很全面的空调冷热源经济分析

空调供冷经济分析3.方案构造3.1冷、热源形式的分析方法与确定原则1）罗列技术角度可行，并或传统可靠或具有明显节能环保特点的所有冷、热源形式，从中剔除项目适应性、技术成熟度与可实施性、经济性等方面有明显不足的冷、热源形式。2）依据规划区所在地能源与资源状况、政策、价格、资费、设备采购市场的了解，根据寿命周期成本分析理论，采用我院长期以来服务于市场的冷、热源形式分析模板与软件对筛选后保留的各冷、热源形式进行分析。3.2适合于本规划区公共建筑的冷、热源方案及适用特点方案一：电制冷+市政热网（蒸汽换热）本方案夏季由常规电制冷冷水机组提供空调冷源（冷却塔冷却），冬季由市政热网提供蒸汽，经汽水换热器换热后提供空调热源。该方案对于有过渡季供热、分租户计量、生活热水要求的建筑不适用。简图如下：图3.1电制冷+市政热网（蒸汽换热）方案图方案二：电制冷+市政热网（热水换热）本方案夏季由常规电制冷冷水机组提供空调冷源（冷却塔冷却），冬季由市政热网提供热水，经水水换热器换热后提供空调热源。该方案对于有过渡季供热、分租户计量、生活热水要求的建筑不适用。简图如下：图3.2电制冷+市政热网（热水换热）方案图方案三：电制冷+燃气热水机组本方案夏季由常规电制冷冷水机组提供空调冷源（冷却塔冷却），冬季由燃气热水机组提供空调热源。该方案适合电力及燃气资源充足、附近没有市政热网、全年有供冷、供热要求的建筑。简图如下：图3.3电制冷+燃气热水机组方案图方案四：燃气直燃溴化锂冷、温水机组本方案夏季由直燃溴化锂冷、温水机组为空调系统提供冷源，冬季及过渡季由直燃溴化锂冷、温水机组为空调系统提供热源，同时三用型机组可提供全年生活热水，两用机可配置燃气热水机组提供生活热水。该方案最适合没有市政热网或电力紧张地区的大型建筑。简图如下：图3.4燃气直燃溴化锂冷、温水机组方案图方案五：蒸汽溴化锂冷、温水机组本方案夏季由蒸汽溴化锂冷、温水机组为空调系统提供冷源，冬季及过渡季由蒸汽溴化锂冷、温水机组为空调系统提供热源，同时三用型机组可提供全年生活热水。该方案最适合附近存在市政蒸汽管网且蒸汽价格低廉或电力紧张地区的大型建筑。简图如下：图3.5蒸汽直燃溴化锂冷、温水机组方案图方案六：地源热泵本方案冬季以地下土壤作为空调供热低温热源，夏季则利用地下土壤作为热汇，冬季取热、夏季放热，对地下土壤储热型利用。该方案适合占地面积较大，附近没有市政热网，且电力资源充足的建筑，可耦合冷却塔、燃气锅炉，平衡地源侧取、放热量，属于可再生能源利用，具有示范作用。简图如下：图3.6地源热泵方案图3.3空调冷、热源方案技术分析以上各种空调冷、热源方式均为技术成熟、可靠的方案，但每种方案都存在各自不同的优缺点，具体比较见下表。表3.1冷、热源方案技术比较方案序号方案内容优势不足一电制冷+市政热网（蒸汽换热）①技术成熟、可靠；②机房占地面积较直燃机小；③能源价格风险低；④充分利用热电厂产热，提高热电厂效率，具有宏观节能意义。①用电量大，对配电系统要求高；②夏季机组满负荷时，是电力紧张时期，在利用能源方面不利；③不能实现单台机组供冷、供热；④投资较高；⑤无法实现过渡季供热。二电制冷+市政热网（水水换热）①技术成熟、可靠；②机房占地面积较直燃机小；③能源价格风险低；④充分利用热电厂产热，提高热电厂效率，具有宏观节能意义。①用电量大，对配电系统要求高；②夏季机组满负荷时，是电力紧张时期，在利用能源方面不利；③不能实现单台机组供冷、供热；④投资较高；⑤无法实现过渡季供热。三电制冷+燃气热水机组①技术成熟、可靠；②机房占地面积较直燃机小；③投资较低；④控制灵活，可自由掌握供冷、供热时间；⑤可实现过渡季供热及全年24小时生活热水供热需求。①用电量大，对配电系统要求高；②夏季机组满负荷时，是电力紧张时期，在利用能源方面不利；③不能实现单台机组供冷、供热；④燃气价格风险较高；⑤能源季节使用不平衡。四燃气直燃溴化锂冷、温水机组①可以实现单台机组供冷、供热及供生活热水；②对配电要求小，减少电力系统初投资；③夏季机组满负荷时，是城市燃气富裕时期，在利用能源方面有利；④对于非24小时运行的建筑投资较低。①机组尺寸较电冷机大，运行安装不方便；②冷却水量比电冷机略大；③由于消防的特殊要求，需满足的泄爆面积，机房布置有一定的困难。五蒸汽溴化锂冷、温水机组①可以实现单台机组供冷、供热及供生活热水；②对配电要求小，减少电力系统初投资；③充分利用热电厂产热，提高热电厂效率，具有宏观节能意义；④对于非24小时运行的建筑投资较低。①机组尺寸较电冷机大，运行安装不方便；②冷却水量比电冷机略大。六垂直埋管地源热泵①较节能，提高一次能源利用率；②机房占地面积较直燃机小；③设备投资较低；④属于可再生能源利用，符合国家政策导向，并可申请国家及地方财政补助。①夏季加重城市电网峰值负荷需求；②设置地下土壤换热器需要较大的埋管面积；③土壤换热器的投资较高。3.4各方案经济分析3.4.1空调冷、热源经济分析基础数据冷、热源方案经济比较中的基础数据见附表2.1。表3.1冷、热源方案经济比较基础数据表编号项目标准编号项目标准1热力增容费50元/m29燃气热值8500kcal/Nm32蒸汽价格130元/t10板式换热器传热系数5000W/m2·℃3电增容费0元/kVA11板式换热器价格3000元/m24电费0.75元/kWh12电制冷冷水机组单位冷量价格0.6元/W5机房电力设施配套投资（配电柜、控制柜等）800元/kVA13燃气型直燃冷/温水机组单位冷量价格两用机0.85元/W6燃气增容费1000元/Nm3·h14燃气热水机组单位热量价格0.3元/W7燃气使用费3.1元/Nm315热水价格25元/GJ8热泵机组单位冷量价格0.6元/W16蒸汽溴化锂机组单位冷量价格两用机0.85元/W17冷机COP值燃气型直燃冷/温水机组夏季COP=1.3冬季COP＝0.9蒸汽溴化锂冷/温水机组夏季COP=1.3冬季COP＝0.9离心电制冷冷水机组夏季COP=5.0燃气热水机组供热时热效率冬季COP＝0.918机房内冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、管道等综合投资①0.3元/W装机冷量（电制冷）②0.45元/W装机冷量（直燃机）此部分称为机房综合费用19LCC计算寿命周期20年，五年商业贷款，贷款年利息8%（计入复利）3.4.2经济分析构成本经济分析均以单位面积经济指标为评价依据，以下所有经济指标均为单位面积经济指标。本项目供冷、供热方案经济分析数据主要有：1）Ci——初投资，元/m2，主要包括：能源增容费用；站房主机初投资；站房其他附属设备及管道初投资；设备配电设施费；2）Cc——年运行能源费用，元/m2，主要包括：电费；燃气费；热力费。3）LCC——寿命周期成本，元/m2，计算公式如下：20C)i1(CLCCC5i式中，LCC——20年寿命周期成本，元/m2；Ci——站房初投资，元/m2；i——商业贷款利率，5年贷款利率为8%；Cc——年运行能源费，元/m2。3.4.3经济分析结果根据以上数据及公式计算，各类型建筑的经济数据计算结果详见下表。表3.2冷、热源方案经济分析表LCC分析编号方案名称初投资（元/m2）年能源费（元/m2）LCC（元/m2）年均LCC成本（元/m2*年）年均LCC比较（%）1电制冷＋市政热网（蒸汽）139.5021.40632.9431.651002电制冷＋市政热网（热水）140.1015.82522.1626.1182.503电制冷＋燃气热水机组119.0734.99874.7443.74138.204燃气直燃冷、温水机组114.8742.931027.3451.37162.315蒸汽溴化锂冷、温水机组158.6329.04813.9340.70128.606垂直埋管地源热泵226.3820.33739.1936.96116.79图3.7各冷、热源方案经济性对比根据上述计算结果，各冷、热源方案中电制冷＋市政热网（热水）方案的经济性最优，电制冷＋市政热网（蒸汽）方案经济性次之。由于当地的燃气价格较高，导致所有采用燃气的冷、热源方案运行费用过高。因此公共建筑空调冷热、源系统推荐采用电制冷＋市政热网（热水）方案或电制冷＋市政热网（蒸汽）方案。3.4.5空调末端系统形式及投资目前国内常规的空调系统主要有以下几种形式：表3.3空调末端系统分析表序号系统形式系统特点投资（元/m2）适用建筑1CAV（定风量全空气系统）①系统形式简单；②设备维护量小；③风道占用吊顶内空间大；④适合大开场空间使用；⑤室内空气品质高。150大型商场会展中心体育馆2VAV（变风量全空气系统）①系统形式复杂；②设备维护量大；③风道及设备占用吊顶内空间大；④适合小开间办公使用；⑤室内空气品质高；⑥利于建筑内部二次空间分割；⑦系统灵活，运行能耗低。350高档写字楼3两管制风机盘管+新风系统①系统形式简单；②设备维护较大；③风道占用吊顶内空间小；④适合小开间使用。120~150普通写字楼医院学校普通宾馆酒店4四管制风机盘管+新风系统①系统形式较复杂；②设备维护较大；③风道占用吊顶内空间小；④适合对室内标准要求高的小开间房间；250~300五星级酒店高档写字楼⑤可实现不同房间的同时供冷供热。5VRV系统①系统形式简单；②设备维护小；③风道占用吊顶内空间小；④系统适应性高，控制灵活；⑤单机可供冷、供热。300~350此费用包括空调冷、热源及末端设备高档公寓别墅小型商业建筑小型办公建筑