瀋陽市某商住綜合樓的冷熱源改造設計研究論文

　　摘要:目前我國建築能耗佔比與日俱增, 而為大型公共建築提供冷熱量的冷熱源能耗又在公共建築能耗中佔有很大比例.透過對既有存在問題的大型公共建築內部冷熱源進行改造, 從而降低公共建築能耗浪費這一現象變得刻不容緩.以瀋陽市某商住綜合樓的冷熱源改造為例, 分析了冷水機組+燃氣鍋爐、冷水機組+市政熱網、水源熱泵機組三種不同冷熱源改造方案的經濟性和可行性.透過分析得出:採用水源熱泵機組作為冷熱源可以帶來明顯的經濟效益.

　　關鍵詞:公共建築; 冷熱源改造; 水源熱泵;

　　0 引言

　　公共建築節能是整個建築節能工作的重點[1].2014年全國公共建築總能耗 (不含北方供暖) 為2.35億tce, 佔建築總能耗的27%, 從2001-2014年公共建築能耗強度增長了約30%, 其中空調系統能耗佔到公共建築能耗的50%以上, 降低空調能耗勢在必行[2].結合有關冷熱源節能改造的相關研究[3-7], 本文以瀋陽市某商住綜合樓的冷熱源改造為例, 對不同方案的經濟性和社會效益進行分析.

　　1 專案概況

　　瀋陽市某商住綜合樓總建築面積190 100 m, 其中商業建築面積約7萬m, 高層住宅建築面積約12萬m.該商住綜合樓建於2006年, 屬於節能型建築, 建築結構形式為鋼筋混凝土框架結構, 窗戶採取雙層玻璃, 符合相關標準的規定[8].該商住綜合樓原先採用9臺330冷噸的螺桿式熱泵機組供夏季製冷及冬季供暖.原螺桿式熱泵機組執行時間超過10年, 隨著機組使用年限的增加, 熱泵機組的執行效率出現衰減現象.經調研, 原冷熱源方案主要存在如下問題: (1) 乾式蒸發器, 容易結垢導致機組堵塞, 致使電機燒燬, 經多次維修後機組報廢; (2) 冬季採暖熱經濟指標過高, 實際值遠遠高於最初設計指標; (3) 冬季住宅使用者室內的平均溫度為20℃, 無法滿足瀋陽地區對冬季室內舒適性溫度的要求.根據機組執行的實際情況可知, 由於機組的低效率執行使得整個空調系統的經濟性很難滿足建築節能的要求.不符合國家"十三五"規劃中提出的.全面推進建築等領域節能的要求.

　　2 改造方案比較

　　經計算, 該商住綜合樓夏季空調冷負荷約為10 300 k W, 冬季空調熱負荷約為10 500 k W.針對該改造專案的實際情況, 提出以下3種冷熱源改造方案.

　　2.1 方案1:冷水機組+燃氣鍋爐

　　冷水機組+燃氣鍋爐作為冷熱源的應用技術已經十分成熟, 在許多地區已經廣泛使用.該商住綜合樓冷熱源專案改造中冷水機組+燃氣鍋爐冷熱源改造方案的主要裝置及相關引數如表1所示.

　　表1 方案1的主要裝置及相關引數

　　2.2 方案2:冷水機組+市政熱網

　　在我國北方城市, 冬季使用市政熱網進行供暖十分普遍.因此, 在夏季冷源不變的情況下, 方案2的主要裝置及相關引數如表2所示.

　　表2 方案2的主要裝置及相關引數

　　2.3 方案3:水源熱泵機組

　　早在20世紀50年代, 天津大學熱能研究所就開始研究熱泵技術, 近些年熱泵技術已在我國許多地區廣泛應用.冬季, 水源熱泵機組從河水等中吸收熱量向建築物內供暖;夏季, 水源熱泵機組從室內吸收熱量並轉移釋放到河水等中, 實現建築物空調製冷.在該專案中水源熱泵系統冬夏兩季執行原理圖如圖1、2所示.

　　該專案冷熱源改造方案3中主要裝置及相關引數如表3所示.

　　3 不同冷熱源改造方案的比較