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暖通设计|基于全年负荷计算的制冷机组选型

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摘要

建筑能耗是现代建筑设计中的一个重要问题,鉴于建筑能耗直接影响到节能环保及运营成本,所以对建筑负荷的模拟计算就显得尤为重要。本文就华润中心这一综合体的全年能耗计算以及设备选型、成本控制进行详尽分析,以供参考。

1. 工程计算工具

本工程采用EnergyPlus软件对某工程的全年逐时空调冷、热负荷进行了模拟计算。EnergyPlus是由美国能源部和劳伦斯·伯克利国家实验室共同开发的一款建筑能耗模拟软件。EnergyPlus是在软件BLAST和DOE-2基础上进行开发的,具有BLAST和DOE-2的优点。EnergyPlus能够根据建筑的物理组成和机械系统(暖通空调系统)计算建筑的冷热负荷,这是通过暖通空调系统维持室内设定温度。EnergyPlus还能够输出非常详细的各项数据,如通过窗户的太阳辐射得热等,来和真实的数据进行验证。

2. 数据输入

1)石家庄全年供冷季节气象参数导入:日平均干球温度

见图1。

2)全年能耗模拟时间设置:

  • 全年供冷季:4月15日~10月15日;
  • 每日商场供冷小时数:9:00~22:00;
  • 全年供冷小时数:2758h。

3)商业热扰作息时间导入

见图2。

3. 空调全年负荷及能耗分析软件计算

  • 软件计算结果,见表1;

表一,软件计算结果

  • 商业夏季典型日负荷,见图3;
  • 商业全年负荷延续图及频数分布图,见图4;
  • 商业过渡季节负荷延续图及频数分布,见图5。

从表1、图3看出,石家庄万象城商场夏季典型日负荷尖峰出现在17:00 左右,最大负荷约为18518kW。

从图4、图5看出,在4月15日~5月15日,商业空调运行总小时数443小时。其中过渡季尖峰负荷为3335RT,占全年峰值负荷65%。极低负荷,低于160T的小时数一共为8小时,低于200RT为9小时,基本可忽略。

4. 制冷机组配置及开机策略研究

方案一:3台1400RT(10KV)离心式水冷冷水机组+2台500RT(380V)离心式水冷冷水机组。冷水机组开机策略见图6,机组不同负荷率下综合能效比,

见图7;

主机不同COP下的运行小时占比,见图8。

经上述分析,机组在至少52.6%以上的时间综合COP大于6.6。

方案二:3台1500RT(10KV)离心式水冷冷水机组+2台350RT(380V)螺杆式水冷冷水机组。冷水机组开机策略见图9。

机组不同负荷率下综合能效比,见图10;

主机不同COP下的运行小时占比,见图11。

经上述分析,机组在至少71.9%以上的时间综合COP大于6.6。

5. 总结

两个方案冷站能效比数值相差不大;350RT螺杆机部分负荷性能优于500RT离心机,在过渡季节和夜间小负荷时运行优势较大,喘振风险低,对运营十分有利;从集采价格来说,500RT离心机的价格比350RT螺杆机价格略贵。基于以上比对研究,本工程采用方案二。

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