱水節約費用123326元。

(3)冬季湖水溫度9"C以上，單純用熱回收機組回收熱水與同等情況用蒸汽鍋爐制取等量熱水的運行費用比較如下：①此時期熱水需要的總耗量計算273201000Kcal，需要熱回收機組在57d內共計運行165hH~滿足生活熱水需求量。機組每小時耗電量按337．5kW．h計算，則57d機組耗電運行費用為44400元。②若由燃氣蒸汽鍋爐來產熱水，費用為125305元。熱回收機組冬季回收熱水比燃氣鍋爐制熱水節約費用80906元。全年采用熱回收機組代替燃氣鍋爐供應熱水，共節約費用167937元+123326元+80906元=372169元。通過以上分析，實際運行費用可計為2386580元+98492元+44400元=2529472元。

3水環熱泵機組系統方案

水環熱泵空調系統是指水源熱泵機組的～種應用方式，即用水環路將多個分散式水源熱泵機組并聯在一起，形成一個封閉環路。設計選取水環熱泵機組904臺，合計制冷／熱量：6318．7kW／7981．5kW；冬季采用燃氣蒸汽鍋爐為輔助熱源，滿足冬季供暖及制取衛生熱水的需求。根據氣象資料及實測，夏季湖水最高水溫為25℃，以換熱器對數平均溫差1"C考慮，則熱泵機組夏季的進水溫度不高于26~C，如果夏季熱泵的冷卻水側進出口溫差為5℃，則熱泵機組出水溫度不高于31~C，這時的冷卻水供回水溫差能夠保證夏季熱泵機組制冷正常運行。在冬季，換熱器對數平均溫差仍以FC考慮，則湖水側進出水溫可為9℃／4℃，就是說湖水側溫度低于9℃時需啟用鍋爐輔助供熱。

3．1制冷／熱年運行費用

(1)夏季，熱泵機組制冷時耗電功率1608．52kW，折合實際熱泵機組的耗電功率為1527kW，水泵電功率為300kW，總耗電量為1827kW，夏季空調運行費用經計算為2325132元。運行依然按照每日18h，150d計算。

(2)冬季，熱泵機組可以運行約57d。以燃氣蒸汽鍋爐為熱源大概為33d。①湖水溫度9℃以上運行空調系統時，熱泵機組制冷時耗電功率1831．85kW，折合實際熱泵機組的耗電功率為964KW，水泵電功率為300kW，總耗電量為1264kW，冬季空調運行費用經計算為610590元。②湖水溫度9~C以下空調系統以鍋爐為熱源，熱負荷由水環熱泵機和鍋爐共同提供，即Q總=Q燃氣+w小機(w小機為水環熱泵機電機產生熱量)。水環熱泵機運行耗電費用經計算為269599元；空調側耗電964kW，每度電熱值860KcaI／kW•h，水環熱泵機組提供的熱量829040Kca]。總熱量4200kW(361I350Kca1)，則需由燃氣蒸汽鍋爐提供Q氣=Q總一W小機=3611350KCal829040Kca1=27823lOKcal的熱量。則耗氣量為2782310Kcal+8600Kcal／m3÷0．8：449m。燃氣蒸汽鍋爐運行費用為42112元。冬季運行費用合計為610590元+269599元+42112元=922301元。

(3)綜j：，全年總運行費用為2382402元+922301元=3304703元。

3．2制取衛生熱水年運行費用

根據地表水水源熱泵方案中分析可知，與其制取相同的熱水，燃氣鍋爐運行費用為167937+221818+125305515060元。通過以上分析，實際運行費用可計為3304703元+515060元=3819763元。

4方案初投資及運行費用匯總

表2為方案初投資及運行費用匯總表。

5結語

綜上，根據該工程空調系統的特點，地表水水源熱泵(帶熱回收)空調系統具有經濟、節能、環保等多方面的優勢，彌補了傳統的供暖制冷方式存在的問題，在很大程度上節省了能源，減少了污染，能達到良好的節能效果。因此建議甲方選用地表水水源熱泵中央空調形式。