爱华网ＴＣ Ｎ ＬＧ Ｃ Ａ Ｇ 技 术交流 ＥＨ ＯＯ Ｙ ｘＨ Ｎ Ｅ Ｅ
利用温频法对空调冷热源进 行 经济分析及选择
天津城 建学 院建 筑设计 研究 院 张彬
摘 要 以天津某五星级酒店为例， 采用温频法（Ｉ ＢＮ法） 和费用年值法， 比较土壤源热泵对传统型电制冷 、 中供热组合和吸收式直燃 集 机３ 种空调系统冷热源进行经济性分析。结果表明， 虽然地源热泵初期投资最大， 但是年运行费用在 ３ 种方案 中最低 ， 具有很好的经济性。 关键 词 冷热源 温频法 土壤源热泵
Ｓ ｌ ｃ ｉ ｎ ｏｆｃ ｌ ｇ ａ ｄ ｅ ｔ ｇ ｏｕ ｃ ｓ ｆ ｒａ ｒ ｃ ｎｄ ｔｏ ｉ ｇ ｓ ｅ ｎ ｅ ｏｎ ｍ ｉ ｎａｙ ￣ ｅ ｅ ｔ ｏｏ ｉ ｎ ｈ ａ ｎ ｓ ｒ ｅ ｏ ｉ－ ｏ ｉ ｎ ｎ Ｓｙ ｔ ｍ ａ ｄ ｃ ｏ ｃ ａ ｌ ｓ ｏ ｎ ｉ ｉ
Ｚｈａ ｎｇ Ｂｍ ’
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｋｎ ｎｏ ｃ ｕ ｄ ｇｉ ａｊｎ ｏ ｘｍ ｌ ｔｅｅｏｏ ｙｏ ｈ ｈｅ ｏｌ ｇａｄｈａｉ ｕｃｓ ｏ ａｒｃｎｉｏ ｉ ｓｒ ｃ ａ ｉ ａ ｆ ｅｂ ｉ ｉ ｔｎｉ ｆｒ ａ ｐｅ． ｃｎｍ ｅｔｒｅｃｏｉ ｅｔ ｇｓ ｒ ｒ ｉ－ ｏｄｔ ｎ ｇ ｇ ｆ ｉ ｌｎ ｎ ｉ ｅ ｈ ｆｔ ｎ ｎ ｎ ｏ ｅｆ ｉ ｎ ｓｓ ｍ ｉ ｕ ｉ ｏｎ －ｏｒｅｈａ ｐ ｍ ，ｅｔｃｒ ｒ ｅａｉ ｌｓｅｔ ｌ ｅ ｅ －ｕｐｙａｄｇｓｄｒｃ－ ｒｄｍ ｃｉｅｉ ｃｍ ａｅ ｓ ｇ ｙｔ ￣ｌ ｎ ｇ ｕ ｓｕｃ ｔ ｕ ｐｅ ｃ ｉ ｅ ｉ ｒｔ ｎｐｕｃｎｒ ｉ ｄｈａ ｓｐ ｌ ｎ ａ ｉ ｔ ｅ ａｈｎ ｓ ｏ ｐ ｒｄｕｉ ｅ ｄ ｇｒ ｄ ｅ ｌ ｒ ｆｇ ｏ ａｚ ｔ ｅ ｆ ｉ ｎ ＢＮ ｍ ｔ ｄ ａｄａ ｎａ ｃｓ Ｉ ｔ ｄＴｅ ｃｎｔ ｃｉ ｏｔｉ ｔ ｉ ｅｔｂ ｔｔ ｎ ｕｌ ｐｒｔ ｎｃｓ ａｄ ａ ｎａ Ｏｔ Ｉ ｅ ｏ ｎ ｕｌ ｏｔ（ ｍ ｈ ．ｈ ｏｓ ｕｔ ｎｃｓ ｓ ｈ ｈｇ ｓ ｕ ｈ ａｎａ ｅａｉ ｏｔ ｎ ｕｌＣＳ ｈ ｎ ｒｅ ｏ ｅ ｒ ｏ ｅ ｈ ． ｅ ｏ ｏ ｎ
ｇ ｏ ｎ － ｏ ｒ ｅ ｈ ａ ｍｐ ｓ ｅ ａ ｎ ｅ ｔｒ ｅＳ ｈ ｍｅ ｈ ｃ ｎ ｍｙ ｉ ｂ ｔ ｒ ｒｕ ｄ ｓｕｃ ｔ ｅ ｐｕ ￣ｔ ｍ ｍｏ ｇ ｔ ｈ ｅ Ｃ ｈ ｅ ｓ． ｓｅ ｏ ｏ ｅｔ ． ｓ ｅ
ｌｗ ｒ ｏ ｏ ｅ ｆｒ
Ｋ ｅ ｏ ｄ Ｃ ｏｉｇａ ｄ ｈ ａｉｇｓ ｕｃ ｓ Ｉ ｍ ｔｏ ｙ ｗ ｒ ｓ ｏ ｌ ｎ ｅ ｎ ｏ ｒｅ ，Ｂ Ｎ ｈ ｄ，Ｇｒｕ ｄ ｃ ｕｃ ｅｔ ｕ ｐ ｎ ｔ ｅ ｏ ｎ ｓ ｏ ｒｅｈ ａ ｐ ｍ
＊
ｕｌｉｇＤｅｉｎ＆ Ｒ ｓａｃ ｎｔｕｅ Ｔａｊ ｎｔｕｅｏ ｒａ ｏ ｓ ｕｔ ｎ Ｂ ｉ ｎ ｓ ｄ ｇ ｅｅ ｒｈＩ ｓｔｔ． ｉｎｉ Ｉｓｔｔ ｆＵ ｂ ｎＣ ｎｔ ｃｉ ｉ ｎ ｉ ｒ ｏ
Ｏ 引言
４壤源热泵、 － 电制冷 ＋集 中供热、 直燃
机 作 为空 调 系统 的 冷 热 源 ， 公 共 建 筑 中 在
用 Ｅ ｅｇ— ｌ 、 Ｅ Ｔ、 Ｏ ２等软件对 ｎｒ Ｐ ｓＤ Ｓ Ｄ Ｅ ｙ ｕ
全年能耗进行计 算” 捌。ＢＮ方法根据计 算 Ｉ
地 点 室 外 空 气 的 焓 、 湿 量 、 湿 球 温 度 含 干
表 １ 正 常运 行 模 式 下 Ｂ Ｎ 气 象 参 数 Ｉ
室 外 温度 Ｐ Ｃ
１ １
—
时 间 ｍ
１ ４ ４４ １ ４７ ２ ４４ ４ ４６ ５５ ５ ６１ ５ ４２ ４ ３ ８５
室 外 温度 ， ℃
１ ３ １ ５ １ ７ １ ９ ２ １ ２３ ２５ ２７ ２ ９
时 间 ， ｈ
４ ０７ ４９ ２ ４６ ５ ５１ ０ ５ ９７ ６８ ０ ６８ ２ ５４ ２ ４０ １
一
得 到了不同程 度的应用 ， 其中 以电制冷 ＋
集 中供 热 最 为 广 泛 。 壤 源 热 泵 作 为 新兴 土 的节 能 、 环 保 冷 热 源 受 到 越 来 越 多 的 关 注 。此 文 以 本 人 负责 设 计 的天 津 迎 宾 广场
出现的年频 率数 （ 或季节 频率 数 ） 及空调
系统 的全 年 运 行 工 况 ， 算 出不 同 室 外 空 计 气 状 态 下 的供 热量 、供 冷量 和 加 湿 量 ， 然 后 累 计 计 算 出 全年 （ 季节 ） 能耗 。 或 的
—
９ ７ ５ ３ １ １ ３ ５
—
—
—
酒店 为例 ， 在设计 前期进行空调冷热 源选
择 方案 比较 。采 用 温 频 法 （ 下 简 称 ＢＮ 以 Ｉ
１ 天津地 区 ＢＮ气象参数 ． ２ Ｉ
根据 天 津地 区最 近 １ ２年 的 气 象 资
法） 建立能耗分析模型 ， 对土壤源热泵 、 ！ 料 ， ２ 电 以 ℃温差作 为 １ 个温频段 ， 得到天津 制冷 ＋集 中供热 、 直燃机 ３种空调系统冷
热 源进 行 经 济 分 析 。
地 区 ＢＮ气象参数” 由于本建筑为 ５星 Ｉ 删。
级酒 店 ，故 空 调 机 组 冬 夏 季 均 应 ２ ４小 时
７ ９
１ １
３３ ０ ３０１
３２ ４
３１ ３ ３
３ ５
２２ ８ １２ １
１ ７
正常运行。
１ 能耗分析方法及 Ｂ 气象参数
１１ 能 耗 分 析方 法 ．
正常 行 运 模式下Ｂ 气象 数如 。 Ｉ Ｎ 参 表１
张彬 ．９ ０年 ８月生人 ． １８ 大 学本科 ， 师 工程 地址 ： 天津市津静公路 ２ ６号
空调系统全年（ 或季节） 能耗的计算 ２ 工程概况及冷热
源方案
方法 主 要 有 度 日数 法 、 量 满 负 荷 运 行 时 当
问法 、 Ｉ 法等 简 化 计 算 方 法 ，还 可 以利 ＢＮ
本酒店建筑位于天津市 市区 ， 建筑 面
积 为 ４ ×１ 。 ，采 用 集 中空调 系统 。 夏 ５ ０ｍｚ
６ ２ １ ２ ２ ０ 年０月 １
受
季 冷 负 荷 为 ４０ ＭＷ ， 内 平 均 温 度 约 为 ５ 室 ２ ℃ ； 季 热 负 荷 为 ２７ ５ 冬 ．ＭＷ 。 内平 均 温 室 度 为 ２ ℃ 。 拟选 冷 热 源 方 案 为 ： ０ 方案 １ ：土 壤 源 热 泵 选 用 ２台制 冷 能
表 ２ 土壤源热泵机组 、 电制冷机组在不同负
荷率下的性 能系数
性 能 系 数 部 分 土 壤 源 热 泵 机 组 电制 冷机 组 负荷 率 ／ ％ 制冷工况 制热工况 制冷工况
２０ ４． Ｏ ８ ４． Ｏ ２ ４ ３Ｏ ．
力为 ２１ ０ Ｗ ， ５ ｋ 制冷额 定功 率 为４ ５ Ｗ 。 １ ｋ 制 热 能 力 为 ２ ７ ３ Ｗ ， 制 热 额 定 功 率 为 ４ ｋ
６１ ７ｋ 。 ３． Ｗ
５ Ｏ
７ ５ １０ ０
５．０ ０
４． ８５ ４． ８４
４．９ １
４． Ｏ７ ４． Ｏ５
４．０ ５
４． ０ ７ ４． ０ ５
，． 伽＇天 ・’● ＇ 一 ＿ ＿ ， 。● － ｒ
ｆ
・ ・
方 案 ２ 电制 冷 ＋集 中供 热 选 用 螺 杆 ： 式 冷水 机组 ２台 ， 制冷 能 力 为 ２１ ０ Ｗ ， ５ ｋ 制 冷额 定 功 率 为 ４ ｋ ， 式换 热 器 ２ 。 １ Ｗ 板 ５ 台
方案 ３ ：直 燃 机 组 选 用 １台一 体 化 直 燃 机 组 ， 冷 能 力 为 ４２ 制 ．ＭＷ ， 制热 能 力 为
中
１ ０６ １ 一 ） ３ ．（０ ｔ
（ １
．
豇
式中：
中
．
Ｉ
正 常 运 行 模 式 下 建 筑 物 的
３０ ．ＭＷ ， 入 功率 为 ５ ｋ 。 输 ０Ｗ
热 负荷 ，Ｗ ： ｋ ｔ —室外温度 ， 。 — ℃
３ 能耗分 析模 型及 能耗 计算
３１ 能 耗分 析 模 型 ．
当室 外 温 度 为 ａ 时 ，正 常 运行 模 式 ℃ 下 建 筑 物 的 冷 负荷 计 算公 式 为 ：
中 ｖ ＝ １ （－ ５ ｌ２ ５ｔ２ ） ｈ 式中 ：
中
．
在 能耗 分 析 中 作 以下 ３点 设 定 ： 壤 土
源热泵机组、 电制 冷 机 组 均 采 用 部 分 负荷
（ ２）
调 节 ，部 分 负荷 率 为 ２ ％ 、０ 、５ 、 Ｏ ５％ ７％ １０ 。机组夏季供冷供 回水温度 为 ７ ０％ ℃ 门２ ， 季 供 回 水 温 度 为 ５ ℃ ／Ｏ 。 当 ℃ 冬 Ｏ ４℃
室外 温 度 低 于 ９ 开 始 制 热 ， 当室 外 温 度 ℃ 高于 ２ ℃ 时 开 始供 冷 。 ５ １ 土 壤 源 热 泵 机 组 与 电 制冷 机组 ． 根据
以上 设 定 ，当部 分 负荷 率 在２ ％ ０
正 常 运 行 模 式 下 建 筑 物 的
冷 负 荷 ，Ｗ ｋ ｔ — 室 外 温度 ， 。 — ℃ 由 公式 （ ）公 式 （ 及 表 ２中 的数 据 １、 ２）
活动介绍：
搜房家 网 ３ 城 居 Ｏ
可 以计算 出不 同室 外 温度 下 ， 壤 源热 泵机 土 组和 电制 冷机 组 冷 负荷 及 耗 电量 ， 表 ３ 如 。
２直燃机 ．
联动，此次 活动由四大
部分组成 ：
“ 疯狂 团购季’ ’ “ 疯狂秒 杀季＂
以下 时 ，机 组 按 ２ ％ 负 荷 的 性 能 系 数 计 ０ 算耗 电量 。 当部 分 负荷 分 别在 ２ ％ ～ ０ 、 ０ ５％
５ ％ ～ ５ ， ５ ～ ０ ％ 时 ，采 用 差 值 法 ０ ７ ％ ７ ％ １０
直 燃 机 在 制 冷 、 热 工 况 下 的 耗 气 量 供 计算公式 ：
１ 制冷 工 况 】
计算 机 组 的性 能 系 数 ，从 而 计 算 耗 电量 。 土壤 源热 泵机 组 、 电制 冷 机 组 在 不 同 负 荷
率下 的性 能 如 表 ２ 。
Ｑ Ｚｔ３Ｗ／ＣＰ 。 ｔ ． Ｊ ） （） ： ２ ６ Ｑ Ｏ ３
式中：
Ｑ 一 中 一
制 冷 工 况下 的年 耗 气量 ， ： ｍ。 不 同温度下直燃初． 的制冷量 ， ； Ｗ
当室 外 温 度 为 ａ 时 ，正 常 运 行 模 式 ℃ 下建 筑 物 的热 负荷 计 算 公式 为 ：
表 ３ 正 常 运 行 模 式 下 的 负荷 及 耗 电量 室 外 温度 ／ ℃ 负荷 ，Ｗ 性能系数 ｋ
一
ＱＲ一 燃 气低 热 值 ， １ ７ ｋ／ ； ＿ ＿ ４ ０ Ｊｍ。 ３
“ 疯狂装 修帮＂
“ 狂人 日记大赛＂
耗 电 量 ，Ｗ・ ｋ ｈ
９ ４８ ２ ２ ８０４ ０
室 外 温度 Ｐ 负荷 ／Ｗ 性能 系数 Ｃ ｋ
５ ７ ６３ ５ ３９ ２ ４． ０５ ４． ５ ０
耗 电 量 ／Ｗ・ ｋ ｈ
６ ５ ２ ０７ ２ ３ ９ ２７
１１
—
２７ ３ ４ ２４ ８１
４． ５ Ｏ ４． ０７
９
详情登陆：
Ｈ ｍ ． ｏ ｆ ｎ Ⅲ ’ ‘ ｏ ｅ Ｓｕ ｕ ． ◆
－
．
—
７
５
—
２２２ ０
１９５ ９ １６９ ８ １４３ ７ １１ ５ ７ ９１ ２ ４．
４．Ｏ １
４．３ １ ４．７ １ ４．７ １ ４．５ １ ４．２ １
７ ９ ９５ ５
１ ５７ ７ １ ３ １ ９ ８１６０ １ ５５ ９１２ １ ４１ ７ ２７ ９ ０８ ４ ３
９
２７ ２９ ３１ ３ ３ ３５
１ ． ３Ｏ６
４３ Ｏ ８６ ０ １２ ９０ １７ ２Ｏ ２１ Ｏ ５
４．５ Ｏ
４．０ ８ ４．８ ９
４．４ ８ ４．５ ８ ４．４ ８
９７ ０６
４ ９ ６ ４２ ６９２４ ９ ６０７６ ９ ３９７ ２０ ７５ ２ ５
—
３ １ １ ３
＇ ｆ
—
注： 实际热泵机 组与 电制冷机 组制冷 及供热 能力与计算 负荷 略有 差别 。
曲
Ｃ － 吸收式制冷机的制冷 系数 ， ＯＰ一
可取 ０７ ．。 ．～１２
为 ３ ． ｘ１ ４ 共 计 耗 气 量 为 ５ ． ｘ ７９ Ｏｍ。 １５
衰 ４ ３种方囊的经济性比较
系 统 造价
１ ０ ６． Ｏ ８ ６０ ６ ６．
１４ ， 耗 电量 为 ８ ０ ｍ。年 ｏ ５ ＭＷ ・／。 ｈ ａ
方案
２ 制 热 工 况 ）
ｔ １
系统 年 运 行 费 用 残值 费用 年值
１ ４ ７． ２１ １ ０． ６ ７ ２ ． ７７ ０
ｔ一 ¨
４ 经济性 分析
（ ４）
， 元 ／ 元 ， 元 ／ 元 万 万 万 万
１ ２
Ｑ ＝ ∞ ３ ５ ｄ ＱＲ１ ｈ ．ｒ （ ） ｏ Ｔ
式中：
采 用 费 用 年 值 法 对 ３种 方 案 进 行 经
ｆ 济性分析 ， 费用年值 Ｆ的计算式为ｆ ４ ｌ ：
２ ３． ７ ３ ２． Ｏ ６ ３ ３ ２
Ｑ 一 制 热 工 况下 的年 耗 气量 ， ： ｍ３
（ 一 不同温度下直燃机 制热量 ， ； １ ） Ｗ Ｑ 一 燃 气低 热 值 ，１３ ０ Ｊｍ。 ４ ７ ｋ／ ：
ｌ Ｆ ＿
ｌ 式中：
＋ ｓ
３
８ ． ９１６
４ ２ ３．
１ ９９．８ ２９ ８０ ０ ８．
高 ， 是 年 运行 费 用 低 ， 但 多出 的 系统 造 价 将
会 通 过 节 省 的 年 运 行 费 用 在 几 年 之 ｒ 收 ． ９
ｌ
卜
费用年值 ， ／： 元 ａ
ｎ — 吸收式静 — 机的 制热效率，取 ９ ％ 可 ０。
３２ 能 耗 －
Ｊ
ｃ 一 系统造价， 元；
Ｃ 经 济寿 命终 了时 系统残 值 ， ； 元 卜— 一 收 益 率 ， １ ％ ； ． 基准 取 ０
ｎ —经济寿命 ，取 ２ ： — ａ Ｏ ｓ — 年 运行 费 ， ／。 — 元 ａ
ｆ 回。土壤源热泵通过消耗较少量 电能可获
得较 多的 可 再 生能 源 ， 环 境 污 染小 ， 利 对 有 于环 保 。 （ 责编 ： 罗增 润 ）
方 案 １： 综 合 表 ３ 的 数 据 计 算 结 果 为 ：土 壤 源 热 泵 机 组 耗 电 量 为 １ ９ ，ＭＷ ・／，根 据水 泵等 辅 助 设 备 的 １ ９３ ｈａ 运 行功 率 ８ ０ ５ ＭＷ ・／。 方 案 １的耗 电 量 ｈａ
为 ２ ４ ．ＭＷ ・ ａ ０ ９３ ｔ 。 Ｖ
天 津 地 区 非 居 民 电 价 取 ０７ ４ 元 ／ ． ８
（Ｗ ・ ）天 然 气 价 格 为 ２２元 ， ， 中 ｋ ｈ
， ． ｍ。集
『参考文献
１ 龙 惟 定 ．用 ＢＮ 参 数 作 建 筑 物 能 耗 分 Ｉ 析 ． 筑 技 术 通 讯 ，９ ２ ２）６ ９ 建 １ ９ （ ：～
方 案 ２：Ｅ于 电制 冷机 组 只 在 夏 季运 ｌ ｉ 行 ， 季 采 用 集 中 供 热 ， 此 方 案 ２的耗 冬 因 电量 只 包括 电制 冷机 组 、 泵 、 水 冷却 塔 的 附
供热热价为３ 元 ， 电力增容费为 １ ８ ５ ｍ ０ ２
元，Ｗ ， 房 单位 面 积 造 价 为 ２０ ０元 ， ｋ 机 ０ ｍ。
２ 苏芬仙 ． Ｉ Ｂ Ｎ法能耗 计 算中频 数 间隔
分析 及 选 用 ＿ 温 建 筑 技 术 ，０ １ ３）５ — ８ １ 氏 ２ ０ （ ：６ ５
属设备耗电量。冬季按供暖面积计算运行费
用， 建筑 物面 积 为 ４ Ｘ１ ３Ｉ ３ ５ ０１２ ５元 ， ＴＸ ｍ２
＝
３ 方案 的经济 性 比较 见表 ４ 方案 １的 系统 种 。 清华大学建筑技术科学系． 中国建筑热环 境 ｆ 造价 最 高 ， 运 行费 用 、 用 年 值 最 低 。 方 ｌ 室 ， 年 费
分 析 专 用 气 象 数 据 集 ． 京 ： 国建 筑 工业 出 版 北 中 ４ （ ） 坦纳亨 马． 程经济学 原理． 美 斯 工 张
３ 中国 气象 局 气 象信 息 中心 气 象 资料
案１ 多出的系统造价可通过节省的运行费 Ｉ社 ，０ ５ ２０ 用收回， 与方案 ２ 相比 ， 回收期为 ３９ 投资 ． １
１ ７５ ５ ．万元／。参照方案 １的计算方法， Ｉ ａ 可 方案 ３： 照 方 案 １的 数据 计 算 结 ｌ 参
计算得到方 ２ 耗电量 １ ５ ＭＷ・ ａ ｌ 案 的 为 ０ ３ ｈ。 ／
年； 与方案３比较， 投资回收期为 ３ 年。 １ ． ０
芳等译． 北京科学经济出版社， ０ ０ ２ ０
果 为 ， 燃 机 年 供 冷 ， 量 分 别 为 Ｉ５ 结论 直 热
１ ０ ３５ ９ ．ＭＷ －／ ， ３ ． ＭＷ ・／， ｈａ ４ ０ １４ ４ ｈａ 由 ｉ 利 用 温 频 法 更 精 确 地 计 算 出 ３种 方
更正声明 ：
本刊 ２ １ 年 １ ０１ 月刊第 ２ ７页， 格力的竞争力》 《 一 文的配图说明更正为“ 温家宝总理视察格力 电器” 对 ， 此本刊深表歉意。
公式 （ ）公式（ ） 可得 ， 冷期 累计 ｌ案 的年 运 行费 用 ，从 而 得 出虽然 土 壤 源 热 ３， ４ 计算 供 耗气量为 １．Ｘ ｍ ， 热期累计耗气量 ｊ 泵与 其 他 空调 系统 冷 热源 相 比 ，系统 造 价 ６ ４ 。 ３ １ Ｏ 供
进 展。
蓄冷 和蓄 热技 术。
、
最高 学历 、 称 、 务等 ． 职 职 以及详
正 文中应 依次 标明 图或 表的 具体 ４ 文 章正 文后 面应有 参 考文献 。 ．
曩 纛电话 ：１ ． Ｏｏ艄
１
４ ８ ３转 ∞ １ ８
联系 人 ： 罗囊 润
投稿 一 箱 ：ｉｎｉｕ ６ １６ｃ ｍ ｂａ ｊ ８ ＠ ２ ． ｂ ｏ
《 供热 制冷 》 杂志编 辑部
６ ２１年０， 笪喜 ４ ０１ ２ｌ Ｅ 鸯
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