XX公司2020年XX供冷供热电能替代典型示范项目可行性研究报告

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1、可行性研究报告项目名称：XX公司2020年XX供冷供热电能替代典型示范项目项目单位：XX公司编制：审核：批准：编制单位：设计、勘测证书号：年月日(1)响应绿色能源发展战略要求全省系统内建筑综合能效提升项目作为多能服务新兴业务示范工程，通过多能优化节能改造，实现能源的高效利用，是贯彻落实习总书记关于能源“四个革命”和国家“节约、清洁、安全”能源发展战略的重要体现，是公司推进综合能源业务全面转型升级、落实国网公司“三型两网、世界一流”战略目标的自我实践。(2)提高能源利用效率，实现可持续发展节能改造项目将原有老旧低效的冷热源设备、市政供热等替换为高效的冷水机组/空气源热泵/地源热泵/相变蓄热系统，

2、可提高供能效率，实现冷热供应系统的高效运行，减少能源浪费，降低企业用能成本，增加企业效益。(3)发展低碳经济，促进节能减排目前环境污染中严重污染物如SO2、NOx、CO2、烟尘等,80%是由于化石能源的应用产生的，尤其是煤的直接燃烧所引起。我国是以煤为主的能源生产和消费大国，在一次能源中煤占70%左右，过度依赖煤炭的能源结构，造成我国能效水平不高、污染严重等问题。节能改造项目使用的冷热源设备均使用电能作为驱动能源，可以减少SO2、NOx等污染物的排放，降低污染水平，改善空气质量，对保护生态环境、促进社会经济的可持续发展有极大的帮助，符合“零碳经济”发展理念。2 .项目建设目标(1)冷水机组通过

3、将老旧冷水机组进行设备更换，效率可提升约30%,同时降低设备维护保养费用和零部件更换费用，降低企业用能成本，增加企业效益。(2)空气源热泵通过空气源热泵系统改造，替换原有市政集中供热，依托自动控制系统根据室内末端和室外环境温度，合理配置设备开启的数量，实现热量供应的灵活调控，减少能源浪费，从而降低企业约30%用能成本，增加企业效益。同时系统将供热能源类型替换为电能，可降低煤炭使用量，减少SO2、NOx等污染物的排放，降低大气污染水平，改善空气质量，对保护生态环境、促进社会经济的可持续发展有促进作用，符合“零碳经济”发展理念。通过空气源热泵系统改造，替换原有电锅炉系统，效率可提升约150%,减少

4、能源浪费，从而降低系统运行费用，增加企业效益。(3)地源热泵通过地源热泵系统改造，替换原有供冷、供热系统，合理利用地热资源，使能源利用更加多元化、高效化，清洁化，对促进可持续发展有示范意义。供冷效率相比原系统可提高30%,供暖效率可提高约250%,从而减少能源浪费，降低系统运行费用，增加企业效益。(4)相变蓄热系统通过相变蓄热系统改造，大量使用低谷电，响应国家“削峰填谷”政策，缓解电网调峰压力，减少能源浪费，促进可持续发展。同时充分利用国家低谷电价的优惠政策，能源价格可降低约50%,从而减少系统运行费用，增加企业效益。3 .项目方案3.1 项目负荷统计项目建筑面积：xm2项目冷指标为：xW/M

5、冷负荷为：xkW项目热负荷为：xW/m2热负荷为：xkW3.2 项目现状(1)供热供热目前采用市政集中供热/电锅炉系统，设备已使用x年,设备参数如下：序号设备名称设备参数数量1电锅炉额定功率：xkW生产日期：2循环水泵流量：xm3扬程xm功率xkW3定压补水装置定压泵流量：xm3扬程xm率xkW功4软水器补水量：xm3/h5软化水箱尺寸：xmmxxmm乂xmm(2)供冷供冷目前采用冷水机组/VRV多联机/空气源热泵系统，设备已使用x年，设备参数如下:序号设备名称设备参数数量1冷水机组/VRV多联机/空气源热泵制冷量：xkW功率xkW流量：xm3/h生产日期2冷冻水泵流量：）m3扬程x(m功率x

6、kW3冷却水泵流量：）m3扬程x(m功率xkW4定压补水装置定压泵流量:率xkWxm3扬程xm功5软水器软化水量：|xm3/h6软化水箱尺寸：）(mmixxmmxxmm7冷却塔流量xm3/h功率xkVl3.3 项目内容、范围，建设规模3.3.1 冷热源设备改造方案一：冷水机组系统项目采用x台高效冷水机组替换原有老旧冷水机组，单台设备参数如下：序号名称参数1制冷量（kW）2制冷输入功率（kW）3制冷性能系数EER制冷工况：冷冻水进由口温度为12/7C,室外温度35C；冷水机组系统需设置机房，用于放置水泵、定压补水装置、软水器等辅助设备。冷却塔放置在屋面/地面辅助设备选型如下：序号设备名称设备参数

7、数量序号设备名称设备参数数量1冷冻水泵流量：xm3扬程xm功率xkW2冷却水泵流量：xm3扬程xm功率xkW3定压补水装置定压泵流量：xm3扬程xm功率xkW4软水器软化水量：xm3/h5软化水箱尺寸：6冷却塔流量xm3/h功率xkW方案二：空气源热泵系统项目采用x台空气源热泵，空气源热泵为办公楼提供冷量和热量。单台设备参数如下：序号名称参数1制冷量（kW）1382制冷输入功率（kW）39.963制冷性能系数EER3.464制热量（kW）103.285制热输入功率（kW）37.456制热性能系数COP2.76制冷工况：冷冻水进由口温度为12/7C,室外温度35C；制热工况：采暖热水进由口温度为

8、40/45C,室外温度（干球）7C、（湿球）6CO空气源热泵系统需设置机房，用于放置水泵、定压补水装置、软水器等辅助设备。机房辅助设备选型如下:序号设备名称设备参数数量序号设备名称设备参数数量1循环水泵流量：xm3扬程xm功率xkW2定压补水装置定压泵流量：xm3扬程xm功率xkW3软水器软化水量：xm3/h4软化水箱尺寸：方案三：相变蓄热系统相变蓄热系统主要由电热锅炉和蓄热设备组成。本项目电蓄热系统拟采用模块式蓄能设备，蓄能材料推荐采用无机盐相变材料，蓄热密度大，循环稳定性好，导热系数高，成本较低，占地面积小。根据本项目采暖负荷需求，初步选择x台xkW的模块式蓄能体和x台xkW的电锅炉，电蓄

9、热系统谷电时段投入运行对蓄热体加热，蓄热时间共计8个小时,白天电价峰平时段进行释热供暖，当检测到电蓄热系统热水温度低于设定值时停运。蓄热量计算公式：蓄热量=热负荷*日运行时间蓄热量为xkW。单台蓄热设备参数如下:序号名称参数1畲热量（kW）2尺寸（mm）3重量（t）单台电锅炉参数如下:序号名称参数1额定功率（kW）2尺寸（mm）3重量（t）相变蓄热系统需设置机房，用于放置蓄热设备、水泵、定压补水装置、软水器等辅助设备。机房辅助设备如下：序号设备名称设备参数数量1循环水泵流量：xm3扬程xm功率xkW2定压补水装置定压泵流量：xm3扬程xm功率xkW3软水器软化水量：xm3/h4软化水箱尺寸：方

10、案四：地源热泵系统（1）主机系统考虑到本项目冷负荷大于热负荷，最不利工况为制冷工况,因此系统按制冷工况选型。根据本项目的冷负荷总需求，地源热泵系统选用x台地源热泵主机。单台设备参数如下：序号名称参数备注1制冷量（kW）2制冷输入功率（kW）3制冷性能系数EER4制热量（kW）5制热输入功率（kW）6制热性能系数COP7主机尺寸（长x宽x高）制冷工况：冷冻水进由口温度为12/7C,地下环路进由口温度为25/30C；制热工况：采暖热水进由口温度为40/45C,地下环路进由口温度为10/5Co机房辅助设备选型如下:序号名称参数台数备注1空调侧循环水泵流量：xm3扬程xm功率xkW2地源侧循环水泵流量

11、：xm3扬程xm功率xkW3落地膨胀水箱含补水泵（流量xm3h、扬程xm）;调节容积xm3负荷侧4软水器补水量xt/h双阀双罐5膨胀补水箱启效谷积xm3地埋管侧（2）地埋管系统地埋管长度计算Q1Q11-水泵释热量夏季向土壤释放的热量EER1Q2Q21水泵释热量冬季向土壤吸收的热量COP其中：Q2kWQ1向土壤释放的热量，kW向土壤吸收的热量，Q1夏季设计总热负荷，kWQ2冬季设计总热负荷，kWCOP热泵机组制热性能系数EER热泵机组制冷性能系数计算可得，地源热泵系统夏季向土壤释放的热量为xkW,冬季向土壤吸收的热量为xkWo钻孔参数确定钻孔的几何分布形式根据项目场地确定，选取矩阵型排列设计钻孔

12、间距取4.5mX4.5m（行间距*列间距）进行计算，钻孔直径设计为0.15m,设计钻孔深度120m。U型管的确定本项目地埋管孔直径为150mm,下管深度120m,立管采用DE32的HDPE高密度聚乙烯单U管。地埋管换热长度及占地面积估算地下热交换器长度的确定除了已确定的系统布置和管材外，还需要有当地的土壤技术资料，如地下温度、传热系数等。由于目前缺少土壤的热物性参数，换热能力即单位垂直埋管深度的换热量根据周边已运行地源热泵工程数据，单位孔深排热量按50W/m,单位孔深吸热量按40W/m。按排热量计算地埋管的长度，计算公式如下:L1=Q1X1000/W1L1:竖井总深度，mQ1:换热器总释热量，

13、kWW1:单位孔深排热量，w/m因此：竖井总深度：L1=Q1x1000/W1=xm按吸热量计算地埋管的长度，计算公式如下：L2=Q2X1000/W2L2:竖井总深度，mQ2:换热器总吸热量，kWW2:单位孔深吸热量，w/m因此：竖井总深度：L2=Q2X1000/W2=xm采用按吸热量计算结果作为埋管长度，多余部分热量由辅助冷却塔排由，则设计竖井总深度L=xm则地埋管实际排热量Q3如下：Q3=L2xW1/1000=xkW根据工程的地质条件，建议竖井深度为120m。（如果地下有岩层或其他硬物，则需另外考虑）。计算竖井数目：N=L/H其中：N竖井总数，个L竖井埋管总长，mH竖井深度，m本项目竖井深度

14、H取120米，因此N=L/H=x个考虑留有一定余量，则本项目室外地埋管总设计竖井数按x个。竖井总占地面积S=xX4.5X4.5=xm2垂直埋管系统共设置x个环路，每个环路x个孔。3.3.2 配电系统改造(1)新增配电系统新增空气源热泵/地源源热泵/冷水机组/相变蓄热系统建设配套10kV箱式变电站，10kV采用单母线接线，0.4kV采用单母线分段或单母线接线，配置x台，S13型低损耗变压器为新建能源站供电，变压器容量为xkVAo供电负荷统计如下：用电设备设备功率(kW)同时系数功率合计备注小计3.4 主要建设方案一序号项目名称内容备注1机房主机及辅助系统机房系统内设计，供货，安装，调试2室内室外

15、泵房管道连接将各个系统根据设计要求连接起来，以实现设计目标3配电系统配电系统内设计，供货，安装，调试3.5项目先进性、科学性3.5.1 冷水机组项目采用新型高效冷水机组，技术成熟，应用广泛，相比老旧冷水机组效率可提升约30%。3.5.2 空气源热泵(1)空气源热泵系统以电能为驱动能源，技术成熟，应用广泛，能源持久稳定，供热时相比燃气锅炉供暖系统，不会由现断供或能源价格飙升的危险。(2)空气源热泵系统利用了空气中的能量，热泵机组能效比在23.5之间，供热时相比电锅炉(能效比小于1)和燃气锅炉，能源利用率提高，大大运行成本降低。(3)空气源热泵同时具备供冷和供热的能力，冬季夏季均可运行为建筑供能，

16、设备使用率高，系统经济型高。(4)空气源热泵机组为模块机，单台机器体积较小，可根据场地要求灵活布置：热泵机组可集中或分散地布置在屋顶、地面。(5)空气源热泵系可根据天气变化和室内末端用能情况，灵活控制空气源热泵运行的数量，进而降低运行成本，提高系统节能性。(6)空气源热泵系统运行时管道内温度不会高于60C(一般在45c左右)，且系统无爆炸、燃烧、有害物质泄露等危险情况的存在，系统运行平稳安全，无需安全防护方面的特殊要求。3.5.3 相变蓄热系统相变蓄热是一种以相变储能材料为基础的高新储能技术。主要分为热化学储热、显热储热和相变储热。显热储热是目前应用最广的一种储热方式，然而它的储热密度小。相比

17、之下，相变储热的储热密度是显热储热的510倍甚至更高。采用“电锅炉+相变蓄热”的供暖方式，这样既可以利用原有热源设备，又可以利用低谷电价，大大降低系统的运行费用。同时使用低谷电负荷国家“削峰填谷”的政策，可缓解电网调峰压力，满足山东省国家电网电力需求响应要求3.5.4 地源热泵系统(1)地源热泵机组运行时，不消耗水也不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。一机多用，应用广泛。(2)地源热泵系统可供暖、空调制冷，还可提供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统，特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物。(3)地源热泵系统运动部件要比

18、常规系统少，因而减少维护，其系统不是埋在地下就是安装在室内，不暴露在风雨中，机组紧凑、节省空间，也可免遭损坏，更加可靠，延长寿命。自动控制程度高，可无人值守、远程管理，无需雇佣人员看管。(4)地源热泵夏天把室内的热量排到地下，冬天把地下的热量取由来供室内使用，相对来说，向环境排放更少的能量，维持生态环境的平衡。(5)没有冷却塔、锅炉房和其它设备，省去了锅炉房，冷却塔占用的宝贵面积，产生附加经济效益，并改善了环境外部形象。3.6项目实施进度根据项目工作要求，结合各单位的实际，计划将项目工作分为以下几个阶段，具体如下工程实施计划表序号阶段时间1工程勘察设计2建设方案编制3工程施工4工程自验收5工程

19、竣工验收6工程试运及总结4.主要设备材料清册4.1 编制说明1、符合工艺技术及产能要求，保证产品质量，这是项目设备选择的根本原则。2、国产设备优先原则，在满足产品技术要求的前提下，尽可能采用国内先进的生产设备，以满足产品的质量要求。3、优先选用性能先进、节能环保、坚固耐用、技术可靠及价格合理的设备。4.2 主要设备材料表Jr#工程或费用名称规格数量单位1空调系统改造1.1冷水机组/地源热泵台1.2冷冻水泵台1.3冷却水泵/地源侧循环水泵台1.4冷却塔台1.5定压补水装置台1.6软水器台1.7阀门仪表类1.8管线1.9管线保温2供暖系统改造2.1空气源热泵机组2.2循环水泵2.3定压补水装置台2

20、.4软水器台2.5阀门仪表类项2.6管线2.7管线保温部分3配电设施改造3.1箱式变电站座3.1.1变压器台3.1.2高压进出线柜面3.1.3低压进线柜面3.1.4母联柜面3.1.5低压馈线柜面序号工程或费用名称规格数量单位3.1.6电容补偿柜面3.1.7DTU柜面3.1.8负荷控制终端套3.1.9智能电表只3.1.10箱变箱体套3.2电缆敷设部分3.2.1高压电力电缆米3.2.2低压电缆米3.2.3镀锌钢管米3.3接地部分3.3.1热镀锌扁钢米3.3.2热镀锌角钢根5估算书1.1 概述项目总体投资金额为x万元。1.2 编制原则和依据根据山东省安装工程消耗定额中第九册通风空调工程DXD37-2

21、09-2002的相关规定如下；1.2.1 山东省安装工程消耗量定额第九册通风空调工程（以下简称本定额）适用于工业与民用建筑的新建、扩建和整体更新改造项目中的通风、空调工程。1.2.2 本定额项目包括通风空调安装工程中的薄钢板风管、净化风管、铝板风管、不锈钢板风管、塑料风管、复合型风管的制作安装及玻璃钢风管安装，还包括与各种风管相配套的风阀、风口、风帽、风罩、消声器等部件制作安装和通风空调设备安装。全册共十三章633个子目。1.2.3 本定额主要依据的标准、规范有：民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-2016。暖通空调设计选用手

22、册。全国统一施工机械台班费用定额（2001年）。全国统一建筑安装劳动定额（1988年）。全国统一安装工程预算定额GYD-209-2000O山东省安装工程综合定额（1996年）。1.3 投资估算表项目投资估算表资金单位：万元序号工程或费用名称建筑工程费设备购置费安装工程费其他费用合计总计注：各项费用明细请可另附表说明6 .投资效益分析6.1 管理效益分析项目实施后可实行自动化运行，实现无人值守，降低公司人力成本。6.2 经济效益分析项目改造后系统改造前系统米暖总供热量(kWh)采暖COP米暖耗电量(kWh)制冷总供冷量(kWh)制冷EER制冷耗电量(kWh)年能耗合计(kWh)节约电耗(kWh)

23、6.3社会效益分析该项目属于国家积极豉励的项目，符合国家产业政策。随着综合能源示范项目的实施，必能大量减少二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘排放量，减少大气污染；势必给国家和人民带来福利，改善大气质量，降低粉尘等污染，有着深远的社会意义和社会效益。止匕外，该项目启动了用新能源代替传统能源的步伐，有利于调整国家的能源结构。该项目年节约电量xx千瓦时，可实现节约标煤量为xx吨，年可实现减排二氧化碳xx吨、NOxxx吨、二氧化硫xx吨、烟（粉）尘xx吨。对于当地完成“十三五”节能减排目标具有一定的推动作用。7 .可研经济性分析和财务合规性分析7.1 财务赢利能力和清偿能力分析根据财务现金流量表计算结果：财务内部收益率xx%,大于行业基准收益率8%,赢利能力满足行业要求。财务净现值xx万元，大于零，该项目在财务上是完全可以接受的。投资回收期xx年。通过分析项目投资现金流量表，可以看由各年收支平衡，并有赢余。7.2 综合经济评价通过上述综合分析，本项目具有较好的经济效益，各项指标符合行业规定及投资要求，企业具有赢利能力和清偿能力，该项目在经济上是可行的。