保稅區(qū)空港區(qū)域供冷

1、重慶兩路寸灘保稅區(qū)空港功能區(qū)二期空調(diào)系統(tǒng)方案分析采用小型集中供冷站經(jīng)濟分析特靈空調(diào)系統(tǒng)（中國）有限公司2010年7月目 錄一、集中供冷簡介1.1集中供冷介紹1.2集中供冷的優(yōu)點1.3其它國家的區(qū)域供冷系統(tǒng)1.4集中供冷系統(tǒng)設(shè)計一 集中供冷簡介11集中供冷系統(tǒng)的介紹 集中供冷系統(tǒng)可視為大規(guī)模的集中式空調(diào)系統(tǒng)，并非只為一幢大廈服務(wù)，而是透過地下冷凍水管網(wǎng)向某區(qū)域內(nèi)的多幢大廈傳送冷凍水提供冷卻服務(wù)，所以無須在每幢大廈獨立安裝制冷機。而且在某些需要大量暖氣及熱水供應(yīng)的地區(qū)，還可以將上述裝置同時設(shè)計成可以供應(yīng)熱水的系統(tǒng)，成為冷暖聯(lián)供系統(tǒng)。(典型的集中供冷系統(tǒng))典型的集中供冷系統(tǒng)包括下列組成部分：1）中心

2、冷凍水制造工廠2）冷凍水輸配系統(tǒng)以及輸送管網(wǎng)3）計量及中央控制系統(tǒng)中心冷凍水制造工廠 在中心制冷廠中，冷凍水通常由電驅(qū)動式的大型離心機組來提供。冷凍水輸配及管網(wǎng)系統(tǒng) 主干網(wǎng)的冷凍水輸配系統(tǒng)擔負了將制冷廠生產(chǎn)出的冷凍水輸送到用戶端的任務(wù)。每幢用戶大廈都設(shè)有一個換熱站，以便將集中供冷系統(tǒng)的冷凍水管接駁至大廈，換熱站內(nèi)設(shè)有計量表。冷凍水分配網(wǎng)絡(luò)的配水管道一般置于地底，并在公路或指定的公用設(shè)施專用范圍內(nèi)。分戶計量系統(tǒng) 在采用集中式供冷的小區(qū)的會所、辦公樓中，若要更加合理、準確地收取各使用者的費用，需要對空調(diào)末端進行計量， 按各用戶“用多少，繳多少”的方式進行空調(diào)收費，這是一種最科學、最合理、最智能化的

3、計量收費方式，而且可以為物管降低管理成本、減輕工作量、提升管理水平。12集中供冷的優(yōu)點減少系統(tǒng)的裝機容量對于集中式的集中供冷，由于各用戶的建筑功能不同，使用的時間也不同，比如上班時間辦公樓的負荷達到一個高峰，但商場或其他場所就處于負荷低谷；而休息日商場處于高峰，辦公樓處于低谷；住宅部分在夜間達到使用高峰，公共建筑在白天達到使用高峰等等。所以將不同功能的建筑的逐時負荷疊加后，其總的負荷會小于分散式的小型制冷系統(tǒng)的負荷之和。1.2.2減少系統(tǒng)的初投資由于無須裝設(shè)制冷機組、機房、變壓器房和相關(guān)的供電設(shè)備，使用集中供冷系統(tǒng)的大廈業(yè)主可以大大節(jié)省空調(diào)裝置的資本投資和其后的維修費用。此外，大廈的安裝及建筑

4、成本亦可減少。在大廈的運作期內(nèi)，集中供冷系統(tǒng)的用戶無需預留款項以更換制冷機和貯存作緊急修理用的零件。且因為整個系統(tǒng)的負荷下降，購買空調(diào)主機及水泵冷卻塔等的投資也會減小。1.2.3高效節(jié)能 一個大型的中心制冷工廠與許多分散的小制冷機組相比可以得到更細致的分析和更好的設(shè)計， 而且由于連接用戶數(shù)量巨大， 各用戶冷負荷出現(xiàn)的時段不相同，可以使得逐時的系統(tǒng)負荷比較平穩(wěn)，同時可以使得系統(tǒng)的工作曲線維持一個比較平緩的模式， 從而實現(xiàn)一個較高的運行能效（COP）。由以上分析知集中供冷系統(tǒng)是非常節(jié)能的供冷系統(tǒng)，因為此系統(tǒng)能優(yōu)化資源的分配、照顧不同大廈在不同時段的冷量需要以及可以為大樓提供高質(zhì)素的機組操作及維修服

5、務(wù)。盡管集中供冷系統(tǒng)所節(jié)約的能源會隨著系統(tǒng)的不同配置(例如冷凍水分配管道的長度、散熱方法和其他機組效能改善設(shè)施裝置等)而異，但是一般情況下可節(jié)約大約35%的能源。(集中供冷系統(tǒng)與傳統(tǒng)的水冷式及氣冷式中央空調(diào)系統(tǒng)耗電量的比較)除了運行費用的節(jié)約之外還可以節(jié)約維護費用，采用集中供冷后用戶就不再需要自己維護制冷系統(tǒng)， 所有在中心制冷工廠的技術(shù)人員都受過嚴格、過硬的培訓， 輔助以先進的計算機控制系統(tǒng)， 供冷的質(zhì)量、可靠性和系統(tǒng)的安全性都可以得到保證。而且由于采用了先進的技術(shù)， 工作量降低了， 工作人員減少，維護的費用也就降低了。1.2.4環(huán)保1）減少溫室氣體的排放系統(tǒng)運行效率提高能令能源消耗量減少，用

6、于發(fā)電的化石燃料消耗量亦因而下降。這樣便可減少溫室氣體(如二氧化碳)的排放。2）減少噪音污染由于大廈不用裝設(shè)制冷機等制冷設(shè)備，可大大減少噪音、振動、熱卷流和廢熱污染。放置于集中供冷系統(tǒng)中央機組的設(shè)備可用較佳的隔聲、防震和廢熱控制設(shè)備，減少上述問題的出現(xiàn)。3）減少冷媒的使用對于同等制冷能力的幾部大型制冷機組和分散的許多的小制冷機組來說， 大型機組不僅需要少的多的制冷劑， 而且可以更好的處理制冷劑在工作及回收時的泄漏問題。一旦特殊的或更嚴格的行業(yè)標準出臺， 比如CFC和HCFC的淘汰， 大型的制冷工廠可以更快更經(jīng)濟地采取技術(shù)措施來滿足新標準的要求。且由于大型制冷機的高效不間斷運行， 制取同樣冷量的

7、電耗大大減少，這將大大降低溫室氣體的排放， 尤其對像中國這樣的以煤電為主的、能源資源按人口分配極其稀缺的國家來說，還將意味著發(fā)電廠本地的酸雨問題將會得到緩解。4）改善市區(qū)天臺景觀天臺無須裝設(shè)制冷裝置，使建筑師在設(shè)計大廈的外觀時有更大彈性，可以加入較多美化元素，例如康樂設(shè)施和天臺花園。這樣可以改善市區(qū)的景觀。    5）更合理利用大廈空間使用集中供冷系統(tǒng)的大廈可以節(jié)省不少機房空間，因為這些大廈無須裝設(shè)制冷裝置。一般估計，與傳統(tǒng)的空調(diào)機組比較，集中供冷系統(tǒng)平均可節(jié)省75%的機房空間。這還未把因無須裝設(shè)制冷裝置而節(jié)省的電力公司變壓器房的空間計算在內(nèi)。6）系統(tǒng)更

8、可靠更靈活 集中供冷系統(tǒng)可以使業(yè)主管理公司精簡管理隊伍，因為大廈無須操作及維修制冷機組。大廈亦無須預留款項更換制冷機，在增加冷量方面所受限制較少，所需貯存的零件亦會較少。而且與傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)比較，由于集中供冷系統(tǒng)是二十四小時運作，該系統(tǒng)能更靈活地應(yīng)付辦公和非辦公時間內(nèi)冷氣需求的變化。     (集中供冷系統(tǒng)的中央供冷站控制室)此外，中央供冷站內(nèi)的電腦化能源管理系統(tǒng)會監(jiān)察和管理向用戶供應(yīng)的冷凍水，確保在任何時間均有穩(wěn)定的冷量供應(yīng)。其可靠性是分散小系統(tǒng)所無法比擬的， 根據(jù)歐洲的經(jīng)驗， 集中供冷保證供冷的可靠性在99.7% 以上， 正是因為如此高的可靠性，

9、 連一般的醫(yī)院和食品冷凍廠都取消了備用供冷設(shè)備， 從而降低了開銷。13其它國家的區(qū)域供冷系統(tǒng) 不同國家的區(qū)域供冷技術(shù)和發(fā)展各有不同。在很多國家，區(qū)域供冷系統(tǒng)與區(qū)域采暖機組合并為區(qū)域采暖冷凍網(wǎng)絡(luò)或區(qū)域能源系統(tǒng)。世界上很多地方，例如美國、歐洲、日本和其他亞洲國家，均有區(qū)域采暖冷凍網(wǎng)絡(luò)。q 美國 美國是世界上對空調(diào)需求最大的國家之一。第一個商用區(qū)域供冷系統(tǒng)是于1962年在Hartford啟用的?，F(xiàn)在在美國有超過6，000個區(qū)域采暖冷凍系統(tǒng)，提供360，000兆瓦小時的冷量。q 北歐 現(xiàn)時在瑞典共有16個區(qū)域采暖冷凍系統(tǒng)。瑞典第一個區(qū)域采暖冷凍裝置是于1992年在瑞典中部的Väster

10、29;s市啟用的。從那時起，有多個總冷凍能量超過180兆瓦的網(wǎng)絡(luò)投入運作。在2000年，整個北歐共有19個區(qū)域采暖冷凍系統(tǒng)。q 法國 法國是使用區(qū)域采暖冷凍系統(tǒng)比較多的歐洲國家，約有12個主要區(qū)域供冷網(wǎng)絡(luò)和多個類似的系統(tǒng)在運作中。在1963年，La Défense便開始計劃裝設(shè)區(qū)域性采暖冷凍裝置，并在1967年啟用。當時的采暖量只有40兆瓦，而冷凍量只有4兆瓦。今天，該網(wǎng)絡(luò)已是世界上其中一個最大的網(wǎng)絡(luò)和歐洲最大的網(wǎng)絡(luò)。在1997年，該區(qū)域供冷系統(tǒng)的總冷凍容量達到220兆瓦。q 英國、德國、葡萄牙 其他歐洲國家，例如英國、德國、葡萄牙、西班牙和意大利，亦正不斷增加區(qū)域供冷系統(tǒng)方面的投資

11、。q 日本日本是最早引入?yún)^(qū)域能源系統(tǒng)的亞洲國家，在1970年便開始發(fā)展區(qū)域能源系統(tǒng)，目標是減少空氣污染和提高能源效益。全國的區(qū)域采暖冷凍系統(tǒng)數(shù)目在過去20年已大幅增加。在2000年，共有142個注冊區(qū)域采暖冷凍裝置和86間注冊區(qū)域采暖冷凍公用設(shè)施公司在運作中。橫濱21世紀未來港的區(qū)域采暖冷凍裝置是全世界最大的區(qū)域采暖冷凍裝置之一。從日本發(fā)展的統(tǒng)計資料看：區(qū)域面積在4-40hm2（公頃）范圍內(nèi)，冷源設(shè)備在12-120MW（300-33000 USrt）之間，相當于為10萬-100萬m2的建筑面積供冷供熱。目前號稱世界之最的是東京新宿的系統(tǒng)，為208MW（590USrt），供20幢高層建筑，總面積

12、約220萬m2，供冷（熱）站均設(shè)在區(qū)域的中心地帶。q 其他亞洲國家 馬來西亞有4個區(qū)域供冷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。新加坡在2000年便已有第一個區(qū)域供冷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。韓國有6個區(qū)域供冷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，其中第一個區(qū)域供冷裝置在1992年投入運作。14集中供冷系統(tǒng)的設(shè)計集中供冷系統(tǒng)具有非常大的節(jié)能潛力，因此系統(tǒng)需要突現(xiàn)合理使用、分配資源的特點來使整個系統(tǒng)的設(shè)計可以照顧不同大廈在不同時段的冷氣需要，并能使系統(tǒng)的運行保持在一個較高的效率水平上。141管網(wǎng)運行空調(diào)水系統(tǒng)的循環(huán)水泵用電量約占空調(diào)系統(tǒng)總用電量的15%20%，一般情況下系統(tǒng)的設(shè)計流量按最大負荷確定，但是空調(diào)系統(tǒng)會長時間處于部分負荷狀態(tài)下運行，相應(yīng)的系統(tǒng)末端所需的冷水

13、量也經(jīng)常性地小于設(shè)計流量；同時，循環(huán)水泵的揚程一般都按最不利環(huán)路阻力確定，其他支路采取其他平衡措施；管路水力工況的不平衡，通常也靠加大流量來掩蓋。由于水泵軸功率與管道水流量成三次方關(guān)系，流量的增加，將帶來耗電量的快速增大，而且水泵長期運行在低效率區(qū)將無謂的增加能耗。集中供冷水管若仍采用常規(guī)設(shè)計，則由于流量巨大而造成輸送電耗驚人，故在做集中供冷系統(tǒng)設(shè)計的時候，推薦采用的方式如下：Ø 二次泵系統(tǒng) 分區(qū)域變頻水泵的設(shè)置，同時采用二通閥控制；Ø 一次泵系統(tǒng)一次泵變頻（VPFVariable primary flow ）Ø 低溫低流系統(tǒng)采用10度大溫差送水（4/14度），減

14、小系統(tǒng)流量1）二次泵系統(tǒng)（負荷分配側(cè)）：這樣布置的好處如下：二次泵采用分區(qū)域的變頻水泵可以在各種工況下工作，滿足系統(tǒng)負荷 的變化需要。系統(tǒng)的控制更靈活，按需分配水量。采用二通閥及水泵變頻控制，避免了系統(tǒng)溫差低和高低溫水混和的問題，節(jié)約系統(tǒng)的能耗和費用。管路系統(tǒng)的水力工況更容易平衡輸送系統(tǒng)原理見上圖2）一次泵系統(tǒng)（冷凍水生產(chǎn)側(cè)）：一次泵變流量(Variable primary flow VPF)好處:主機的流量可變，讓主機的運行及控制自由度更大，功能更多，更靈活。系統(tǒng)的控制也更靈活系統(tǒng)的能耗更節(jié)省水力平衡也更方便輸送系統(tǒng)原理見下圖3）低溫低流（大溫差小流量）供回水采用10溫差（4/14度），可減

15、小系統(tǒng)流量，所選水泵數(shù)量及流量少，適合遠距離的輸送冷量，比較適合集中供冷，因此大溫差的設(shè)計在本項目中優(yōu)越性非常明顯。地平線若使用常規(guī)溫差設(shè)計，輸送管的尺寸太大可能與其它的管線產(chǎn)生沖突，需要安裝在很深地位置，這樣管路系統(tǒng)的安裝費用會大大增加（見上圖）。大溫差的設(shè)計可以減少輸送管的尺寸，安裝也會變的容易，見下圖本公司推薦采用大溫差小流量系統(tǒng)，減少輸送系統(tǒng)的投資及能耗。142管網(wǎng)的敷設(shè)及維護供冷管道的敷設(shè)方法有地溝、架空、直埋三種方法，前二種現(xiàn)在已不太適合，一是投資高，二是有礙環(huán)境美觀。而直埋管道是值得推廣的管網(wǎng)敷設(shè)方法。國外直埋技術(shù)已經(jīng)有近80年的歷史，以往保溫材料吸水問題不易解決，再有直埋管道腐

16、蝕嚴重，因此直埋管道技術(shù)局限很大，僅適用于地下水位高，土質(zhì)干燥且無腐蝕的地方。隨著高分子有機合成材料的發(fā)展，采用聚氨酯泡沫塑料作保溫材料，以高密度聚乙烯作保溫管的外殼。施工方法采用“一步法”及“熱纏繞法”，很好地解決了管道保溫隔熱、腐蝕、滲漏、破損等問題。直埋技術(shù)與傳統(tǒng)敷設(shè)方法相比較有以下優(yōu)點: (1)節(jié)約投資。直埋比地溝敷設(shè)可節(jié)約投資30%。北京某大學供熱地溝敷設(shè)方案的預算為31.98萬元(1500米)，直埋敷設(shè)時的投資結(jié)算為21.36萬元，節(jié)約投資33.2%。 (2)施工簡便，縮短工期。比地溝敷設(shè)時開槽小，土方工程量約減少50%。砌磚和混凝土的工程量減少90%，施工周期縮短一半以上。 (3

17、)維修工作量減少，直埋管道如無外界破壞，一般很少維修，而地溝敷設(shè)時，經(jīng)常因各種保溫材料遇水浸或空氣潮濕則需重新更換保溫材料，因此維修工作量大。ASHRAE2000手冊第11章，新加入了集中供冷和供熱的內(nèi)容，包括關(guān)于地下管道隔潮、土壤原始溫度的計算、直埋管道的負極保護以及泄露檢測方面新的信息。143系統(tǒng)效率一個大型的中心制冷工廠與許多分散的小制冷機組相比要求有更好的整體效率。除了采用大型高效的離心機組以外，系統(tǒng)也需要進行一個合理的優(yōu)化。Ø 采用10度大溫差送水（4/14度）Ø 高效的冷水機組， Ø 采用大溫差一次泵變流量系統(tǒng)，大溫差一次泵變流量系統(tǒng)除了是高效率的集中

18、供冷系統(tǒng)外，同時還有小系統(tǒng)流量，小的泵，管路尺寸及閥門，小的安裝通道等特點144用戶相互連接和計量的問題1）傳統(tǒng)的收費方式存在的問題在采用中央空調(diào)系統(tǒng)集中供冷/熱的小區(qū)會所、辦公樓中，如何更加合理、準確、順利地收取各使用者的空調(diào)費用？這一直是一個困擾大廈業(yè)主和物業(yè)管理公司的難題。早期物業(yè)公司使用的辦法是將整個大樓的空調(diào)使用費用按用戶租用面積的大小來平攤，這種方式是最直接方便、成本最低的，但由于用戶用與不用、用多用少都得承擔同等的費用，所以這也是最不合理、最容易滋生矛盾的收費方式。中央空調(diào)費用（電費）占居了整棟大廈費用的60%80%，而中央空調(diào)主機的費用又占了個空調(diào)系統(tǒng)的60%以上。若按面積平攤收費，用戶根本不考慮按需使用，這樣會造成中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗無謂的增大，特別是主機，最終結(jié)果是整棟大樓的空調(diào)費用變高。若物業(yè)管理是每月按空調(diào)主機的總費用來按用戶使用面積平攤，則使用單位費用往往偏高，而若按物價管理部門規(guī)定的固定單價收費，則可能造成物業(yè)管理部門的嚴重虧損。這樣惡性循環(huán)，造成物管公司管理工作無法正常進行，管理者與使用者糾紛不斷。2）使用空調(diào)計量管理的好處a: 較好的經(jīng)濟效益和社會效益早期物業(yè)公司使用的按面積平攤的方式，