LED照明节能改造及空调系统节能改造可行性研究报告.docx

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LED照明节能改造及空调系统节能改造可行性研究报告

LED照明节能改造及空调系统节能改造

可行性研究报告

第一章项目概况

1.1建设单位概况

***成立于2006年10月，注册资金1000万元，公司性质是有限责任公司。

***是XX集团的下属子公司，是一家以经营百货为主的大型股份制企业，现在北京地区拥有2家百货门店，总经营面积83111平方米（其中***43012平方米，***店40099平方米），年主营业务收入超过8亿，自有职工三百五十多人，同时，各厂家派驻人员逾10000人。

公司积极推进节能技改工作。

电梯、空调、监控、消防等大型设备签订了设备维保合同，聘请专业公司对设备按照年度保养计划，进行定期的维护保养，小型机电设备定期维护保养，并与专业公司签订了设备维修保养的合同，发现设备故障及时修复。

1.2项目基本情况

1.2.1改造目标

1，LED照明改造

LED照明项目完成后，年可节约电量279.7112万kwh，折标煤量343.77吨。

该项目计划总投资316.0627万元，每年可节约电费约251万元，投资回收期仅为1.26年。

2，中央空调系统改造

中央空调冷却水入户改造完成后，可节约电量13.88万kwh，节约标煤量为17.06吨，项目投资18.02元，改造后每年可节约电费约14万元，投资回收期仅为1.25。

1.2.2改造内容及规模

1，LED照明改造

***原有照明灯具主要为荧光灯，与LED灯相比，在相同照度下，能耗较高，造成较大的电力浪费。

因此，美惠万家计划将该两家店内的所有T8和T5灯管、筒灯以及球泡灯更换为LED灯，以提高整体能源利用效率。

改造规模为分别替换T8灯180个、T5灯4557个、筒灯11843个以及球泡灯3675个，改造完成后两家店的照明功率有原来的877.069KW，降低为329.689KW，年降低电耗279.7万千瓦时，折标准煤343.77吨。

具体实施内容，参数及数量见下表。

（1）节能计算

LED灯具改造项目年节能量=Σ（各种规格灯具节能量）（公式一）

每种规格灯具年节能量=灯具数量*每只灯具年节能量（公式二）

每只灯具年节能量=日节约用电量*日照明时间*年照明天数（公式三）

日节约用电量=原灯具的额定功率—LED灯具额定功率（公式四）

根据此公式计算每种规格的灯具年节约耗电量如下：

LED灯具改造项目年节能量=Σ（各种规格灯具节能量）=16556.4kw+372580.32kw+89936kw+1924773.48kw+35770kw+130489kw+227006.6kw=279.71kw【由以下“节能对比”中的1）~7）得知】

（2）节能对比

1）用18W的LED灯管替换36W节能灯管年节能量（表1-1）

180只*91.89KW／年*只=16556.4kWh

表1-118WLED筒灯替换36W节能筒灯节能指标

比较项目

原灯具

18W节能灯管

节能对比

实际功率（w）

36

18

18

日照明时间（h）

14

14

--

日用电量（kwh）

0.504

0.252

0.252

年照明天数（d）

365

365

--

年耗电量（kwh）

183.96

91.98

91.98

2）用12W的LED灯管替换28W普通灯管年节能量（表1-2）

4557只*81.76KW／年*只=372580.32kWh

表1-212WLED筒灯替换28W节能筒灯节能指标

比较项目

原灯具

lED灯管

节能对比

实际功率（w）

28

12

16

日照明时间（h）

14

14

--

日用电量（kwh）

0.392

0.168

0.224

年照明天数（d）

365

365

--

年耗电量（kwh）

143.08

61.32

81.76

3）用16W的LED筒灯替换36W普通筒灯年节能量（表1-3）

880只*102.2KW／年*只=89936kWh

表1-316WLED筒灯替换36W普通筒灯节能指标

比较项目

原灯具

lED筒灯

节能对比

实际功率（w）

36

16

20

日照明时间（h）

14

14

--

日用电量（kwh）

0.504

0.224

0.28

年照明天数（d）

365

365

--

年耗电量（kwh）

183.96

81.76

102.2

4）用20W的LED筒灯替换56W普通筒灯年节能量（表1-4）

10463只*183.96KW／年*只=1924773.48kWh

表1-420WLED筒灯替换56W普通筒灯节能指标

比较项目

原灯具

lED筒灯

节能对比

实际功率（w）

56

20

36

日照明时间（h）

14

14

--

日用电量（kwh）

0.784

0.28

0.504

年照明天数（d）

365

365

--

年耗电量（kwh）

286.16

102.2

183.96

5）用16W的LED筒灯替换30W普通筒灯年节能量（表1-5）

500只*71.54KW／年*只=35770kWh

表1-516WLED筒灯替换30W普通筒灯节能指标

比较项目

原灯具

lED筒灯

节能对比

实际功率（w）

30

16

14

日照明时间（h）

14

14

--

日用电量（kwh）

0.42

0.224

0.196

年照明天数（d）

365

365

--

年耗电量（kwh）

153.3

81.76

71.54

6）用11W的LED球泡灯替换25W普通球泡灯年节能量（表1-6）

1824只*71.54KW／年*只=130489kWh

表1-611WLED三眼射球泡灯替换25W普通球泡灯节能指标

比较项目

原灯具

LED球泡灯

节能对比

实际功率（w）

25

11

14

日照明时间（h）

14

14

--

日用电量（kwh）

0.35

0.154

0.196

年照明天数（d）

365

365

--

年耗电量（kwh）

127.75

56.21

71.54

7）用11W的LED球泡灯替换35W普通球泡灯年节能量（表1-7）

1851只*122.64KW／年*只=227006.6kWh

表1-711WLED三眼射球泡灯替换35W普通球泡灯节能指标

比较项目

原灯具

lED球泡灯

节能对比

实际功率（w）

35

11

24

日照明时间（h）

14

14

--

日用电量（kwh）

0.49

0.154

0.336

年照明天数（d）

365

365

--

年耗电量（kwh）

178.85

56.21

122.64

（3）年降低电耗279.71万千瓦时（表1-8，表1-9）

表1-8美惠万家公司节能量汇总表

序号

门店

年总节电量（万kwh）

折标准煤（吨）

年节电费用（万元）

1

***

118.26

145.34

124.17

2

***

161.45

198.42

169.53

合计

279.71

343.76

293.7

表1-9新华百货绿色照明改造明细

***LED照明节能投资明细表

公司名称

序号

店铺

LED改造

名称

色温

数量（个）

投资（元）

原灯具

功率（W）

LED功率

（W）

节约功率（W）

点灯时间

（h/d）

每盏灯每天节电量（Kwh）

年节电量

（Kwh）

年节约

标煤量

（tce）

***

1

新华百货

灯管

5000k/T8

80

1411052

36

18

18

14

0.252

7358.4

0.90

灯管

3000k/T5/带支架

2157

28

12

16

14

0.224

176356.32

21.67

筒灯

6寸/4000k

840

36

16

20

14

0.28

85848

10.55

筒灯

8寸/4000k

4963

56

20

36

14

0.504

912993.48

112.21

合计

小计

8040

1411052

90

1.26

1182556

145.34

公司名称

序号

店铺

LED改造

名称

色温

数量（个）

投资（元）

原灯具

功率（W）

LED功率

（W）

节约功率（W）

点灯时间

（h/d）

每盏灯每

天节电量

（Kwh）

年节电量

（Kwh）

年节约

标煤量

（tce）

***

2

圣熙八号

灯管

5000k/T8

100

1749575

36

18

18

14

0.252

9198

1.13

灯管12

3000k/T5/带支架

2400

28

12

16

14

0.224

196224

24.12

筒灯

5寸/4000k

500

30

16

14

14

0.196

35770

4.40

筒灯

6寸/4000k

40

36

16

20

14

0.28

4088

0.50

筒灯16

8寸/4000k

5500

56

20

36

14

0.504

1011780

124.35

球泡灯

3000k

1851

35

11

24

14

0.336

227006.64

27.90

球泡灯65

3000k

1824

25

11

14

14

0.196

130488.96

16.04

合计

小计

12215

1749575

1614556

198.43

2，中央空调冷却水入户改造

为保证购物环境的舒适，***中央空调每年3月中旬（3月10日）就需要开机，制冷季节初期为40天；每年10月底（10月30日）才能关机，制冷末期为30天。

在制冷季节初期和制冷末期共70天的时间内，将店屋顶冷却塔内的冷却水直接引入循环系统，在不开动主机及冷冻泵的前提下，即可将室内温度控制在26度左右，以节约用电。

***每个制冷季主机可以少开70天，主机电功率为411千瓦，按部分负荷60%，每天开机5小时计算，年可节约用电8.63万KWH。

同时，冷冻水泵电功率75千瓦，每天运行10小时，70天可节约5.25万KWH。

（1）节能计算

空调系统年节约能耗=主机年节能量+冷冻水泵年节能量=主机能耗×60%×70天×5h／天+冷冻水泵能耗×70天×10h／天（公式一）

空调系统年节约能耗=411kWh×60%×70天×5h／天+75kWh×70天×10h／天=8.63万kWh+5.25万kWh=13.88万kWh（公式二）

注：

1，主机电功率为411千瓦，按部分负荷60%，每天开机5小时计算。

同时，冷冻水泵电功率75千瓦，每天运行10小时。

2，由于此节能方案仅是过渡季节（70天）内主机和冷冻水泵停止运行，其它供冷时段，恢复正常空调系统运行。

所以节能的时段仅为主机和冷冻水泵停止运行的（70天）内，空调系统年节能量即为过渡季节（70天）的节能量即可。

表1-10空调改造前运行情况

序号

名称

规格

改造前功率kw

改造前年运行时间h

1

空调主机

19XR5050447DFS52

411

1150

2

冷却塔

GTA-420FH

50

2300

3

冷冻水泵

G550-32-75NY

75

2300

4

冷却水泵

G510-40-75NY

85

2300

表1-11空调改造后运行情况

序号

名称

规格

改造后功率kw

改造后年运行时间h

1

空调主机

19XR5050447DFS52

411

800

2

冷却塔

GTA-420FH

50

2300

3

冷冻水泵

G550-32-75NY

75

1600

4

冷却水泵

G510-40-75NY

85

2300

（2）根据单项节能效率及安装数量估算，本项目预计年节能量达到13.88万kwh，折合标准煤17.06吨，年节约电费14万元（表1-12）。

表1-12XX集团公司空调系统节能量汇总表

序号

名称

年总节电量（万kwh）

折标准煤（吨）

年节电费用（万元）

1

***

13.88

17.06

14

合计

13.88

17.06

14

第二章项目建设背景必要性可行性与依据

2.1项目建设背景

2.1.1LED照明

据国际权威人士预测,21世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。

被称为第四代光源。

LED发展历史仅几十年，但在照明领域的应用还是新技术，其发光效率在逐步提高，LED应用市场更加广泛，特别是在全球能源紧缺备受各国各界关注的背景下，LED绿色照明市场前景引起全球高度瞩目。

被业界认为未来20年它将替代白炽灯、荧光灯及金卤灯成为最大最具潜力的市场。

节能减排是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措，是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择，对于调整经济结构、转变增长方式、提高人民生活质量、维护中华民族长远利益，具有极其重要而深远的意义。

也是我国对国际社会应该承担的责任。

照明在全球能源消费中占了20%。

我国照明约占整个照明用电量的30%,节电新能源与节能降耗是全世界所追求的目标，是必然的朝阳产业。

ＬＥＤ半导体照明，具有节能（比传统灯具节能6０％以上）特点，可全面替代现有的公用照明和家用照明，若全国80%照明使用LED产品，每年可节约三峡电站一年的发电量847亿度。

市场规模将达到５万亿元之多。

商业照明、道路照明对LED而言是个崭新的大市场。

近年来，我国的资源环境问题日益突出，节能减排形势十分严峻。

在资源稀缺与环境承载能力有限的情况下，传统的高投入、高消耗、高排放、低效率的增长方式已经走到了尽头。

对于我国来讲，进一步加强节能减排工作，既是对人类社会发展规律认识的不断深化，也是积极应对全球气候变化的迫切需要，是树立负责任的大国形象、走新型工业化道路的战略选择。

LED以高光效、长寿命、节电安全其固有的优越性，吸引着世界的目光，美国、日本、欧盟等国及台湾地区，针对绿色照明LED新光源，进行实用性研究并取得新成果。

近年来，日本日亚化工、丰田和成、索尼、昭和电工都已有LED照明产品问世。

世界著名照明电器公司飞利浦、欧司朗、通用电气等也投入大量人力、物力、财力进行LED照明产品的研究开发和生产。

台湾目前LED产量仅次于日本列美国之前。

2.1.2空调系统

众所周知，作为工民建的耗能大户“空调系统”的节能难题，受到社会各界的高度关注。

好多的科研单位，工程咨询单位，专业工程商，能源技术公司都在致力于空调节能的研究与开发。

空调节能措施除了设备的节能技术研究，系统的合理设计之外，像维护保养，保证空调机组安全高效运行都是至关重要的环节。

而现如今新的节能研究和跳跃定向思维的措施：

在以上研究的基础上，把过渡季节空调的室内负荷利用室外冷却塔散热的冷却水系统直接接入室内各空调末端的新思维理念正在受到越来越多设计单位，建设单位及政府节能部门的肯定。

空调系统之所以成为“耗能大户”是因为整个室内空调区域的冷负荷较大，空调主机及空调系统的能效比在能量守恒的基本原理上，受到各种技术限制。

空调系统的高耗电设备主要有：

空调主机（耗电最大），泵、冷却塔，各空调末端和其它。

所以研究空调节能的重中之重是在于空调主机的节能。

2.2项目建设必要性

根据《北京市“十二五”时期节能降耗与应对气候变化综合性工作方案》要求，北京市重点用能单位应进一步挖掘节能潜力，完成国家下达的生产总值能耗下降17%、碳排放强度下降18%的节能减碳目标。

由于建筑布局和经营性质的原因，百货店建筑面积和客流量大，各种照明设备安装密度高，白天也需要进行人工照明，照明用电已成为百货店的主要能耗之一。

由于商场环境人流量很大，人体产生的冷负荷较大以及商场面积较大，造成过度季节的购物环境不能满足人们对舒适性的需求，所以过渡季节空调系统也需要开启，空调系统的高能耗产生。

随着传统产业竞争的日益加剧，企业面临着利益下滑的处境，对此只能从加强市场开拓以及强化成本控制两方面着手。

相对而言，成本空置更宜实施、风险也更低。

***能耗分析表明，商厦电力成本占企业能源成本的比例高达98.57%，电费是各项成本中的主要项目，通过省电来降低成本、提高利润空间已经势在必行。

2.3项目可行性

2.3.1LED照明

在目前全球照明市场绿色、环保、节能、低碳的主题下，LED正成为全球照明产业和市场上新的亮点。

对于高效节能的LED光源来说，其增长速度更是一日千里。

2010年中国LED照明市场的产值为1200亿元，到2015年可达到5000亿元。

国际LED照明巨头飞利浦、东芝已领先业界成功开发出800流明LED球泡灯，并且正在积极研发1000流明以上LED球泡灯。

美国克里公司目标是达到每1美元达1000流明的LED产品。

目前国内LED企业是在政府鼓励扶持下，通过北京奥运会、上海世博会、广州亚运会、深圳大运会和“十城万盏”等获得了快速发展。

而接下来LED照明要作为新的节能光源，快速被消费者认同，进入寻常百姓家。

近年来LED在商厦、办公写字楼的应用范围逐步扩大,已从装饰照明逐步进入功能性照明的应用领域,LED技术的发展使其将逐步成为高档建筑的理想光源。

大功率LED新光源的问世，就是对上百年传统照明理论颠覆性的技术创新，它低能耗、长寿命、绿色环保的半导体照明技术将当之无愧地成为最具发展潜力的照明替代产品，LED照明灯具具有以下优势：

1，大功率LED灯具的寿命长

LED光源理论使用寿命为8—10万小时，实际因各种因素影响，LED灯具使用寿命在3—5万小时间，它的寿命取决于以下几点：

（1）LED光源的芯片质量，光衰减值。

（2）LED的封装质量.一致性及可靠性。

（3）LED作为冷光源，但LED半导体本身会产生热。

LED的散热，保证LED的良好工作条件。

（4）电源、恒流驱动的寿命质量保证。

2，节能效率高

照明工程是个系统工程，不管是明视照明还是气氛照明都是通过电能转换成光，再通过灯具投影，使某一个局部的被照面达到一定的照度、均匀度、显色性，多个被照面的局部合成一个完整的照明工程，不能简单的用功耗来比较，而是要通过综合、全面的分析进行比较。

3，常规灯具与半导体LED照明灯具的差异化

灯具是光源、电源、灯罩和其他附件等装配组合而成的照明器具，它又是用来控制光源、光线投照的方式，同时又能起到保护光源，提高照明效率的照明工具。

常规照明灯具主要由灯壳体、光源腔、电器室等组成。

因其有足够的壳体空间及活性炭和泡沫硅橡胶的密封安装散热，保证了光源的工作条件。

其光源腔的防护等级IP65、电器室的防护等级IP45。

半导体LED路灯的面世，其光源的长寿命独特性，具有易合理配光的优越性，色温的可变性，显色指数高的优势，低电压、电流的光源供电具备了高效节能的发展趋势。

对于LED应用于照明有先天的优势，其优势在于：

（1）LED作为点光源，如果设计合理，很大程度上可以直接解决传统球状光源必须依靠光发射来解决的二次取光及光损耗问题；

（2）对光照射面的均匀度可控，理论上可以做到在目标区域内完全均匀，这也能避免传统光源"灯下亮"现象中的光浪费；

（3）色温可选，这样在不同场合的应用中，也是提高效率、降低成本的一个重要途径。

2.3.2空调系统

由于过渡季节，冷负荷较小，而室外温度相对于夏季较低，空调的冷却水通过冷却塔散热后，能够满足室内较小冷负荷的要求；由于空调主机的冷冻水和冷却水在主机中进行热交换，所以此方案只需冷却水系统直接接入冷冻水管道即可，整个系统中其它各个部分均不需要改变，能够满足工程施工对主机四周空间的要求，能够满足其它现场实际条件的要求。

所以此空调方案具有设计和施工可行性

1，延长主机及冷冻水泵的使用寿命。

延长为保证购物环境的舒适，新华百货中央空调每年3月中旬就需要开机，制冷季节初期为40天；每年10月底才能关机，制冷末期为30天。

在制冷季节初期和制冷末期共70天的时间内，将店屋顶冷却塔内的冷却水直接引入循环系统，在不开动主机及冷冻泵的前提下，达到购物环境对空调的需求。

主机及冷冻水泵每个供冷季运行时间减少了约1／3，大大延长了主机和冷冻水泵的使用寿命。

2，节能明显

***每个供冷季的过渡季节主机和冷冻水泵停止运行，只有冷却水泵、冷却塔，和各空调末端系统参与运行，大大降低了能耗。

2.4项目建设依据

1，《产业结构调整指导目录（2011年本）》发展改革委令2011第9号

2，《北京市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》

3，《北京市“十二五”时期节能降耗与应对气候变化综合性工作方案》

4，《北京市节能节水减排技术推广计划》京发改[2008]1722号

第三章项目建设现状分析及改造方案

3.1项目单位能耗现状

1，能源消费品种

***所使用的能耗种类为电力和外购热力。

统计如下表（表3-1）。

表3-12014年能耗统计表

能源种类

单位

2014年能耗统计表

实物量

折标煤量（tce）

所占比例

（%）

电力

万kWh

1296.33

1593.19

36.92

外购热力

百万KJ

79785.87

2722.29

63.08

综合能耗

4315.48

2，产品单耗

（1）主营业务收入单耗

2014年公司实现主营业务收入163094.48万元，综合能源消费量4315.48吨标准煤，万元主营业务收入能耗量为0.02646吨标煤。

（2）单位营业面积能耗

2014年公司经营总面积为83111平方米，单位营业面积能耗为23.64千克标准煤/平米。

3.2项目单位能耗问题分析

照明所占的能耗比例大是商场建筑的特点，商家为了吸引顾客，往往装有较多的灯具，因此商铺内的照度普遍偏高，这可以通过现场测试结果得到证明。

照度偏高是商家希望以较高的照度、合适的色温来展示商品，吸引顾客。

商场的照明设备难以实现“部分空间、部分时间”开启，只要是营业时间，照明基本全部开启，否则可能影响销售，因此照明设备开启时间长，其能耗较大。

***照明灯具主要包括节能筒灯、金卤筒射灯；双眼、三眼金卤/斗胆卤素射灯；T5、T8灯管等，以及少量的白炽灯。

商场照明也是能耗较大的一项，如果将这些灯具更换为LED高效节能灯，将会大大减少能源消耗，降低运行成本。

商场环境除了照明系统“能耗高”外，空调系统也是“耗能大户”此改造方案是直接采用主机和冷冻水泵停止运行，所以空调主机和冷冻水泵在过渡季节的能耗直接降低到“0”。

大大减少了能源消耗。

3.3项目单位改造方案

3.3.1LED照明

1、LED光源工作原理

目前的LED光源是低电压（VF=2→3.6V）、大电流（IF=20→1500mA）工作的半导体器件，必须提供合适的直流电才能正常发光。

由于我们日常照明使用的电源是高压交流（AC100～220V），所以必须使用降压的技术来获得较低的电压，常用的是变压器或开关电源降压，然后将交流