广东中京国际建筑设计研究院
摘要：全水冷中央空调系统与水冷中央空调系统+直流变频多联机系统的系统对比分析及经济分析。
关键词：水冷中央空调系统；直流变频多联机系统
1.1项目概况
本项目为金湾区保障性住房（含人才公寓）及其配套服务设施项目，位于珠海市金湾区。本项目规划建设净用地总面积本工程总用地面积70292.1m2，建筑总面积160242.46m2，其中二类居住建筑面积为112501.10m2，综合商业设施建筑面积为47741.36m2，其中地下建筑总面积62907m2，分空调部分为2个单体建筑即西区商业，东区商业，酒店，办公。
1.2室外设计参数
根据民用建筑供暖通风与空气调节设计规范，珠海暖通设计时参考规范深圳的室外气象参数，具体为：夏季空调室外计算干球温度33.7℃，夏季空调室外计算湿球温度27.5℃，冬季空调室外计算干球温度6℃，冬季空调室外计算相对湿度72.0％，夏季室外风速2.2m/s，冬季室外风速2.9m/s。
1.3室内设计参数
2.空调设计负荷
根据鸿业暖通负荷计算软件计算后，分区统计负荷如下：
根据建筑物的功能、使用情况以及日后发展变化的可能性，向业主方提交2个方案，具体为：方案一：西区裙房+西区塔楼酒店+西区办公+东区商业采用一套水冷集中中央空调系统；方案二：西区裙房和西区塔楼酒店采用一套水冷集中中央空调系统；东区商业和西区办公塔楼采用多联机系统
2.1方案一设备选型及空调形式
根据负荷计算并考虑实际不同业态同时使用系数，方案一选用2台2285kw（650RT）离心机，一台及制冷量为663kW（188RT）的全热回收水冷螺杆机组。空调冷冻水为一次泵变频系统，并与冷水机组一对一设三用两备循环水泵。冷水的供回水温度为7/12℃，系统的承压压力为1.2MPa。空调水系统为双管制变水量系统，冷水管路异程设置，膨胀水箱设置在酒店屋面。
冷却塔设置在电影院裙房屋面，冷却水为一次泵系统，采用定频泵，与冷水机组及冷却塔一对一设三用两备冷却水循环泵，冷却水的供回水温度为32/37℃，系统承压压力为1.6MPa。
末端设备商场、影视厅采用吊顶空气处理机加新风的空调方式，办公和酒店采用风机盘管机加新风的空调方式，气流组织为上送上回。
2.1方案二设备选型及空调形式
方案二将建筑分为两个大系统，西区裙房和西区塔楼酒店采用一套水冷集中中央空调系统，其冷负荷由地下室的一台离心式冷水机组，一台螺杆式冷水机组，一台热回收型冷水机组；东区商业和西区办公塔的冷热负荷全部由直流变频多联机系统提供。
水冷中央空调系统采用制冷量为1934kW（550RT）的永磁同步变频离心式冷水机一台，制冷量为670kW（190RT）的高效螺杆式冷水机一台及制冷量为663kW（188RT）的全热回收水冷螺杆机组一台并联运行。冷水供回水温度7/12°C，冷却水供回水温度32/37°C。空调冷冻水为一次泵变流量系统，与冷水机组一对一设两用一备循环水泵。冷水的供回水温度为7/12℃，系统的承压压力为1.0MPa。空调水系统为双管制变水量系统，冷水管路异程设置，膨胀水箱设置在酒店屋面。冷却塔设置在电影院裙房屋面，冷却水为一次泵定流量系统，与冷水机组及冷却塔一对一设两用一备冷却水循环泵，冷却水的供回水温度为32/37℃。
东区商业和西区办公塔楼采用直流变频多联机组，室外机设置在裙楼屋面与办公区设备平台。采用制冷量25.2kw~158kw不同冷量型号。新风由新风全热交换机与新风风管机提供。
末端设备西商业采用吊顶空气处理机加新风的空调方式，酒店采用风机盘管加新风的空调方式，办公楼采用变频多联机的室内风管机加新风的空调方式，气流组织为上送上回。东区商业的新风系统采用全热回收。
2.3系统对比分析
方案一方案二
全部采用水冷中央空调系统水冷中央空调系统与直流变频
多联机相结合的系统
各时段应对负荷调节相对灵活，中，高负荷是系统综合能效高，低负荷时系统综合效率相对比较低。各时段应对负荷调节非常灵活，中，高负荷时系统综合能效高，低负荷时系统综合效率也非常高。
对后期业态改变适用性不强，不能满足酒店及办公区的产权分割，分户计费需要另外增加计费系统。酒店采暖需增加风冷热泵机组。对后期业态改变适用性比较强，易于满足酒店及办公区的产权分割及分户计费。采用冷暖型直流变频多联机可不增加投资情况下解决酒店采暖。
主机机及水系统承压高1.2MPa，需选用承压1.6MPa的冷水主机。裙房主机机及水系统承压低，均在1.0MPa以下。
一种系统，，核心机房故障时受影响的区域大，总体便于维护。两种系统，且多联机子系统多，故障时受影响的区域小，但维护相对比较复杂一些。
3.经济分析
3.1初投资
1）方案一工程初投资概算：
设备名称价格
离心机等主要空调设备价950万
材料及安装费550万
控制系统100万
计费系统210万
合计约1810万
2）方案二初投资概算
设备名称价格
螺杆机等主要空调设备价570万
安装人工、辅材费563万
直流变频多联机系统空调设备价720万
安装人工、辅材费320万
合计约2173万
3.2运行费用
本建筑的空调使用功能和时间分配具有以下特点：
1）工作日使用功能和时间段：裙楼部分主要是商场和餐饮，使用时间段主要集中在11：00至23：00。酒店，主要使用时间是19：00至早上9：00点。办公，使用时间主要是8：00至19：00。
2）周末、节假日使功能点和时间段：节假日办公部分基本不用，商场、餐饮和酒店部分使用时间段与工作日基本相同。
综合以上使用功能和时间段，可以看出本建筑冷负荷主要集中在以下四A、B、C点。
A：最大冷负荷时负荷总量约5712KW，原冷水机组方案的所有制冷主机都满负荷运行，时间占比约10%。
B：商场和办公室同时使用，酒店使用率很低时，负荷总量约4587KW，方案一的制冷主机82%运行，时间占比约40%。
C：夜晚主要酒店使用，其它功能基本不用时，制冷总负荷为1023KW时，方案一的制冷主机在18%工况下运行，时间占比约10%
那么方案平均功耗=∑（A点总功耗×A点时间占比+……C点总功耗×C点时间占比）。通过模拟场景可以得出，方案二的运行费用比方案一节能省电率为15%。综合来看方案一的初期投资要比方案二省，但方案二在运行费用上比方案一要有优势。
通过上述的比较和分析，设计者的建议，业主选择了方案二，在投入使用的过程中，采用水冷中央空调系统+直流变频多联机系统的组合方式以极强的适应性满足了市场的需求，同时也令业主非常满意。通过这个工程，让我更深刻的体会到，作为空调设计者要综合建筑物业态和未来使用时间段等情况，并且更多的和业主沟通，在最大可能满足业主在产权、业态、运行管理等多方面的诉求下，设计出合理的、节能的空调系统。