一、 工程概况 宿迁某医院外科病房楼地下一层，地上十二层，建筑面积19248.3㎡，建筑总高度44.4m。其中，地下层主要为设备用房，包括变电所、制冷机房、水泵房等，地上一、二层主要用途为输液室、办手术室等，三层及以上为病房。本方案探讨办公楼新上中央空调解决方案。 二、 空调设计依据 （1）《采暖通风与空气调节设计规范》 （GB50019-2003）
一、 工程概况
宿迁某医院外科病房楼地下一层，地上十二层，建筑面积19248.3㎡，建筑总高度44.4m。其中，地下层主要为设备用房，包括变电所、制冷机房、水泵房等，地上一、二层主要用途为输液室、办手术室等，三层及以上为病房。本方案探讨办公楼新上中央空调解决方案。
二、 空调设计依据
（1）《采暖通风与空气调节设计规范》 （GB50019-2003）
（2）《高层民用建筑设计防火规范》 （GB50045-2005）
（3）《汽车库、修车库、停车库设计防火规范》 （GB50067-97）
（4）《通风与空调工程施工质量验收规范》 （GB50243-2002）
（5）《公共建筑节能设计标准》 （GB50189-2005）
（6）江苏省《公共建筑节能设计标准》 （DGJ32/J96-2010）
（7）业主提供的CAD图纸以及对本工程的具体设计要求等
三、 宿迁气候地理条件概况
宿迁地处江苏省北部，属暖温带亚湿润季风气候，四季分明，季风盛行，秋冬季盛行东北风，春夏季盛行东南风；光照充足，热量丰富，雨水充沛，雨热同期，无霜期较长，冬冷夏热，春温多变，秋高气爽。年平均日照2200小时，年平均气温14.3℃左右。无霜期较长，平均为211天，初霜期一般在10月下旬，降雪初日一般在12月中旬初，活动积温5189℃，全年作物生长期为310.5天。年降水量在1000毫米上下，由于受季风影响，年际间变化不大，但降水分布不均，6到8月雨量占年降水量近六成，易形成春旱、夏涝、秋冬干燥天气。宿迁地区室外设计气象参数为：
表1
|
季节
|
计算干球温度
（℃）
|
计算湿球温度
（℃）
|
计算相对湿度
（%）
|
大气压力
（KPa）
|
|
夏季
|
33.8
|
28.3
|
—
|
100.34
|
|
冬季
|
-5.0
|
—
|
73
|
102.46
|
图1宿迁全年气温分布图
四、 空调负荷特点
病房楼各房间使用功能不同，空调使用时间不同，各功能区运行时间为：
表2
|
序号
|
科室名称
|
运行时间
|
|
1
|
普通门诊部
|
每日白天运行
|
|
2
|
病房、急诊门诊部、值班室
|
全天连续运行
|
|
3
|
输液室、手术室、产房、会议室
|
随时需要运行
|
可见，大楼空调使用时间较长，要求空调系统全天24小时运行，而且空调负荷波动较大，白天空调负荷大，夜间空调负荷小，低负荷时间占比较长，因此空调主机需要选取在满载时、低负荷运行时均能效较高产品。磁悬浮机组很好的适应了这一点，特别适合在本项目使用。
五、 不同空调方案及设备选型
本方案拟分别将螺杆式冷水机组方案和磁悬浮机组方案做一对比。根据冷水机组选型不同，有以下三个设备方案对比：
表3
|
方案号
|
设备方案
|
设备运行方案说明
|
|
1
|
全部采用螺杆式冷水机组
|
根据负荷的变化，开启相应台数机组，压缩机处于满载或者50%以上负荷运行。
|
|
2
|
螺杆机+磁悬浮组合
|
1、 任何时候，优先开启磁悬浮机组，能力不够时开启螺杆机组；
2、 在过渡季节以及每天早晚空调负荷较低时，仅开启磁悬浮机组
|
|
3
|
全部采用磁悬浮冷水机组
|
根据负荷的变化，开启相应台数机组，每台机组自动调节其负荷率
|
（1）空调负荷
冷负荷指标：149W/㎡，空调面积：13394㎡，则
夏季冷负荷：1995.7KW（折合567USRt）
（2）冷水机组选型
设计采用两台制冷量1000KW冷水机组，空调水系统共用一个。
（3）水泵及冷却塔选型
冷冻水泵规格：200m3/h，扬程32m，功率30KW，两用一备；
冷却水泵规格：260m3/h，扬程28m，功率30KW，两用一备；
冷却塔规格：250m3/h，风机规格7.5KW×2，数量为两台。
空调设备选型： 表4
|
设备类型
|
规格型号
|
台数
|
|
|
方案一
|
螺杆式冷水机组
|
HX300，制冷量1060KW，输入功率212KW
|
2
|
|
方案二
|
磁悬浮冷水机组
|
LSBLX300/R4（BP），制冷量1100KW，输入功率190KW
|
1
|
|
螺杆式冷水机组
|
HX300，制冷量1060KW，输入功率212KW
|
1
|
|
|
方案三
|
磁悬浮冷水机组
|
LSBLX300/R4（BP），制冷量1100KW，输入功率190KW
|
2
|
以上设备，无论螺杆机和磁悬浮均为多机头机组，其可靠性和部分负荷效率较高。不同空调设备方案及辅助设备参数：
方案1：两台螺杆式冷水机组 表5
|
序号
|
设备类型
|
规格型号
|
台数
|
机组制冷量（KW）
|
制冷输入功率（KW）
|
空调水泵输入功率（KW）
|
冷却水泵输入功率（KW）
|
冷却塔风机输入功率（KW）
|
|
1
|
螺杆式冷水机组
|
HX300
|
2
|
1060
|
212
|
46
|
55
|
15
|
|
2
|
合计
|
2
|
2120
|
424
|
46
|
55
|
15
|
方案2：磁悬浮冷水机组+螺杆式冷水机组 表6
|
序号
|
设备类型
|
规格型号
|
台数
|
机组制冷量（KW）
|
制冷输入功率（KW）
|
空调水泵输入功率（KW）
|
冷却水泵输入功率（KW）
|
冷却塔风机输入功率（KW）
|
|
1
|
磁悬浮冷水机组
|
LSBLX300/R4
|
1
|
1100
|
190
|
24
|
28
|
7.5
|
|
2
|
螺杆式冷水机组
|
HX300
|
1
|
1060
|
212
|
23
|
28
|
7.5
|
|
3
|
合计
|
2
|
2160
|
402.0
|
47
|
56
|
15
|
|
方案3：磁悬浮冷水机组 表7
|
设备类型
|
规格型号
|
台数
|
机组制冷量（KW）
|
制冷输入功率（KW）
|
空调水泵输入功率（KW）
|
冷却水泵输入功率（KW）
|
冷却塔风机输入功率（KW）
|
|
|
1
|
磁悬浮冷水机组
|
LSBLX300/R4
|
2
|
1100
|
190
|
48
|
56
|
15
|
|
|
2
|
合计
|
2
|
2200
|
380.0
|
48
|
56
|
15
|
六、 运行经济性分析
空调运行费用计算基于：
1、空调负荷：1995.7KW；
2、运行时间：5月16日～10月15日，计152天；日运行时间24小时，年总运行时间3648小时；
3、包括空调主机、空调水泵、冷却水泵、冷却塔风机耗电。
制冷运行费用=水冷机组运行费用+水泵及冷却塔运行费用
3.1水冷机组运行费用=输入功率×每天运行时间×运行天数×空调负荷率×电价
3.2循环水泵运行费用=输入功率×每天运行时间×运行天数×电价
3.3冷却水泵+冷却塔风机运行费用=输入功率×每天运行时间×运行天数×电价
|
月份
|
空调需求
|
平均空调负荷率
|
运行天数
|
平均日运行时间
|
空调方案
|
|
机组平均性能系数
|
机组输入功率
|
空调水泵及冷却水泵、冷却塔风机输入功率
|
空调系统每天耗电
|
每月耗电合计
|
|
|
5
|
制冷
|
30%
|
15d
|
24h
|
方案1：螺杆式冷水机组
|
21.0℃
|
6.00
|
333Kw
|
58Kw
|
2813Kwh
|
42190Kwh
|
|
|
方案2：磁悬浮冷水机组+螺杆式冷水机组
|
13.13
|
152Kw
|
59Kw
|
1516Kwh
|
22746Kwh
|
|||||||
|
方案3：磁悬浮冷水机组
|
13.13
|
152Kw
|
59Kw
|
1521Kwh
|
22814Kwh
|
|||||||
|
6
|
制冷
|
50%
|
30d
|
24h
|
方案1：螺杆式冷水机组
|
25.0℃
|
5.20
|
384Kw
|
58Kw
|
5302Kwh
|
159055Kwh
|
|
|
方案2：磁悬浮冷水机组+螺杆式冷水机组
|
9.98
|
200Kw
|
59Kw
|
3103Kwh
|
93086Kwh
|
|||||||
|
方案3：磁悬浮冷水机组
|
9.98
|
200Kw
|
59Kw
|
3110Kwh
|
93313Kwh
|
|||||||
|
7
|
制冷
|
75%
|
31d
|
24h
|
方案1：螺杆式冷水机组
|
28.0℃
|
5.00
|
399Kw
|
116Kw
|
9274Kwh
|
287482Kwh
|
|
|
方案2：磁悬浮冷水机组+螺杆式冷水机组
|
6.98
|
286Kw
|
117Kw
|
7255Kwh
|
224916Kwh
|
|||||||
|
方案3：磁悬浮冷水机组
|
7.70
|
259Kw
|
59Kw
|
5733Kwh
|
177715Kwh
|
|||||||
|
8
|
制冷
|
80%
|
31d
|
24h
|
方案1：螺杆式冷水机组
|
27.0℃
|
5.00
|
399Kw
|
116Kw
|
9892Kwh
|
306647Kwh
|
|
|
方案2：磁悬浮冷水机组+螺杆式冷水机组
|
6.86
|
291Kw
|
117Kw
|
7834Kwh
|
242867Kwh
|
|||||||
|
方案3：磁悬浮冷水机组
|
7.71
|
259Kw
|
59Kw
|
6111Kwh
|
189427Kwh
|
|||||||
|
9
|
制冷
|
75%
|
30d
|
24h
|
方案1：螺杆式冷水机组
|
22.0℃
|
5.30
|
377Kw
|
116Kw
|
8867Kwh
|
266008Kwh
|
|
|
方案2：磁悬浮冷水机组+螺杆式冷水机组
|
12.28
|
163Kw
|
117Kw
|
5038Kwh
|
151127Kwh
|
|||||||
|
方案3：磁悬浮冷水机组
|
12.28
|
163Kw
|
59Kw
|
3993Kwh
|
119791Kwh
|
|||||||
|
10
|
制冷
|
40%
|
15d
|
24h
|
方案1：螺杆式冷水机组
|
20.0℃
|
6.00
|
333Kw
|
58Kw
|
3750Kwh
|
56253Kwh
|
|
|
方案2：磁悬浮冷水机组+螺杆式冷水机组
|
14.08
|
142Kw
|
59Kw
|
1924Kwh
|
28855Kwh
|
|||||||
|
方案3：磁悬浮冷水机组
|
14.08
|
142Kw
|
59Kw
|
1930Kwh
|
28945Kwh
|
|||||||
|
制冷耗电合计
|
方案1：螺杆式冷水机组
|
1117634Kwh
|
||||||||||
|
方案2：磁悬浮冷水机组+螺杆式冷水机组
|
763597Kwh
|
|||||||||||
|
方案3：磁悬浮冷水机组
|
632006Kwh
|
|||||||||||
|
平均电价
|
1.00元/Kwh
|
|||||||||||
|
制冷运行费用
|
方案1：螺杆式冷水机组
|
111.76万元
|
||||||||||
|
方案2：磁悬浮冷水机组+螺杆式冷水机组
|
76.36万元
|
|||||||||||
|
方案3：磁悬浮冷水机组
|
63.20万元
|
七、 数据汇总和投资回收期计算
表9
|
序号
|
项目
|
方案1
（两台螺杆）
|
方案2
（螺杆、磁悬浮各一台）
|
方案3
(两台磁悬浮)
|
|
|
1
|
性能参数
|
计算总冷负荷
|
1995.7Kw
|
||
|
2
|
各方案总制冷量
|
2120Kw
|
2160Kw
|
2200Kw
|
|
|
3
|
制冷时主机总输入功率
|
424Kw
|
402Kw
|
380Kw
|
|
|
4
|
制冷时辅机总输入功率
|
116Kw
|
117Kw
|
119Kw
|
|
|
5
|
空调系统总输入功率
|
540Kw
|
519Kw
|
499Kw
|
|
|
6
|
空调系统配电容量
|
702KVA
|
618KVA
|
534KVA
|
|
|
7
|
设备台数
|
螺杆机台数
|
2
|
1
|
0
|
|
8
|
磁悬浮台数
|
0
|
1
|
2
|
|
|
9
|
投资及运维费用
|
设备造价
|
106.80万元
|
176.40万元
|
246.00万元
|
|
10
|
年运行费用
|
111.76万元
|
76.36万元
|
63.20万元
|
|
|
11
|
维保费用
|
2.00万元
|
1.50万元
|
1.00万元
|
|
|
12
|
相比螺杆机投资回收期（静态）
|
-
|
1.94年
|
2.81年
|
|
|
13
|
30年空调投入总资金
|
设备投资
|
213.60万元
|
199.80万元
|
246.00万元
|
|
14
|
运行费用
|
3352.90万元
|
2290.79万元
|
1896.02万元
|
|
|
15
|
维保费用
|
60.00万元
|
45.00万元
|
30.00万元
|
|
|
16
|
总投入
|
3626.50万元
|
2535.59万元
|
2172.02万元
|
说明：以上设备投资的计算是基于螺杆机使用寿命15年、磁悬浮使用寿命30年。
可见，选用两台磁悬浮机组，或者选用磁悬浮与螺杆机组合方案较全部采用螺杆机组更加经济。
