空调能耗分析.

空调年运行能耗分析第一部分建筑物全年空调负荷分析第二部分空调冷热源方案分析第三部分空调能耗分析基础第四部分空调冷热源运行费用分析空调年运行能耗分析第一部分建筑物全年空调负荷分析第二部分空调冷热源方案分析第三部分空调能耗分析基础第四部分空调冷热源运行费用分析空调年运行能耗分析第一部分建筑物全年空调负荷分析一、建筑物全年空调负荷计算方法1、计算机专用软件计算（如DeST、DOE-2等）2、空调系统能耗的近似计算1）当量满负荷运行时间法2）负荷频率表法空调年运行能耗分析空调系统年能耗计算——负荷频率表法1、室外空气温度的频率分布计算根据当地的气象资料计算整理2、确定供暖至供冷的转换温度TN对于公共建筑一般为11℃-12℃；根据内区发热量选取。3、空调负荷率计算空调夏季冷负荷率：εc=(Tw-TN)/(TxJ-TN)；TxJ-空调夏季室外计算温度。空调冬季冷负荷率：εh=(TN-Tw)/(TN-TdJ)；TdJ-空调冬季室外计算温度。根据Dest软件气象模块（或利用“中国建筑热环境分析专用气象数据集”）可以得到设计项目的全年室外空气温度频率分布。天津地区室外空气温度的频率分布（北纬39°06’东经117°10’海拔3.3m）干球温度(℃)-11-9-7-5-3-11357911小时数(h)1446147244446555615424385303301324干球温度(℃)131517192123252729313335小时数(h)40742945651059760862852440122811217以天津某工程为例，可以得到：空调夏季冷负荷率：εc=(tw-12)/21.4；空调冬季热负荷率：εh=(12-tw)/23式中:εc——夏季冷负荷率；εh——冬季冷负荷率；tw——室外干求温度，℃。例：建筑空调冷负荷为5800kW，空调热负荷为3600kW。其建筑物全年累计冷热负荷见下表：室外干球温度(℃)-11-9-7-5-3-11357911小时数(h)1446147244446555615424385303301324热负荷率εh1.000.910.830.740.650.570.480.390.300.220.130.04热量（Mwh）5015143764910471129105959742223714151年累计热负荷（Mwh）5927室外干球温度(℃)131517192123252729313335小时数(h)40742945651059760862852440122811217冷负荷率εc0.050.140.230.330.420.510.610.700.790.890.981.07冷量（Mwh）1153646441008151818892306222019261224664110年累计冷负荷（Mwh）11377空调年运行能耗分析第一部分建筑物全年空调负荷分析第二部分空调冷热源方案分析第三部分空调能耗分析基础第四部分空调冷热源运行费用分析空调年运行能耗分析方案1采用一体化溴化锂直燃机组夏季供冷、冬季供热。溴化锂直燃机组3台冬夏根据负荷调节运行，直燃机耗气量按与负荷率线性正比计算；空调冷、热水循环泵夏季与冬季分别运行，根据负荷按台数调节运行；冷却塔、冷却水泵仅夏季运行，根据负荷按台数调节。空调年运行能耗分析名称参数数量电功率总功率单价总价备注(KW)(KW)(万元)(万元)溴化锂直燃机组制冷1934kw3天然气142Nm3/h天然气426Nm3/h2226667/12℃-30/37.5℃制热1547kw天然气167Nm3/h天然气501Nm3/h60/52℃1030冷却塔5303226616.549.5夏季用空调冷水循环泵333m3/h,33410226夏季用30mH2O采暖水循环泵166m3/h,311660.72.1冬季用20mH2O冷却水循环泵530m3/h,3451352.78.1夏季用25mH2O自控系统25总计399757电力增容费（900元/KW)36煤气增容费（900元/m3)45管道及安装费用（机房设备费20%）151总计989方案1设备表空调年运行能耗分析方案2采用燃气锅炉+海水源热泵（直接）的方案。夏季，由海水源热泵机组提供冷源，海水作为冷却水与机组直接换热使用，不再需要冷却塔；冬季则采用燃气锅炉提供提供热源。热泵机组夏季3台全部运行，冬季2台燃气锅炉运行；空调冷热水循环泵夏季3运行台；冬季锅炉水循环泵2台运行；海水取水泵仅夏季运行。热泵机组耗电量按”热泵机组单位制冷量耗电量曲线图”计算，锅炉耗气量按与负荷率线性正比计算；其他水泵均按台数调节计算。空调年运行能耗分析名称参数数量电功率总功率单价总价备注(KW)(KW)(万元)(万元)海水源热泵机组制冷1935kw33099261574707/12℃-25/30℃----燃气锅炉1.8MW2天然气194Nm3/h天然气388Nm3/h64128真空锅炉102060℃/50℃空调循环泵332m3/h,3341022.06.1夏季用30mH2O锅炉水循环泵155m3/h,2+111220.72.1冬季用20mH2O海水取水泵386m3/h,3391185.917.7夏季用30mH2O自控系统25总计1188649电力增容费（900元/KW)107煤气增容费（900元/m3)35管道及安装费用（机房设备费22%）143总计934方案2设备表空调年运行能耗分析方案3考虑到冬季海水温度较低（2℃~3℃），采用地源（地埋管）+海水源热泵（间接）的方式，冬季热泵热源通过地埋管取自地下土壤，夏季热泵冷源由地下土壤（通过地埋管）及海水（通过换热器）共同承担。过渡季（4-6月）海水温度较低时，停止热泵机组运行，由海水通过换热器“免费”供冷。根据前面全年累计冷、热量的计算得知，夏季空调年累计冷负荷远大于冬季空调年累计热负荷，相应的地源热泵（地埋管）向地下土壤的释热量将远大于取量，为了保持地下温度场的平衡，将夏季多余的释热量通过海水冷却排掉。地源热泵的地埋管计算按冬季负荷计算，夏季释热量分别由地埋管（释热至土壤）及换热器（释热至大海）共同承担。热泵机组夏季3台全部运行，冬季运行2台；空调冷热水循环泵夏季运行3台，冬季运行2台；地埋管循环泵全年运行；海水取水泵仅夏季运行。热泵机组耗电量按图3的曲线图计算，其他水泵均按台数调节计算。当夏季负荷率低于30%时，停空调热泵机组耗电量为0，水泵耗电正常；当室外温度低于15℃时，冷源系统停止运行，空调系统由新风供冷。空调年运行能耗分析名称参数数量电功率总功率单价总价备注(KW)(KW)(万元)(万元)地源热泵机组制冷1935kw33099261163487/12℃-25/30℃制热2017kw477143040/45℃-4/9℃地埋管井80米深9930.8794.4钻井费+双U管费钛扳换热器换热量1035kw2255024/26℃-26/28℃空调循环泵332m3/h,3341022.06.1全年用30mH2O地埋管水泵386m3/h,3391182.47.1冬用2台夏用3台30mH2O海水取水泵205m3/h,321633.19.4冬季用30mH2O自控系统25总计17131240电力增容费（900元/KW)154管道及安装费用（机房设备费22%）98总计1518方案3设备表空调年运行能耗分析方案4考虑到冬季海水温度较低（2℃~3℃），采用地源（深井水）+海水源热泵（间接）的方式，冬季热泵热源通过井水换热器取自室外深井水，夏季热泵冷源由室外深井水（通过井水换热器）及海水（通过海水换热器）共同承担。过渡季（4-6月）海水温度较低时，停止空调热泵机组运行，由海水通过换热器“免费”供冷。根据前面全年累计冷、热量的计算得知（表2），夏季空调年累计冷负荷远大于冬季空调年累计热负荷，为了保持地下温度场的平衡，将夏季多余的释热量通过海水冷却排掉。地源（深井水）热泵的深井水需求量计算按冬季负荷计算，夏季释热量分别由井水及海水共同承担。热泵机组夏季3台全部运行，冬季运行2台；空调冷热水循环泵及中间循环水泵夏季运行3台，冬季运行2台；深井水泵全年运行；海水取水泵仅夏季运行。热泵机组耗电量按图3的曲线图计算，其他水泵均按台数调节计算。当夏季负荷率低于30%时，停空调热泵机组耗电量为0，水泵耗电正常；当室外温度低于15℃时，冷源系统停止运行，空调系统由新风供冷。根据前面表2计算出来的负荷系数分别计算出各运行设备冬、夏季运行耗电量及费用。空调年运行能耗分析名称参数数量电功率总功率单价总价备注(KW)(KW)(万元)(万元)水源热泵机组制冷1935kw33159451163486/13℃-20/30℃制热1981kw467140143/50℃-6/12℃抽水井Φ800水量：67m3/h61590回灌井Φ300水量：25m3/h24248余压回灌海水(钛扳)换热器流量200m3/h1787824/28℃-26/30℃井水换热器流量200m3/h2265215/28℃-17/30℃空调循环泵245m3/h,329871.75.2冬季运行2台35mH2O深井水泵67m3/h,611640.95.2全年用45mH2O中间循环泵200m3/h,317511.03.1全年用25mH2O海水取水泵67m3/h,38241.23.6夏季用33mH2O自控系统25总计1627658电力增容费（900元/KW)146管道及安装费用（机房设备费22%）114总计919方案4设备表空调年运行能耗分析第一部分建筑物全年空调负荷分析第二部分空调冷热源方案分析第三部分空调能耗分析基础第四部分空调冷热源运行费用分析空调年运行能耗分析项目目费用电力增容费900元/KVA电费0.80元/Kwh燃气增容费900元/Nm3燃气费2.80元/Nm3注：天然气低位发热值按36000KJ/Nm3计算，天然气发电效率按55%计算。标准煤发热量29270KJ/kg。冷、热源经济分析基础数据表空调年运行能耗分析国内某合资品牌热泵制冷机组部分负荷时的单位耗功率见图热泵机组单位制冷量耗电量曲线图空调年运行能耗分析第一部分建筑物全年空调负荷分析第二部分空调冷热源方案分析第三部分空调能耗分析基础第四部分空调冷热源运行费用分析空调年运行能耗分析方案1耗能表干球温度(℃)-11-9-7-5-3-11357911小时数(h)1446147244446555615424385303301324负荷率εc1.000.910.830.740.650.570.480.390.300.220.130.04直燃机耗电(Mw)0.41.44.47.38.911.112.38.53.93.03.03.2直燃机耗气（Km3)5.416.347.270.1113.0121.9114.364.545.525.615.35.5采暖循环泵（Mw）0.51.54.98.19.812.213.59.38.56.76.67.1干球温度(℃)131517192123252729313335小时数(h)40742945651059760862852440122811217负荷率εc0.050.140.230.330.420.510.610.700.790.890.981.07直燃机耗电（Mw）4.14.34.65.111.912.212.615.712.06.83.40.5直燃机耗气(Km3)8.125.645.471.1107.0133.1162.5156.5135.786.246.87.8空调循环泵（Mw）13.814.615.517.340.641.342.753.440.923.311.41.7冷却水循环泵（Mw）18.319.320.523.053.754.756.570.754.130.815.12.3冷却塔（Mw）9.09.410.011.226.326.827.634.626.515.07.41.1方案1冬季夏季全年运行设备耗气量耗电量运行费耗气量耗电量运行费耗气量耗电量运行费KNm3/aMwh/a万元/aKNm3/aMwh/a万元/aKN