簡(jiǎn)介： 本文通過(guò)具體工程實(shí)際，從經(jīng)濟性、可調節性、安全可靠性、可操作性、維保方便性、建筑裝修協(xié)調性及環(huán)境影響等方面進(jìn)行的分析比較和論證，認為水冷螺桿中央空調系統比采用VRV系統更有優(yōu)勢。

　　關(guān)鍵字：技術(shù)經(jīng)濟比較 VRV系統 中央空調系統 地鐵 水冷螺桿

　　1、工程概況廣州地鐵五號線(xiàn)車(chē)輛段與綜合基地位于廣州市黃埔魚(yú)珠，綜合樓（一）與綜合樓（二）相距50米，均須設置空調。

　　綜合樓（一）為六層綜合性建筑物，內設辦公用房、廚房、餐廳、浴室、行車(chē)公寓、地下車(chē)庫、跟隨變電所及供電、機電檢修間等。需空調的房間有餐廳、辦公用房、主要檢修車(chē)間、行車(chē)公寓，建筑面積18700平方米，空調面積9300平方米，計算冷負荷為1341kW。

　　綜合樓（二）共四層，主要為辦公、工藝用房和部分會(huì )議室，其中，一、二層為通信信號用房，三、四層為控制中心和系統用房，建筑面積6500平方米，空調面積5300平方米，計算冷負荷為816kW。

　　綜合樓（一）和綜合樓（二）總建筑面積25200平方米，最大計算負荷為21573kw,出現時(shí)刻為17點(diǎn)，建筑面積冷負荷指標為8561W/m2，夜間負荷為6385kw.

　　2、空調方案考慮綜合樓的地理位置、功能設置、建筑情況、空調負荷種類(lèi)的分配以及對外立面要求較高等情況，主要有以下兩種空調方案：

　　方案1 變頻空調+定頻空調+新風(fēng)的分體空調方案

　　該空調方案主要設置大致情況有：在二十四小時(shí)負荷的空調房間采用專(zhuān)用的設備房分體定頻柜機，如AFC主機房、MCS設備房、中央控制室等；在一些大開(kāi)間的地方采用定頻式單聯(lián)的分體管道機，如餐廳、開(kāi)敞式辦公間；在一些辦公室采用變頻多聯(lián)空調系統，室內機采用隱藏風(fēng)管機、天花卡式嵌入機等，如會(huì )議室、主任室、各工種辦公室、財務(wù)室、公寓等。另外為滿(mǎn)足空調房間的人員新風(fēng)量，在每層的兩側設隱藏式管道新風(fēng)機。

　　方案2 集中冷源的空調方案

　　該空調方案是在綜合樓（一）負一層地下室設集中制冷機房，采用三臺單螺桿冷水機組，單臺制冷量7553kW.冷源除負擔綜合樓（一）的空調冷負荷外，還為綜合樓（二）提供冷量。兩棟建筑物夜間負荷為6385 kW左右，滿(mǎn)足冷水機組低負荷運行特點(diǎn)，此時(shí)的COP=6385/20479=312.冷卻塔及水泵均各三臺，與冷水機組一一對應，但能相互備用。冷凍水泵和冷卻水泵設置于負一層空調水泵房?jì)�，冷卻塔設于大樓屋頂平面上。采取這種方案既能滿(mǎn)足工藝要求，又節省投資，避免由于設備備用而產(chǎn)生的浪費，還能使主機更好地適應末端負荷的變化。

　　3、空調方案的技術(shù)經(jīng)濟比較為了科學(xué)合理地選擇空調方式，對兩種空調系統從經(jīng)濟性、可調節性、安全可靠性、可操作性、建筑裝修協(xié)調性及環(huán)境影響等方面進(jìn)行分析比較和論證：

　　3.1 中央空調冷源配置

　�。�1）制冷主機

　　制冷主機三臺，單臺名義工況制冷量7553kw, 冷凍水流量1292m3/h，冷卻水流量1550m3/h，電機額定功率90x2kW，輸入功率1670kw，主機COP=452,滿(mǎn)足《蒸汽壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機組工商業(yè)用和類(lèi)似用途的冷水（熱泵）機組》（GB/T184301-2001）的要求（COP=385）

　�。�2） 冷凍水泵

　　冷凍水泵三臺，單臺流量：143m3/h，揚程：34m，電機功率：30kW.

　�。�3）冷卻水泵

　　冷卻水泵三臺，單臺流量：171m3/h，揚程：24m，電機功率：22kW

　�。�4） 冷卻塔

　　方型冷卻塔三臺，單臺循環(huán)水量：200m3/h，電機功率：375x2kW

　　3.2 中央空調冷源能效比

　　冷源COP=22659/6795=333,采用美國ASHRAE的制冷系數綜合指標IPLV=001A+042B+045C+012D=3003

　　其中：A為負荷100%時(shí)的COP值，即 A=333

　　B為75%負荷時(shí)的COP值，即B=1699425/55759=3048

　　C為50%負荷時(shí)的COP值，即 C=113295/38286=2959

　　D為25%負荷時(shí)的COP值，即 D=566475/18976=2985

　　3.3 VRV系統冷源配置及能效比

　　由于采用VRV系統，其最大系統制冷量為48HP（130kw），故負荷計算方式要受其制冷規模的限制，只能分區域進(jìn)行，經(jīng)計算綜合樓（一）和綜合樓（二）設備配置負荷為258783kw.

　�。�1）室外機配置

　　據負荷計算結果，室外機配置為： 38HP（107kw） 4臺，36HP（101kw） 6臺，24HP（67kw） 8臺,20HP（56kw） 12臺, 18HP（482kw） 4臺，12HP（335kw） 4臺， 8HP（252kw） 1臺。實(shí)際設備配置負荷為25936kw.

　�。�2）VRV系統室外機能效比

　　根據廠(chǎng)家提供的資料計算，VRV系統室外機能效比最大為2827（46HP）；最小為268（12HP&24HP），遠小于中央空調冷源能效比COP=333,甚至其最大室外機能效比 比中央空調冷源制冷系數綜合指標IPLV=3003還小586% ，這主要是VRV系統采用風(fēng)冷渦旋式壓縮機而中央空調系統采用水冷螺桿壓縮機所決定的，且夜間中央空調COP=312，預示本工程中央空調運行成本較VRV系統運行成本低。

　　3.4 空調系統經(jīng)濟性比較（單位：萬(wàn)元）

　　中央空調系統 VRV系統差額（中央- VRV）

　　建安造價(jià) 498498 674336 -175838

　　土建造價(jià) 31524 0 31524

　　智能管理 11525 30 8525

　　配電造價(jià) 35925 4577 -9845

　　一次投資小計 681197 750106 -68909

　　折合年成本（15） 45413 50007 -4594

　　年電費 103447 110947 -75

　　年水費 1296 0 1296

　　年維護費 7477 6743 0734

　　年管理費 9 45 45

　　年費小計 12122 12219 -097

　　年靜態(tài)成本 166633 172197 -5564

　　從以上數據可以看出，本工程采用中央空調系統無(wú)論一次性投資還是長(cháng)期運行費用均較采用VRV系統成本低，因此，從經(jīng)濟性層面來(lái)講，本工程推薦采用中央空調系統。

　　3.5 空調系統可調節性比較

　　VRV系統采用變頻控制，從52~210Hz分29~35個(gè)檔位，負荷容量調節范圍10~100% ，能很好地適應室外負荷的變化。

　　中央空調系統采用三臺主機，每臺主機兩個(gè)機頭，每個(gè)壓縮機可分為四檔：0-40-70-100，整個(gè)中央空調冷源可分為19個(gè)檔位，負荷容量調節范圍667~100% ，也能很好地適應室外負荷的變化。

　　從以上分析可以看出，中央空調系統在適應室外負荷變化的靈敏度方面較VRV系統低，但負荷調節范圍比VRV系統稍廣，因此，從可調節性層面來(lái)講，中央空調系統和VRV系統各具優(yōu)勢，VRV系統更適合于要求溫度波動(dòng)較小的場(chǎng)合。

　　3.6 空調系統安全可靠性比較

　　中央空調系統冷源由三套相互獨立而又緊密聯(lián)系的系統組成，三套系統可互為備用，即使出現最不利情況，也可以通過(guò)切斷綜合樓（一）冷凍水系統來(lái)保證綜合樓（二）工藝用房的需要；對工藝用房，采用分散式全空氣系統，末端設備之間可以起到互為備用的目的�？照{冷凍水系統管徑大于50毫米全部焊接，而供工藝用房的水管均大于50毫米，經(jīng)試壓驗收合格后，可確保使用期內不發(fā)生泄漏；空調凝結水管均置于工藝用房之外，不會(huì )對工藝用房造成威脅。

　　VRV系統為全分散式系統，一套系統發(fā)生故障不會(huì )影響其它系統的使用，對工藝用房采用兩套系統同時(shí)供冷，可起到互為備用的目的；系統管路為銅管，流體為制冷劑，經(jīng)過(guò)科學(xué)施工和嚴密測試可降低系統的泄漏可能；凝結水管盡量置于工藝用房之外，防止泄漏對工藝用房造成威脅。

　　中央空調系統主要為風(fēng)機盤(pán)管加新風(fēng)方式，工藝用房采用分散式全空氣系統，VRV系統為全分散式系統，因此，這兩種方式對防火均有利，對防止SARS等有害物的蔓延也同樣有效，由于VRV系統管路內流體為制冷劑，如果發(fā)生泄漏將對工作人員不利，因此，從人員安全角度來(lái)說(shuō)，VRV系統稍遜于中央空調系統。

　　3.7 空調系統可操作性比較

　　VRV的智能控制系統可實(shí)現單機控制、區域或集中控制，每個(gè)室內機與室外機有通信終端，允許將數十臺室內機連接到一個(gè)通信線(xiàn)路中；系統具有自診斷功能，能及時(shí)發(fā)現系統的內在問(wèn)題；控制器可對各個(gè)單獨房間內的空調加以控制。

　　中央空調系統也能實(shí)現VRV系統的智能控制功能，不足之處是所需代價(jià)偏高。

　　3.8 空調系統環(huán)境影響比較

　　中央空調系統和VRV系統均采用電能這一清潔能源，不會(huì )對大氣產(chǎn)生污染；VRV系統采用F22，在合理使用期內符合氟利昂制冷劑替代進(jìn)程的要求，中央空調系統完全能滿(mǎn)足氟利昂制冷劑替代進(jìn)程的要求；VRV系統室外機較多，中央空調系統只有冷卻塔置于室外屋面上，很容易進(jìn)行裝飾處理，對城市景觀(guān)來(lái)說(shuō)，VRV系統的負面影響大于中央空調系統；中央空調系統的主要噪聲源均置于地下制冷機房?jì)�，對整個(gè)辦公區域無(wú)明顯影響，VRV系統室外機置于屋頂，其中噪音及振動(dòng)對頂層用房有不利影響，同時(shí)，VRV系統的電磁影響較中央空調系統大的多。

　　3.9 空調系統建筑裝修協(xié)調性比較

　　VRV系統有多種形式的室內機，能與建筑裝修密切協(xié)調；中央空調系統末端設備的型號種類(lèi)比VRV系統的室內機更豐富，與建筑裝修的協(xié)調性更好；VRV系統管路的管徑較中央空調系統小，對建筑層高和管網(wǎng)交叉的影響比中央空調系統有利；VRV系統室外機39臺，分散布置在屋面上，占用屋面凈面積65217m2,設備總重量21693kg，中央空調系統冷卻塔占用屋面凈面積35055m2,運行總重量13200kg，且冷卻塔集中布置，便于結構處理，因此，屋面荷載對建筑結構和造價(jià)的影響中央空調系統比VRV系統有利的多。

　　3.10 空調系統維護保養方便性比較

　　中央空調系統的末端設備和VRV系統的室內機維保工作量相當，管網(wǎng)也差別不大，相差較大的主要是兩個(gè)系統的冷源部分，VRV系統投入使用初期室外機維保工作量較小，主要是例行檢查（月檢、季檢、半年檢、年檢）、緊固、加潤滑油、調校傳動(dòng)裝置、清掃冷凝器和機殼等，中央空調系統冷源投入使用初期維保工作量較VRV系統室外機多，主要是多了水系統清洗；但使用四年后，VRV系統室外機維保工作量快速增長(cháng)，且點(diǎn)多面廣，而中央空調系統冷源維保工作量增長(cháng)緩慢，且維修地點(diǎn)相應集中，因此，就整個(gè)使用期內，VRV系統維保工作量比中央空調系統大。

　　3.11 空調系統其他方面比較

　　中央空調系統的新風(fēng)和換氣次數能夠得到保證，舒適性方面有微弱優(yōu)勢；中央空調的全空氣系統在過(guò)渡季節可采用全新風(fēng)，對設備發(fā)熱量較大的工藝用房，冬季可采用調節新回風(fēng)比例的方法進(jìn)行降溫，因此，就過(guò)渡季節和冬季來(lái)說(shuō)，本工程中央空調系統比VRV系統更節能。

　　4、結論中央空調系統和VRV系統都可以滿(mǎn)足本工程的使用要求，為了科學(xué)合理地選擇空調方式，通過(guò)對兩種空調系統從經(jīng)濟性、可調節性、安全可靠性、可操作性、維保方便性、建筑裝修協(xié)調性及環(huán)境影響等方面進(jìn)行的分析比較和論證，認為對于廣州地鐵五號線(xiàn)車(chē)輛段與綜合基地綜合樓（一）與綜合樓（二）的空調工程采用中央空調系統比采用VRV系統更為有利。

作者：彭金龍