摘要：本文将以T4塔楼低区办公为例，对中温空调系统与常规水冷空调系统进行进行综合经济性比较分析，以便寻找最适合本项目的方案，以降低初投资，节约运行费用，寻求最佳投资回报。
关键词：中温空调系统；节能设计
引言：常规集中式水冷空调系统通常为热湿联合处理方式，采用5~7℃的供水温度，通过空气冷却器对空气进行冷却和冷凝除湿，再将冷却干燥的空气送入室内，实现排热排湿的目的。由于存在热湿联合处理过程中能源浪费、难以适应热湿比变化以及空气品质等问题，近年来已出现采用中温空调系统，以代替传统集中式水冷空调系统。
一、项目概况
深圳地铁前海湾综合交通枢纽上盖项目一期工程，位于深圳市前海桂湾片区，临海大道以东，听海大道以西，桂湾一路以南，桂湾四路以北。
建筑类型包含商业、办公、酒店、公寓、公共配套等，近期计容总建筑面积约为100.6万m2，近期项目分为三期规划。其中T4塔楼为一栋超高层办公综合楼，裙房含交通大堂、商业、公共配套功能，塔楼为办公，建筑平面为方形，地上建筑层数58层，地下共6层。地上计容积率总建筑面积约14.08万m2。
二、中温空调系统概述
集中式水冷空调系统，常规系统设计供水温度不低于5℃，一般取值5~9℃。为与其进行区别，将冷水供水温度不低于9℃，一般取值9~12℃的空调冷水系统称为中温空调系统。
其优点有：1.冷源可采用常规冷水机组。中温工况下，机组性能系数较高，整体制冷能耗较低。2.室内温度、湿度相对独立处理，易于同时控制室内温度、湿度，处理过程中能源损失较小。3.由新风系统承担除湿功能，末端设备冷凝水量较少，滋生霉菌可能性较小。4.冷冻水温度提高，输送热损失减少。5.配合采用供回水大温差设计，可减少输送能耗。6.配合设置水蓄冷系统时，可提高蓄冷池的蓄冷能力。
其缺点有：1.末端设备一般采用逆流式风机盘管，相关产品市场供应量较少，价格相比常规风机盘管高，设备宽度稍大于常规风机盘管。2.存在两种供水温度，制冷主机需进行分配，供回水主管道需设置两套系统。
三、中温空调系统末端设备
常规的风机盘管一般按照低温冷水工况进行设计，其盘管排布在水-风换热时基本属于横流换热。
中温空调系统末端设备一般采用逆流风机盘管，其盘管排布为冷水流向与空气流向相反，基本实现了水-风逆流换热，同时相比常规风机盘管冷水总流程更长，相应的盘管铜材使用量更多，设备价格更高。在同样27℃进风/14℃出风的条件下，常规系统中横流风机盘管的最小换热温差为14-12＝2℃，中温系统中逆流风机盘管的最小换热温差为14-11＝3℃，尽管盘管末端水温已接近17℃，但由于其处于空气侧前端，仍有能力对27℃的进风进行冷却。如果在供回水温度为11℃/17℃的中温工况下使用常规风机盘管作为末端设备，其综合换热温差远小于逆流换热，在相同进出风条件下热交换能力急剧下降。
四、中温空调系统经济性分析
本项目拟设置中温空调系统的区域包括T4栋4~16层办公以及地上商业、地下商业等区域。现以4~16层低区办公为例，对中温空调系统对比常规空调系统的经济性进行分析。
方案一：常规空调系统：本项目为超高层建筑，为实现高区能达到良好的除湿效果，即使采用常规空调系统，亦需要调低制冷主机冷冻水出水温度，拟采用供回水温度为5℃/11℃；
方案二：中温空调系统：设计供回水温度为5℃/11℃和11℃/17℃。其中5℃/11℃低温冷水服务于新风系统，重点控制室内湿度；11℃/17℃中温冷水服务于末端风机盘管系统，重点控制室内温度。4.1 T4塔楼低区办公耗冷量计算
根据2015年11月版《深圳地铁前海湾综合交通枢纽上盖项目 一期工程/T4办公塔楼 初步设计说明》等资料，T4塔楼4~16层办公区域低温冷水冷负荷（5℃/11℃）与中温冷水冷负荷（11℃/17℃）。为计算出空调系统全年能耗，按照全年250个工作日、每天8：00至18：00作为空调开启时间，根据办公建筑的负荷特点及当地气象参数，全年考虑划分为四种典型工况，分别为夏季设计日工况（工况一，100%负荷），每年大约15日，一般出现在7、8月份；夏季标准工况（工况二，75%负荷），每年大约90日，一般出现在在5~9月份；过渡季工况（50%负荷），每年大约125日，一般出现在1~5、10~12月份；冬季工况（25%负荷），每年大约20日，一般出现在在1、12月份。
4.2投资及运行费用对比
（1）冷水机组运行能耗对比
参考某主流品牌冷水机组技术数据，根据两方案末端设备不同供水温度下机组COP的不同，对比估算年度冷水机组用于处理末端冷负荷的耗电费用对比如下（电价按照1.0元/kWh考虑）：
从以上分析可以看出，方案二中温空调系统的投资回收期为3.4年，在可接受范围内。如果考虑周末和节假日需加班而开启中央空调的情况，全年空调运行天数可能会多于250天，进而影响空调的节能量和回收期。如果按空调制冷全年300天运行，经计算回收期可缩短至2.9年。
结束语：根据前文分析，中温空调系统从技术上有较多优点且适合于办公等使用环境，较常规空调系统提高了中温主机能效，节省了中央空调系统运行费用。
参考文献
[1]杜水平.浅议中温空调系统节能问题.管理视窗。2015（12）
[2]张春.空调系统节能措施探讨.北方环境.2011（04）
论文作者:梁志辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/12/6
标签：空调系统论文; 工况论文; 常规论文; 盘管论文; 风机论文; 温度论文; 塔楼论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;