广州某商业综合体项目中央制冷系统配置方案分析

李杏飞

（科进柏诚工程技术（北京）有限公司广州分公司，广东广州，510010）

根据广州市的气候特点，常规项目的空调供冷期较长，供暖期较短，结合项目定位及同档次其他项目做法，本项目只考虑夏季空调，冬季不采暖。同时根据《广东省绿色建筑设计规范：DBJ/T 15-201-2020》的要求，集中空调系统冷水机组台数及单机制冷量选择，应符合空调负荷全年变化规律，满足系统在部分负荷运行条件下使用要求。本文通过开利HAP负荷计算软件，总结了项目不同冷负荷区间的全年运行时间比例，从制冷主机高效运行、节约空调能耗的角度考虑，提出不同的中央制冷主机配置方案。

1 项目概况

本项目位于广州市天河区，规划总用地面积46,386 m2。项目分为地块一、地块二，由4层地下室、裙楼商业、1栋办公及4栋塔楼高层公寓组成。商业由餐饮、商铺、超市、电影院等多种功能组成。本文分析范围为：地块一的地库及裙楼商业部分（电影院除外）、塔楼办公。

2 空调冷负荷计算

负荷计算软件为：Carrier Hourly Analysis Program Version 5.11 International Edition。

在进行制冷主机配置分析时为项目的方案设计阶段，故外围护结构热工参数参考《公共建筑节能设计标准：GB50189-2015》，室内设计参数按照甲方的设计标准，同时考虑商业及办公入驻率均为100 %。通过软件计算所得的冷负荷结果如下：地块一商业空调区域面积：66,934.0 m2，高峰冷负荷为：11,479.0 kW（3,264RT），出现时间：七月14：00时；单位空调面积冷负荷约：173 W/m2。办公空调区域面积：31,930.0 m2，高峰冷负荷为：4,432.1 kW（1,260RT），出现时间：七月17：00时；单位空调面积冷负荷约：139 W/m2。

3 中央制冷系统方案

3.1 主机配置方案

根据负荷计算输出结果，考虑商业办公分开或合用的制冷主机搭配方式，拟采用以下四种主机配置方案，如表1所示：

表1 制冷主机配置方案

四种方案的负荷分布图分别如图1～图8：

图1 方案一办公负荷分布图

图2 方案一商业负荷分布图

图3 方案二办公负荷分布图

图4 方案二商业负荷分布图

图5 方案三负荷分布图（工作日）

图6 方案三负荷分布图（非工作日）

图7 方案四负荷分布图（工作日）

图8 方案四负荷分布图（非工作日）

3.2 主机选型分析

因不同厂家而异，冷量约1,000 RT以上的制冷机可考虑选用高压（10 kV）制冷机。高、低压制冷机两者的主要区别在于使用了不同的电动机，而其他COP、NPLV、制造物料都没有太大差异。

10 kV高压制冷机组的主要优势在于可以直接接入市政10 kV电力，节省变压器等电力设备初投资。同时，10 kV制冷机单台制冷量一般较大，可以适当减少制冷机组安装数量，节省机房面积。另外，由于电力能损与电流的平方成正比，10 kV制冷机电机能耗及其电力传输能耗亦较380 V低压制冷机为低。

380 V低压制冷机组为常规产品，市政10 kV电力需要经过变压器降压至380 V再接入制冷机。日常维护只需要进行常规管理，相对高压制冷机的维护要求要低，维护费用较低。由于低压制冷机单台冷量较少，导致机组数量相对较多，同时亦要设置变压器，机房面积要求相对较大。

考虑采用高压制冷机时，亦应同时考虑现阶段主要制冷厂家的产品选择。

约克-产品线丰富，设备容量范围在1,400～2,900 RT，技术成熟，项目经验相对较多。

麦克维尔-产品线丰富，设备容量范围在800～2,600 RT，技术成熟，项目经验相对较多，大部分为工业类项目。

开利-从2003年左右开始生产高压制冷机，设备容量范围900～3,000 RT。主要应用于工业项目。

特灵-从2009年左右开始生产高压制冷机，技术不太成熟，实际案例较少，产品线不丰富，厂家推荐为2,000～2,500 RT，2,000 RT以下不推荐采用，若一定要采用也有相应机型。方案四中的1,350 RT高压机组，特灵表示暂时没有此机型。

3.3 运行费用分析

中央制冷系统的年运行费用主要取决于机组及附属设备（如水泵、冷却塔等）的开启时间长短及荷载情况；且不同负荷情况下的主机运行搭配，主机运行能效均不一致。

根据系统负荷分布及机组运行搭配情况，利用HAP软件模拟计算出四个方案的制冷中心全年运行电量，并计算运行电费如表2。

表2 系统年总耗电量及运行电费

3.4 方案综合对比

结合机房占用面积、主机保障率、设备初投资、运行费用、运营管理等方面，对各方案进行横向对比，如表3。

表3 方案综合对比表

4 结论

根据全年冷负荷计算输出结果可以看出，低负荷的发生时段比较少。以方案三为例，负荷在0～350 Rt区间，占全年运行时间的比值为16 %，在这个负荷区间，只能螺杆机运行，当一台小螺杆机损坏时，离心机在低负荷会喘振而无法供冷。但考虑到这个时间占比非常低，所以配置一台小螺杆机可以满足绝大部分时间的使用要求。

高压机一般在冷量较大（6,000 RT以上）的项目上使用，比如广州东塔等。因本项目供冷规模不是非常大，相对于低压制冷主机方案，高压制冷主机方案在机房面积上有优势，但在运行费用和设备初投资方面，与低压方案相差较小，此方案基本没有明显优势，考虑到需要执高压电工证的空调工程人员上岗管理，且需要与供电局沟通高压电机接入电网的事宜，且此容量的机型部分厂家没有，故不建议考虑采用高压制冷主机的方案；

若不考虑到物业管理上的责任划分与纠纷，合并办公及商业空调系统（方案三）在技术上占用一定的优势，包括机房面积、初投资、以及日后的运行费用、办公加班空调的便利性等。需结合物管和营销的意见综合考虑。