一、项目概况
中纺大厦规划总建筑面积约84070平方米，其中地下30800平方米；1.5万平方米为酒店式公寓；地上裙房16110平方米；地上塔楼51660平方米。
应北京中纺京城房地产开发有限公司所邀，麦克维尔公司根据自己所掌握的先进设计理念和完善优质的冷热源设备序列，为中关国际城项目空调系统冷热源方案提供以下论证意见，供开发单位参考。
二、论证依据
开发单位“空调冷热源方式征询”邀请函及其附件
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019－2003
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2001年版）
《建筑设计防火规范》GBJ16-87
全国民用建筑工程设计技术措施》-《暖通空调·动力》分册
三、项目冷热负荷预估
根据开发单位“空调冷热源方式征询”邀请函，冷热源系统需要提供的冷热负荷如下：
夏季冷负荷：14000kW（3981USRT）
冬季供暖通风热负荷：15000kW
常年生活热水热负荷：2100kW
根据项目使用功能的划分，大型商场的冷热负荷主要发生在白天营业时间，夜间不需要；酒店式公寓的冷热负荷全天都有；办公室的冷热负荷也主要发生在白天上班时间。因此在确定冷热源方式时，不光要考虑到冷热源的负荷大小，还必须考虑到冷热源的使用搭配和调节，以便为今后的经济运行创造条件。
四、方案论证
冷热源设计方案一直是需要供冷、供热空调设计的首要难题，根据中国当前各城市供电、供热、供气的不同情况，空调冷热源及设备的选择可以有多种方案组合，如何选定合理的冷热源组合方案，达到技术经济最优化，是比较困难的。
一般说来，选择冷热源方案所要考虑的主要因素一般有以下几点：
从技术方面考虑，主要是设备运行的可靠性，技术先进性，节能性，结构紧凑性，安装操作维修方便性，噪声振动性、环保性等。
从经济方面考虑，在选择空调冷热源设备时，需要对设备的初投资和运行费用进行综合分析。
根据开发单位“空调冷热源方式征询”邀请函，需要进行论证的冷热源方案组合有以下四个方案：
电制冷机组+燃气锅炉（下文中简称方案一）
燃气三用直燃机，提供冷冻水、暖通用热水和生活热水（下文中简称方案二）
地下水水源热泵冷热水机组，提供冷冻水、暖通用热水和生活热水（下文中简称方案三）
电制冷机组+市政热网（下文中简称方案四）
1、方案一
方案一为普遍采用的一种冷热源方案，也是迄今为止使用时间最长的一种方案，是在技术、可靠性、安装调试和运行维护等方面最为成熟的一种方案。电制冷机组供应冷冻水，燃气锅炉供应暖通用热水和生活热水，可以充分满足各方面的使用要求。电制冷机组的选用可根据使用情况大小搭配，以COP值最高的离心式机组，以满足经济运行的需要。制冷机组在制冷剂的选择上应考虑禁用年限。热源自己配备，可以自由掌握供暖时间。其投资和运行费用适中，在项目没有特殊要求的情况下是广大设计师的标准选用方案。
2、方案二
燃气三用直燃机可以利用一种设备同时满足供冷、供暖和供生活热水的需求，可以节省机房面积，减少对电力的需求，污染物排放量也较小，比较适用于环保要求高、地价昂贵、电力增容费较高的场所。前些年，由于供电紧缺直燃机非常流行，近些年来因为供电充裕、油价上涨直燃机的使用越来越少。
但是，本项目采用这种方案在技术和经济方面都存在一些问题。直燃型溴化锂吸收式冷热水机组初始投资费用较大，设备的工艺要求极严，维护保养要求较高。就其制冷供冷而言，与电动机组相比，溴化锂吸收式机组节电不节能；与离心式螺杆式制冷机相比，占地面积大，机房高度高，设备重量大；此外设备排热量大，冷却塔和冷却水系统容量大；维护和使用要求高，机组气密性要求很高，只有逸入少量空气就会破坏真空度，导致机组性能大幅下降，溴化锂水溶液对碳
钢的腐蚀性较强，需要做好钢板防腐蚀处理和提高缓蚀剂性能。从目前运行的类似系统的经验来看，直燃机系统的运行费用也要远远高于方案一。
从另一方面来看，本项目中生活热水是常年需要的，而且其负荷与供冷供暖负荷相比所占比例较小，在过渡季时，供冷供暖系统停止使用的情况下就只有生活热水负荷。由于直燃机体积较大，价格昂贵，从经济上考虑不可能选择机组台数较多，因此，直燃机燃烧器常处于部分负荷下工作，燃烧效率下降；另外，生活热水在一天中负荷变化大，最大与最小负荷之比可达十几倍，均导致启停频繁，还影响到燃烧器的使用寿命。如果单为生活热水所需选用一台小型直燃机，则不管从技术还是从经济方面都不如采用燃气锅炉来供生活热水。此外，新颁布的《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019－2003在条文说明中明确提出“直燃机组的供热量一般为供冷量的80%（按各生产厂及型号不同大致在75%~85%左右），这是标准的配置，也是较经济合理的配置，选择标准型当然是最经济合理的，我国多数地区（需要供应生活热水除外）都能满足要求。当热负荷大于机组供热量时，用加大机组型号的方法是不可取的，因为要增加投资、降低机组效率。加大高压发生器和燃烧器虽然可行，但也应有限制，否则会影响机组高、低压发生器的匹配，同样造成低效，导致能耗增加。此时专用直燃机去制取生活用水是不适宜的。”而本项目中热负荷为冷负荷的1.22倍，根据规范，选用燃气三用直燃机来同时供冷供暖供生活热水也是不适宜的。
3、方案三
地下水水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，水源热泵是清洁的利用可再生能源的一种技术。它具有以下特点：
高效节能，减少占地
能源利润率为传统方式的3—4倍，投入1KW的电能可得到4—5KW以上的制冷或供热的能量。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约用户30～40％的供热制冷空调的运行费用。
运行稳定可靠
水体的温度一年四季相对稳定，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难题。
环境效益显著
水源热泵机组的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地。
一机多用，灵活安全
水源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，水源热泵有着明显的优点。此外水源热泵系统不但可以省去锅炉房，冷却塔及附属的煤场、渣场所占用的宝贵面积，还没有储煤、调压、储油罐等卫生及安全隐患。
自动化程度高，维护工作量小
水源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，无需专业人员操控。
但是，地下水水源热泵系统的应用要以有满足要求的水源为前提。北京地区水源热泵系统的设计一般以供热工况为主进行计算。北京地区地下水的出水温度一般在15℃左右，考虑到水源热泵机组的防冻要求，冬季可利用的地下水温差以10℃计。根据本项目负荷，所需地下水量约1500m3/h。根据北京市水文地质条件，一般单井出水量为100-200m3/h，则本项目所需供水井和回灌井约共25-30口（含备用），根据本项目基地情况，要打如此多的井不太现实。此外，地下水水源热泵系统在国内的应用不超过十年，相关设备的可靠性还有待时间检验。其次，地下水水源热泵热水出水温度一般不超过60℃，加上管路输送损失，能否满足高标准的使用要求尚待商榷。因此，在本项目中采用本系统不是很适宜。
4、方案四
方案四与方案三的区别仅在于热源的不同。根据我们的经验，采用市政热网供热运行费用较省，也免去了因为燃气锅炉和直然机房在地下室引起的种种消防和安全问题。但是，由于本项目属于高档综合楼，供暖和生活热水供应时间不可能受市政热网的供热时间限制，因此在本项目中采用本方案不太现实。
五、结论
综上所述，我公司认为电制冷机组+燃气锅炉的方案最适合本项目的具体情况。在设备选用上，制冷机组推荐选用我公司采用HFC-134a环保制冷剂的离心式机组WSC126MBHN0F/E4216/C3612（1000USRT*3）3台，WSC087MAU49F/E3009/C2609(500USRT*2)；燃气锅炉选型供暖锅炉选用5000kW三台，供热水机组单独选用一台2100kW。
