宁波某银行办公大楼中央空调系统技术经济分析与比较.docx
《宁波某银行办公大楼中央空调系统技术经济分析与比较.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《宁波某银行办公大楼中央空调系统技术经济分析与比较.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
宁波某银行办公大楼中央空调系统技术经济分析与比较
宁波银行办公大楼
中央空调系统
技
术
经
济
分
析
与
比
较
浙江省建筑设计研究院
二0一0年五月
一、项目概况及经济技术条件
根据项目所在地所处环境及政策情况，现对中央空调系统拟采用以下不同的冷源方案：
（1）冰蓄冷系统，
（2）常规电制冷系统,（3）常规电制冷系统
1．项目概况
工程项目总建筑面积约8.7万m2。
其中地上面积5.1万㎡，地下3.6万㎡。
根据《采暖通风与空气调节设计规范》及本建筑大楼的功能特性等相关资料，考虑到一定的同时使用系数，经计算夏季设计日尖峰冷负荷约为2200RT（约665万kcal/h），各功能段区分详见下表：
序号
空调面积（m2）
空调冷指标（W/m2）
尖峰冷负荷（KW）
空调使用时间
1
87000
90
7737
8:
00-18:
00
夏季设计日尖峰冷负荷约为2200RT（约7737kW）
其逐时冷负荷图如下图所示：
2．电力政策
2.1浙江省蓄能中央空调峰谷电价政策如下表所示:
电价类型
时段
电价（元/kW.h）
低谷时段
22:
00～次日8:
00,11:
00～13:
00
0.415
尖峰时段
19:
00～21:
00
1.070
高峰时段
其他时段
1.368
2.2常规电制冷中央空调峰谷电价政策如下表所示:
电价类型
时段
电价（元/kW.h）
低谷时段
22:
00～次日8:
00,11:
00～13:
00
0.558
尖峰时段
19:
00～21:
00
1.070
高峰时段
其他时段
1.368
二、本工程中央空调系统初期投资分析
本工程仅对以下拟采用的两种不同冷源方案进行初投资和运行费用的分析与比较：
（1）冰蓄冷中央空调系统
（2）常规电制冷中央空调系统
（3）空气源（风冷）热泵中央空调系统
（4）VRF变频多联空调系统
（5）水源热泵型VRF变频多联空调系统
1.冰蓄冷中央空调系统初投资
1.1设备初投资费用
由于本工程夜间负荷较小，而大部分负荷处于白天高峰期，综合考虑各种因素，冰蓄冷系统采用制冷主机优先运行的部分负荷冰蓄冷策略，设备选型及初期投资费用详见下表：
序号
设备名称
规格、型号
数量
功率
（kW）
总功率（kW）
单价
万元
总价
万元
备注
1
双工况主机
500RT/345RT
2台
321
642
105
210
合资
2
基载主机
500RT
1台
320
320
100
100
合资
3
蓄冰装置
蓄冷量为：
6370RT.h
整套
0
0
280
280
国优
4
制冷板换
换热量：
3000kW
乙二醇侧：
3.5/11.0℃
水侧：
5.0/13.0℃
2台
0
0
24
48
合资
5
乙二醇泵
Q=378m3/h,H=35m
3台
45
90
3.5
10.5
备一
变频
6
板换冷冻泵
Q=323m3/h,H=32m
3台
37
74
3
9
备一
变频
7
基载冷冻泵
Q=189m3/h，H=32m
2台
22
22
2
4
备一
变频
8
冷却水泵
Q=420m3/h，H=25m
4台
45
135
4
16
备一
10
冷却塔
处理水量450m3/h
3台
15
45
14
42
国优
11
乙二醇膨胀补液箱
有效容积:
1.5m3
1套
0
0
0.6
0.6
国优
12
乙二醇溶液
100％涤纶级
16吨
0
0
1.3
20.8
国优
13
自控系统
硬件进口
整套
0
0
50
50
进口
14
合计
1.2.设备安装费
设备安装费为设备总投资的10%。
设备安装费=790.9*10%=79万元
1.3.配电费
变压及配电设备费用估算800元/kVA，功率因素取0.80，按夏季装机变压器配电容量：
1660KVA（=1328kW/0.8），配电费用为132.8万元（=1660kVA*800元/kVA）。
1.4.配电高可靠性费
冰蓄冷系统可免收双线路的配电高可靠性费用。
2.常规电制冷系统初投资
2.1设备初投资费用
常规电制冷系统按设计负荷选择主机设备、水泵等各种用电设备，机房内设备选型及初期投资费用见下表：
序号
设备名称
规格、型号
数量
功率
kW
总功率
kW
单价
万元
总价
万元
备注
1
冷水机组
550RT
4台
340
1360
116
464
合资
2
冷冻水泵
Q=333m3/h,H=32m
5台
55
220
3.2
16
备一
3
冷却水泵
Q=462m3/h,H=25m
5台
55
220
4.5
22.5
备一
4
冷却塔
处理水量500m3/h
4台
15
60
16
64
国优
5
自控系统
硬件进口
整套
0
40
40
6
合计
2.2设备安装费
设备安装费为设备总投资的10%。
设备安装费=606.5*10%=60.7万元
2.3配电费
变压及配电设备费用估算800元/kVA，功率因素取0.8，按夏季装机变压器配电容量：
2325KVA（=1860kW/0.8），配电费用为186万元（=2325kVA*800元/kVA）。
2.4配电高可靠性费
双线路征收的配电高可靠性费用220元/kVA，功率因素取0.8，按夏季装机变压器配电容量：
2325KVA（=1860kW/0.8）计算，费用为51.2万元（=2325kVA*220元/kVA）。
3.风冷热泵系统初投资
3.1设备初投资费用
风冷热泵系统按设计负荷选择主机设备、水泵等各种用电设备，机房内设备选型及初期投资费用见下表：
序号
设备名称
规格、型号
数量
功率
（kW）
总功率
（kW）
单价
万元
总价
万元
备注
1
风冷热泵机组
制冷量710KW
11台
228
2508
70
770
合资
2
冷热水泵
130m3/h，30m
12台
18.5
203.5
1.5
18
备一
变频
3
自控系统
硬件进口
整套
0
0
40
40
西门子
4
合计
3.2设备安装费
设备安装费为设备总投资的10%。
设备安装费=828*10%=82.8万元
3.3配电费
变压及配电设备费用估算800元/kVA，功率因素取0.8，按夏季装机变压器配电容量：
3389.4KVA（=2711.5kW/0.8），配电费用为271.2万元（=3389.4kVA*800元/kVA）。
3.4配电高可靠性费
双线路征收的配电高可靠性费用220元/kVA，功率因素取0.8，按夏季装机变压器配电容量：
3389.4KVA（=2711.5kW/0.8）计算，费用为74.6万元（=3389.4kVA*220元/kVA）。
4.VRF多联空调系统初投资
3.1设备初投资费用
序号
设备名称
规格、型号
数量
功率
（kW）
总功率
（kW）
单价
万元
总价
万元
备注
1
多联空调机组
制冷量110KW
70台
35
2450
12.5
875
合资
2
自控系统
整套
0
0
0
0
已含
3
合计
875
3.2设备安装费
设备安装费为设备总投资的10%。
设备安装费=875*10%=87.5万元
3.3配电费
变压及配电设备费用估算800元/kVA，功率因素取0.8，按夏季装机变压器配电容量：
3062.5KVA（=2450kW/0.8），配电费用为245万元=3062.5kVA*800元/kVA）。
3.4配电高可靠性费
双线路征收的配电高可靠性费用220元/kVA，功率因素取0.8，按夏季装机变压器配电容量：
3062.5KVA（=2450kW/0.8）计算，费用为67.4万元（=3062.5kVA*220元/kVA）。
5.水源热泵VRF多联空调系统初投资
3.1设备初投资费用
序号
设备名称
规格、型号
数量
功率
（kW）
总功率
（kW）
单价
万元
总价
万元
备注
1
多联空调机组
制冷量80KW
97台
18
1746
10.6
1028.2
合资
2
冷却塔
处理水量500m3/h
4台
22
88
16.5
65
国优
3
冷却泵
Q=450m3/h，H=25m
4台
45
180
4.1
16.4
备一
4
燃气锅炉
1000KW
2台
2.2
4.4
25
50
5
热水泵
Q=80m3/h，H=25m
2台
11
22
1.1
2.2
备一
6
自控系统
整套
0
0
20
20
已含
7
合计
2040.4
1181.8
3.2设备安装费
设备安装费为设备总投资的10%。
设备安装费=1181.8*10%=118.2万元
3.3配电费
变压及配电设备费用估算800元/kVA，功率因素取0.8，按夏季装机变压器配电容量：
2550.5KVA（=2040.4kW/0.8），配电费用为204万元=2550.5kVA*800元/kVA）。
3.4配电高可靠性费
双线路征收的配电高可靠性费用220元/kVA，功率因素取0.8，按夏季装机变压器配电容量：
2550.5KVA（=2040.4kW/0.8）计算，费用为56.1万元（=2550.5kVA*220元/kVA）。
4.初投资综合比较
系统
设备费用
安装费用
配电设施费
双线路费用
合计
冰蓄冷
790.9
79
132.8
0
1002.7
常规
606.5
60.7
186
51.2
风冷热泵
828
82.8
271.2
74.6
VRF
875
87.5
245
67.4
1274.9
水源VRF
1181.8
118.2
204
56.1
1560.1
三、中央空调系统机房运行费用分析
1.部分负荷性能系数IPLV法
蓄能机房的运行策略：
尽量利用低谷低价蓄冷，白天融冰供冷，尽量减少白天高峰时期的用电量，蓄能机房在100%负荷，75%负荷，50%负荷和25%负荷下的运行策略见下图，依据运行策略表进行机房的运行费用计算，依据每个小时内的设备开机功率，算出每个小时的运行费用，主机及变频设备的耗电量根据负荷变化而变化，计算时以线性比例计算实际耗电量。
100%负荷设计日运行策略
75%负荷设计日运行策略
50%负荷设计日运行策略
25%负荷设计日运行策略
冰蓄冷日运行费用计算：
100%负荷设计日：
10198.4×0.415＋9688.7×1.070+0×1.368=14599元/日
75%负荷设计日：
10063.4×0.415＋5463.4×1.070+0×1.368=10022元/日
50%负荷设计日：
9146.5×0.415＋1612.9×1.070+0×1.368=6040元/日
25%负荷设计日：
5637.4×0.415＋392.8×1.070+0×1.368=2760元/日
常规电制冷日运行费用计算：
100%负荷设计日：
3441.2×0.558＋14104.8×1.070+0×1.368=17012元/日
75%负荷设计日：
2580.9×0.558＋10953.6×1.070+0×1.368=13160元/日
50%负荷设计日：
1720.6×0.558＋7052.4×1.070+0×1.368=8506元/日
25%负荷设计日：
430.2×0.558＋3526.2×1.070+0×1.368=4253元/日
风冷热泵日运行费用计算：
100%负荷设计日：
4867.1×0.558＋20146.4×1.070+0×1.368=24273元/日
75%负荷设计日：
3650.4×0.558＋15109.8×1.070+0×1.368=18204元/日
50%负荷设计日：
2433.6×0.558＋10073.2×1.070+0×1.368=12136元/日
25%负荷设计日：
608.4×0.558＋5036.6×1.070+0×1.368=6068元/日
VRF日运行费用计算：
100%负荷设计日：
4815.1×0.558＋18225.4×1.070+0×1.368=22188元/日
75%负荷设计日：
3510.4×0.558＋13559.4×1.070+0×1.368=16467元/日
50%负荷设计日：
2312.4×0.558＋8675.1×1.070+0×1.368=10573元/日
25%负荷设计日：
565.8×0.558＋4966.7×1.070+0×1.368=5630元/日
水源热泵VRF日运行费用计算：
100%负荷设计日：
3456.3×0.558＋14809.5×1.070+0×1.368=17775元/日
75%负荷设计日：
2566.0×0.558＋10668.3×1.070+0×1.368=12847元/日
50%负荷设计日：
1680.4×0.558＋6925.4×1.070+0×1.368=8348元/日
25%负荷设计日：
380.2×0.558＋3364.5×1.070+0×1.368=3812元/日
宁波地区IPLV=11.2%*A+20.6%*B+44.8%*C+23.4%*D
运行费用分析见下表：
单位：
元
运行状态
100%负荷运行（11.2%）
75%负荷运行（20.6%）
50%负荷运行（44.8%）
25%负荷运行（23.4%）
总计
（万元）
运行天数（天）
24
44
96
50
214
日运行费
冰蓄冷
14599
10022
6040
2760
150.9
电制冷
17012
13160
8506
4253
201.7
风冷热泵
24273
18204
12136
6068
285.2
VRF
22188
16467
10573
5630
255.4
水源VRF
17775
12847
8348
3812
198.4
注：
运行天数暂按照214天计算（4月15日~11月15日）。
2.年设备维护费用
设备折旧费按设备总投资除以设备使用寿命20年（风冷热泵按15年）进行折旧计算，设备维护费按设备折旧费乘以设备维护费率进行计算，详见下表：
系统形式
设备总投资
（万元）
设备折旧费
（万元/年）
设备维护费率
设备维护费
（万元/年）
冰蓄冷
790.9
39.5
12%
4.7
电制冷
606.5
30.3
10%
3
风冷热泵
828
55.2
12%
6.6
VRF
875
43.75
12%
5.25
水源VRF
1181.8
59.1
10%
5.9
3.运行费用
系统形式
夏季运行费
（万元/年）
年设备维护费
（万元/年）
合计
（万元/年）
冰蓄冷
150.9
4.7
电制冷
201.7
3
风冷热泵
285.2
6.6
VRF
255.4
5.25
260.7
水源VRF
198.4
5.9
204.3
四、综合经济性分析
1．投资回收期计算及案例
采用年经常费用法进行投资分析，用投资回收年限验证投资的可行性，年经常费用比较见下表所示：
冰蓄冷
常规电制冷
风冷热泵
VRF
水源VRF
初投资（万元）
1002.7
904.4
1256.6
1274.9
1560.1
年运行费（万元）
155.6
204.7
290.2
260.7
204.3
回收年限（年）
2
－
-
－
－
蓄冷装置占地面积（m2）
110
－
-
－
－
机房面积（m2）
制冷机房＋锅炉房
480＋200
480＋200
屋顶放置
分层设置700外立面设备阳台
冷却塔屋顶放置，锅炉150，室内主机300
应用案例
杭州交通银行
杭州建设银行
中纪委监察部杭州培训中心
普陀祥生大酒店
杭州天辰国际广场
宁波银行鄞州支行
宁海支行
杭州联合银行
宁波银行
宁海支行
江浙地区尚无
注：
回收年限=（蓄冷系统初投资—常规系统初投资）/（常规系统年运行费用—蓄冷系统年运行费用）
2.综合分析比较表
初投资
年运行费
技术特点
冰蓄冷
（万元）
1.设备费:
790.9
2.安装费：
79
3.配电费:
132.8
4.双线路费用：
0
合计:
1002.7
1.空调季:
150.9
2.设备维护费:
4.7
合计:
155.6
1.系统运行经济、可靠、控制灵活，利用峰谷荷电价差，平衡电网负荷，大大减少空调年运行费；
2.使用灵活，节能效果明显；
3.可以利用蓄冷的低温特性，节约末端的投资与运行能耗；
4.属于节能型中央空调系统，是对国家节能减排政策的强有力的支持。
5.冬季配置燃气锅炉。
常规空调
（万元）
1.设备费:
606.5
2.安装费：
60.7
3.配电费:
186
4.双线路费用：
51.2
合计:
904.4
1.空调季:
201.7
2.设备维护费:
3
合计:
204.7
1.系统简单，占地比其他形式的稍小
2.效率高，COP一般大于5.3
3.设备投资相对于其它系统少
4.节能性较差
5.冬季配置燃气锅炉。
风冷热泵
（万元）
1.设备费:
828
2.安装费：
82.8
3.配电费:
271.2
4.双线路费用：
74.6
合计:
1256.6
1.空调季:
285.2
2.设备维护费:
5
合计:
290.2
1.系统简单，放置于屋顶，不占用室内建筑面积。
一机两用（冬夏共用）。
但机组运行环境恶劣，影响使用寿命。
2.效率低，COP一般为3，运行费用高
3.设备初投资较高，噪声大。
4.系统对环境依赖大，节能性差
5.江浙地区冬季极端气候制热性能差。
VRF
1.设备费:
875
2.安装费：
87.5
3.配电费:
245
4.双线路费用：
67.4
合计:
1274.9
1.空调季:
255.4
2.设备维护费:
5.25
合计:
260.7
1.系统灵活，占地较小.
2.COP一般为3，运行费用较高
3.设备初投资较高，R410A冷媒使用量大。
（R410A全球变暖潜值GWP与R22相当）
4.系统对环境依赖大,外立面须设设备阳台及百叶，立面影响较大.
5.超高层分层放置，上部室外机吸气温度较高，机组性能受较大影响。
集中放置则管长较长，能量衰减大，能效比大幅降低。
6.江浙地区冬季极端气候制热性能差
水源热泵VRF
1.设备费:
1181.8
2.安装费：
118.2
3.配电费:
204
4.双线路费用：
56.1
合计:
1560.1
1.空调季:
198.4
2.设备维护费:
5.9
合计:
204.3
1.系统灵活，占地小.室内主机放置位置方便。
2.效率较高，运行费用较VRF少。
3.设备初投资很高,系统设备控制较复杂。
R410A冷媒使用量较大。
（R410A全球变暖潜值GWP与R22相当）
4.室内主机压缩机小而多，能效比较水冷机组低，维护量大。
水冷型室内机组配套闭式冷却塔较为昂贵。
5.系统对环境依赖较小。
6.冬季配置燃气锅炉。
3．结论
通过年经常费法分析比较，冰蓄冷系统的初投资比常规系统稍高，但是年运行费比常规系统年运行费低，2年即可回收成本，而且冰蓄冷投资回收年限在2～3年之内时，可采用冰蓄冷系统，且符合国家及地方的节能环保要求及LEED绿色建筑相关要求，所以推荐使用。
升级会员 