冷热源方案分析报告

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新田印象冷热源方案分析报告

基准方中建筑设计有限公司郑州分公司

2017年7月

目录

1、工程概况

本项目位于河南省郑州市郑东新区白沙组团，清正路以西，文华路以北，龙阳路以东，金水大道南辅道以南。总建筑面积28.28万m²，各业态的建筑面积如下表所示：

根据甲方要求，2#、3#仅设置分体空调，不设置集中采暖；5#~8#夏季采用分体空调制冷，冬季采用低温热水地板辐射采暖系统供暖；；办公、酒店、商业采用冷热源集中空调系统。故本冷热源报告主要内容如下：

一、负荷估算。包括大商业、酒店、办公的空调供暖热负荷。

二、方案比选。包括大商业、酒店、办公的空调冷热源方案比选。

对于设置分散式空调的建筑（类住宅、商铺、SOHO及公寓）和房间（消防控制室、值班室等），其对应的空调冷热源不再进行分析和比选。

2．设计依据

2.1 相关规范、标准和技术手册

·《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012

· 《辐射供暖供冷技术规程》JGJ142-2012

· 《城镇供热管网设计规范》CJJ 34-2010

· 《城镇燃气设计规范》GB 50028-2006

· 《锅炉房设计规范》GB 5004l-2008

· 《住宅设计规范》GB 50096-2011

· 《住宅建筑规范》GB 50368-2005

· 《公寓建筑设计规范》JGJ67-2006

· 《办公建筑设计规范》JGJ 67-2006

· 《商店建筑设计规范》JGJ 48-2014

· 《饮食建筑设计规范》JGJ64-89

·《车库建筑设计规范》JGJ 100-2015

· 《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015

· 《河南省居住建筑节能设计标准（寒冷地区）》DBJ41/062-2012

· 《全国民用建筑工程设计技术措施—暖通空调·动力》（2009版）

· 《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇》

· 《实用供热空调设计手册》陆耀庆，第二版

2.2 建设单位的设计要求

《20170629基准方中与新田会议纪要》

《201707112机电方案确定事宜》

2.3 建筑方案及其它专业提资

3. 计算参数

3.1 室外空气计算参数

1） 气候分区：Ⅱ（B）区——寒冷（B）区。

2） 冬季

大气压力 1013.3hPa

供暖室外计算干球温度 - 3.8℃

日平均温度小于等于5度的天数 97天

节能计算采暖期天数 88天

节能计算采暖期室外平均温度 2.5℃

通风室外计算干球温度 0.1℃

空调室外计算干球温度 - 6℃

空气调节室外计算相对湿度 61%

室外平均风速 2.7m/s

最多风向及频率 NW 12%

极端最低温度 -17.9℃

最大冻土深度 27cm

3）夏季

大气压力 992.3hPa

通风室外计算干球温度 30.9℃

通风室外计算相对湿度 59%

空调室外计算干球温度 34.9℃

空调室外计算湿球温度 27.4℃

空调日平均室外计算干球温度 30.9℃

室外平均风速 2.2m/s

最多风向及频率 S 11%

极端最高温度 42.3℃

3.2 室内空调设计参数

3.2.1 大商业

备注：a)影厅内人员按座位数

3.2.2 酒店

备注：a)宴会厅、包房内人员按座位数；

b)方案比选阶段人员新风量均按规范取值，施工图阶段以酒店管理公司要求为准。

3.2.3 办公

备注：a)会议室人数按座位数。

4. 计算参数

4.1 当地政府相关文件

4.2 基础设施配套费

郑州目前按建设项目的建筑面积计征城市基础设施配套费，每平方米征收170元。使用燃气与集中供热不再缴纳入网费用，不使用也没有部分退费的说法。

4.3 电

本项目无分时电价，集中空调用电按“1~10kV一般工商业用电及其他用电”，即0.727元/（kw•h）。

4.5 燃气

本项目空调用天然气按一般工商业用气价格，即 3.00 元/m ³ 。商业用气的管网建设费按设备总额定流量收取，500 元/m³ /h。

4.6 热力

本项目南侧的文华路和东侧的清正路均有规划的热力管道，热力管道规格DN400，能满足本地块的供热需求。一次热媒温度为110ºC/70ºC。

热力公司对商业类（非居民类）采暖收费按0.28元/（m²•d），采暖期为当年11月15日至翌年3月15日，供暖期为120天。经与热力公司咨询，热力公司收费按采暖期来收费，与热用户在采暖期内实际用热的天数无关。

5. 负荷估算与冷热源系统

5.1 冷热负荷及冷热源方案

根据设计经验和资料，同时参考类似项目的暖通施工图数据，确定本项目的采暖热负荷与空调冷、热负荷指标，并估算负荷，详见下表。

5.2 其它负荷

酒店生活热水负荷488kw，含酒店客房用热水及泳池加热热负荷。

商业用生活热水采用即热式热水器（商业卫生间及餐饮厨房用生活热水）。

蒸汽需求：酒店所需蒸汽量0.523t/h，其中新风加湿量0.343t/h，洗衣房用蒸汽量0.180t/h。

5.3 制冷站与换热站

大商业、酒店、办公制冷站位于地下三层。换热站位于地下三层，与制冷站相邻。锅炉房位于地下一层。

6. 方案比选原则与方法

6.1 方案比选原则

针对大商业、酒店、办公的空调系统，根据设计经验，确定采暖热源与空调冷热源的方案比选原则如下：

1） 运行安全可靠、故障率低。要求系统简单，技术成熟，设备高品质，使用寿命长，自动化程度高。

2） 技术适应性强。设备、系统类型与采暖或空调的形式、负荷特点和运行管理方式相匹配，与国家和当地政策、市政条件不冲突，与建筑自身的土建条件相适应。

3） 运行费用较小。要求适应当地资源价格政策及其趋势；系统和主要设备运行节能、节电、节水； 负荷调节性能好，部分负荷的能耗低；计量收费简单，管理维护方便。

4） 初投资较低。主要设备价格较低，系统施工安装较简便，要求的机房面积、净高较小。

5） 其他。安全、环保和节能等方面符合国家、当地以及新田的相关规定。

6.2 方案比选方法

采暖热源：采用定性分析的方法，先列举本地存在的本项目可能采用的方案，逐项分析可能性和优劣，排除不可行方案，确定最优方案。然后对确定的方案进行简要的说明。

大商业、酒店、办公的空调冷热源：1）同上采用定性分析的方法初步确定两到三个初步可行的方案；2）设备选型后，估算初投资和运行费用，汇总对比各方案的初投资和运行费用；3）进行技术适用性分析对比；4）确定最优方案。

6.3 设备选型的参数说明

1） 表中性能数据均为单台设备的额定参数。

2） 制冷主机（螺杆、离心）与泵统一按7/12℃冷冻水、32/37℃冷却水条件选型，未考虑冷冻水6℃温差。电制冷和直燃机均能实现，对初投资增加和对运行费用节省的比例基本一致。

3） 空气源热泵冷热水机组统一按7/12℃冷冻水、35℃室外，40/45℃热水、-6℃/60%室外条件选型。

4） 热水锅炉热水温度60/50℃。

5） 换热器进出水温度，按一次水110/70℃，二次水60/50℃选型。

6） 制冷主机未考虑变频电机、高压电机等情况。

7） 未将地暖及热风系统热源单独列出，未将免费冷源列出（商业的内区范围很小，不考虑内区在供暖季的制冷需求）。

8） 主机制冷量不放大。

9） 换热器均为2台，总换热量放大1.1~1.15，单台换热量为总换热量的70%。

10） 运行费用为资源消耗费用，未包含维修费用和人工费用。

6.4 其他说明

文中负荷数据为估算值，和实际可能有一定偏差。在做施工图设计时，必须使用专业空调负荷计算软件进行详细计算，按该结果进行设备和管路系统的选配，以保证设备容量匹配，避免设备选型过大造成浪费或过小无法保证空调效果。

文中经济数据只是针对主要项目的合理估算，并不精确反映采购和运行的实际情况。但各方案比较所采用的基础数据和计算方法是相同的，故数据的对比作用是有效的。

7. 大商业空调冷热源方案

7.1 负荷特点

本项目空调负荷有以下特点：1）与大型商业项目相比，本商业建筑的体型属于狭长型，商业区域的进深小，内区面积小，故不考虑冬季的内区制冷；2）负荷时间为每日为10:00~22:00。

根据经验并参考《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015，确定全年空调能耗估算所采用的参数：1）商业空调供冷时间5个月150天，平均12h/天，共1800h；供热时间4个月120天，平均12h/天，共1440h。2）夏季空调供冷负荷系数按0.60，冬季同。

7.2 方案初选

可能的集中式空调冷热源方案如下表：

方案1： 本项目无分时电价政策，故本方案不可行。

方案2： 本项目周边空地狭小，地下室外墙紧靠退用地红线位置，不具备水源热泵或土壤源热泵所需大量打井或埋管位置和面积，故本方案不可行。

方案3： 本项目所在区域为郑州，属于寒冷地区。空气源热泵的冬季制热效果较差，夏季机组能效受室外气候的影响较大，且本项目建筑面积较大，设置空气源热泵机组数量较多，故不考虑此种方案。

方案4：本项目无同时供冷供热需求，且直燃溴化锂机组不如电制冷机组稳定，故不考虑此方案。

方案5： 最常见的空调冷热源形式，应用项目最广。本项目周边有规划的市政热力条件，且市政热力条件能满足使用要求，故此方案可行。

方案6： 最常见的空调冷热源形式，热源采用锅炉房更有利于业主按需进行供暖，不受市政供暖时间的限制。郑州地区近几年新建的大型商业采用此方案的较多，但是市区内规划锅炉房进行采暖，受政策的影响，不好审批。结合总体考虑，本方案可行。

经过初选，确定了本项目的两个候选方案，如前表重新编号后的方案一：电制冷+市政热源，方案二电制冷+自建锅炉房热源。

7.3 设备配置、初投资及运行费用

7.3.1 冷源部分

方案一与方案二的冷源部分相同，其主要配置如下：

备注：冷源侧附件如管道阀门、水处理仪、补水定压设备等未列进此表中。不同方案的系统附件大致相同，不另做比较。

初投资不含设备安装费用。

7.3.2 热源部分

备注：a)热源侧附件如管道阀门、水处理仪、补水定压设备等未列进此表中。不同方案的系统附件大致相同，不另做比较。

b)初投资不含设备安装费用。

7.4 初投资及运行费用汇总

从上表可以看出，方案一和方案二两者的年运行费用接近，但方案二比方案一的初投资高40%。

7.5 技术适应性分析

从上表中定性比较可以看出，方案一的技术上更优，对建筑的影响较小。

方案二中锅炉房的合适位置在现有的条件下较难实现，且涉及到锅炉房烟囱的问题，与建筑配合较复杂。

7.6 结论

综上所述，根据方案选择原则，结合市政条件等因素，从初投资、年运行费用及技术适应性综合考虑，推荐使用方案一。

8. 酒店空调冷热源方案

8.1 负荷特点

本项目空调负荷有以下特点：1）建筑面积较小，负荷总量不大；2）夏季空调冷负荷与冬季空调热负荷指标接近；3）负荷时间为每日为全天24小时。

根据经验并参考《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015，确定全年空调能耗估算所采用的参数：1）酒店空调供冷时间5个月150天，平均24h/天，共3600h；供热时间4个月120天，平均24h/天，共2880h。2）夏季空调供冷负荷系数按0.60，冬季同。

8.2 方案初选

可能的集中式空调冷热源方案如下表：

方案1： 本项目无分时电价政策，故本方案不可行。

方案2： 本项目周边空地狭小，地下室外墙紧靠退用地红线位置，不具备水源热泵或土壤源热泵所需大量打井或埋管位置和面积，故本方案不可行。

方案3： 本项目所在区域为郑州，属于寒冷地区。空气源热泵的冬季制热效果较差，夏季机组能效受室外气候的影响较大，且酒店对室内温湿度要求较高，要求冷热源稳定性好，故不考虑此种方案。

方案4：直燃溴化锂机组能满足同时供冷供热需求，但是溴化锂机组故障时维修时间长，修复的周期对酒店运营有较大影响，结合酒店定位及档次要求，甲方明确不采用直燃溴化锂系统。

方案5： 最常见的空调冷热源形式，应用项目最广。本项目周边有规划的市政热力条件，且市政热力条件能满足使用要求，故此方案可行。

方案6： 最常见的空调冷热源形式，热源采用锅炉房更有利于业主按需进行供暖，不受市政供暖时间的限制，能根据室外条件的情况进行供热，满足酒店的高舒适性需求，但是市区内规划锅炉房进行采暖，受政策的影响，不好审批。结合总体考虑，本方案可行。

经过初选，确定了本项目的两个候选方案，如前表重新编号后的方案一：电制冷+市政热源，方案二：电制冷+自建锅炉房热源。

8.3 设备配置、初投资及运行费用

8.3.1 冷源部分

方案一与方案二的冷源部分相同，其主要配置如下：

备注：冷源侧附件如管道阀门、水处理仪、补水定压设备等未列进此表中。不同方案的系统附件大致相同，不另做比较。

初投资不含设备安装费用。

8.3.2 热源部分

备注：热源侧附件如管道阀门、水处理仪、补水定压设备等未列进此表中。不同方案的系统附件大致相同，不另做比较。

初投资不含设备安装费用。

8.4 初投资及运行费用汇总

8.5 技术适应性分析

从上表中定性比较可以看出，方案一的技术上更优，对建筑的影响较小。

8.6 结论

综上所述，根据方案选择原则，结合市政条件等因素，从酒店的档次定位、初投资、年运行费用及技术适应性综合考虑，推荐使用电制冷+自建锅炉房热源。

9． 办公冷热源方案

9.1 负荷特点

本项目空调负荷有以下特点：1）建筑面积较小，负荷总量不大；2）夏季空调冷负荷与冬季空调热负荷指标接近；3）负荷时间为每日为11小时。

根据经验并参考《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015，确定全年空调能耗估算所采用的参数：1）办公空调供冷时间5个月107天，平均11h/天，共1177h；供热时间4个月86天，平均11h/天，共946h。2）夏季空调供冷负荷系数按0.60，冬季同。

1.4方案初选

可能的集中式空调冷热源方案如下表：

方案1： 本项目无分时电价政策，故本方案不可行。

方案2： 本项目周边空地狭小，地下室外墙紧靠退用地红线位置，不具备水源热泵或土壤源热泵所需大量打井或埋管位置和面积，故本方案不可行。

方案3： 本项目所在区域为郑州，属于寒冷地区。空气源热泵的冬季制热效果较差，夏季机组能效受室外气候的影响较大；空气源热泵的水系统需防冻保护及电辅助加热，运行复杂，故不考虑此种方案。

方案4：本项目无同时供冷供热需求，且直燃溴化锂机组不如电制冷机组稳定，故不考虑此方案。

方案5： 最常见的空调冷热源形式，应用项目最广。本项目周边有规划的市政热力条件，且市政热力条件能满足使用要求，故此方案可行。

方案6： 最常见的空调冷热源形式，热源采用锅炉房更有利于业主按需进行供暖，不受市政供暖时间的限制。郑州地区近几年新建的大型商业采用此方案的较多，但是市区内规划锅炉房进行采暖，受政策的影响，不好审批。结合总体考虑，本方案可行。

方案7： 最常见的空调冷热源形式，应用项目较广。近年在郑州市中小型办公建筑中大量使用，调节运行方便，故此方案可行。

经过初选，确定了本项目的三个候选方案，如前表重新编号后的方案一：电制冷+市政热源，方案二：电制冷+自建锅炉房热源，方案三：多联机。

9.3 设备配置、初投资及运行费用

9.3.1 冷源部分

方案一与方案二的冷源部分相同，其主要配置如下：

方案三

备注：方案三的运行费用为全年的运行费用

1.4.1热源部分

备注：热源侧附件如管道阀门、水处理仪、补水定压设备等未列进此表中。不同方案的系统附件大致相同，不另做比较。

初投资不含设备安装费用。

1.5初投资及运行费用汇总

9.5 技术适应性分析

从上表中定性比较可以看出，方案三的技术上更优，对建筑的影响较小。

9.6 结论

综上所述，方案一（电制冷+市政热源）初投资最低，但运行费用最高；方案二（电制冷+自建锅炉房热源）和方案三（多联机）初投资和运行费用相当。方案三控制灵活，对建筑空间的影响最小。根据方案选择原则，结合市政条件等因素，从初投资、年运行费用及技术适应性综合考虑，推荐使用方案三（多联机）。