辽宁大厦空调制冷站设计探讨

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-16 11:54:39点击率：

    1　工程概况
　　辽宁大厦位于沈阳市皇姑区，为辽宁省政府重点工程，总建筑面积55000m2，已建成使用多年。此次对大厦及其辅助设施进行总体改造，增设集中空调系统，并在外部动力区内设置动力站，总建筑面积2100m2。空调制冷站设在动力站的二层，为大厦及辅助建筑提供空调冷源。
　　空调制冷站的总装机制冷量为4959kW，单位建筑面积冷负荷指标为90W/m2。制冷站的主要设备和技术参数如下：
-51型蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组，三台
名义制冷量：1653KW
冷冻水进出口温度：供水7.0℃/ 回水12.0℃
冷冻水流量：285m3/h
冷却水流量：470m3/h（冷却水进出口温度：32.0℃/ 37.6℃）
蒸汽耗量：2160kg/h（蒸汽压力：0.6MPa）
电功率容量：19.7KVA
冷冻水循环泵:ISW200-400(I)B型单级离心水泵，四台，三用一备。
流量：346 m3/h扬程：37.4m电机功率：55kW
冷却水循环泵:ISW250-31 型单级离心水泵，四台，三用一备。
流量：500m3/h扬程：28m电机功率：55kW
冷却水塔:CTA-420UFWL角型横流式冷却塔，三台。
冷却水量：470 m3/h电机功率：3*3.7Kw
　　空调制冷站总用电量为422kW。主机及冷却塔均采用合资公司产品。冷却塔设置在动力站的二层屋面上。工程于2002年5月建成并投入运行。
2　冷源的选择
　　公共建筑制冷系统的能耗在建筑总能耗中占有很大的比例，而且随着经济的发展这一比例正以较大的幅度逐年上升。科学、合理地选择集中空调系统的冷、热源，对于节约能源、保护环境、保障空调系统能够经济、安全、高效地运行有着重要意义。因此，在设计之初，应根据建筑物的用途、所需空调制冷量的大小及冷水温度的高低，以及电源、水源、气象条件、地理位置等情况，通过技术经济比较确定。
　　该空调制冷站和辽宁大厦新扩建的燃煤蒸汽锅炉房比邻，二者之间仅隔有一道沉降缝。该锅炉房不仅要为辽宁大厦及其附属设施提供采暖、生产、生活热水等热能，而且，它还将作为区域集中供热中心，为附近的省老干部活动中心、凤凰饭店，以及友谊花园等大片地区提供热能。锅炉房总装机容量为28MW，其中大部分为冬季采暖热负荷，近期夏季总热负荷只有6.3MW。夏季只需起动一台锅炉，仍不能满负荷运行，造成大部分设备和人员的闲置。蒸汽汽源稳定而可靠，凝结水也可以被完全回收利用，因此，以蒸汽为能源的热力型冷水机组便成了冷源的。
　　然而从能源利用角度来说，热力机组不如电力机组有优势。衡量制冷机制冷效率高低的一个重要指标是制冷机在规定工况下单位轴功率的制冷量ke（即通常所说的性能系数COP）。不同型式的冷水机组的COP也不同，以电力为驱动能源的压缩式制冷机的COP较高，例如螺杆式冷水机组的COP约为4.50~5.56，离心式冷水机组约为4.76~5.90，而以蒸汽为能源的热力型吸收式冷水机组的COP较低，直燃型溴化锂吸收式冷水机组COP为1.0~1.33，蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组的COP则只有1.0~1.23。因此，仍然需要通过技术经济比较来终确定冷源的形式。
    根据用户需要7~12℃的冷水，以及其他条件，考虑了下面几种冷源方案：
    方案1：蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组。主要设备如上所述。
    方案2：压缩式冷水机组。以某离心式冷水机组为例，主要设备如下：
    ①离心式冷水机组，三台
    名义制冷量：1650kW
    冷冻水进出口温度：供水7.0℃/ 回水12.0℃
    冷冻水流量：285m3/h
    冷却水流量：350m3/h（冷却水进出口温度：32℃/ 37℃）
    总电功率：312kW
    ②冷冻水循环泵:同方案1。
    ③冷却水循环泵:ISW250-315(I)A型单级离心水泵，四台，三用一备。
    流量：374m3/h扬程：28m电机功率：45kW
    ④冷却水塔:CTA-265UFWL角型横流式冷却塔，三台。
    电机功率：2*3.7kW |||
    方案3：直燃型溴化锂吸收式冷水机组。已有锅炉房作为热源，再上直燃机组将重复设置，加大投资没有必要。
　　下面对方案1、2做技术经济分析。当初设计时沈阳市商业用电电价为均一价0.749元/kWh（5月1日至9月30日）。锅炉房产生1吨0.6MPa蒸汽的运行成本按45元计算（包括能源消耗、设备折旧及人工费等）。夏季每天供冷时间为20h/d，每年供冷按100天计算，则每年总供冷时间为2000h。供冷期间冷源平均出力按设计容量的2/3计算。主机平均使用寿命按23年计算，其他设备平均使用寿命按20年计算。各方案的设备费及能源消耗费用等计算结果见表1。表1中未列出整个制冷系统的运行费用，是因为二者在维护管理、
表1投资及运行费

方案1

方案2

总装机制冷量(kW)

4959

4950

主要设备总电功率(kW)

422.4

1258.2

总耗蒸汽量(kg/h)

6480

单位制冷量消耗电功率(kW/ kW)

0.0852

0.2542

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