宁波某银行办公大楼中央空调系统技术经济分析与比较

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1、 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年五月目 录一、项目概况及经济技术条件31项目概况32电力政策3二、本工程中央空调系统初期投资分析51. 冰蓄冷中央空调系统初投资52. 常规电制冷系统初投资63. 初投资综合比较9三、项目空调系统机房运行费用分析101.部分负荷性能系数IPLV法102.年设备维护费用143.年运行费14四、综合经济性分析151投资回收期计算152综合分析比较表173. 结论15一、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

2、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1870009077378:00-18:00夏季设计日尖峰冷负荷约为2200RT（约7737 kW）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:

3、0013:000.415尖峰时段19:0021:001.070高峰时段其他时段1.3682.2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8:00,11:0013:000.558尖峰时段19:0021:001.070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

4、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/345RT2台321642105210合资2基载主机500RT1台320320100100合资3蓄冰装置蓄冷量为：6370RT.h整套00280280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002448合资5乙二醇泵Q=378m3/h, H=35m3台45903.510.5备一变频6板换冷

5、冻泵Q=323m3/h, H=32m3台377439备一变频7基载冷冻泵Q=189m3/h，H=32m2台222224备一变频8冷却水泵Q=420m3/h，H=25m4台45135416备一10冷却塔处理水量450m3/h3台15451442国优11乙二醇膨胀补液箱有效容积:1.5m31套000.60.6国优12乙二醇溶液100涤纶级16吨001.320.8国优13自控系统硬件进口整套005050进口14合 计错误！未指定书签。错误！未指定书签。错误！未指定书签。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

6、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3401360116464合 资2冷冻水泵Q=333m3/h, H=32m5台552203.216备 一3冷却水泵Q=462m3/h, H

7、=25m5台552204.522.5备 一4冷却塔处理水量500m3/h4台15601664国 优5自控系统硬件进口整套040406合 计错误！未指定书签。错误！未指定书签。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(=2325 kVA *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（

8、=1860kW/0.8）计算，费用为51.2万元(=2325 kVA *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710KW11台228250870770合 资2冷热水泵130 m3/h，30m12台18.5203.51.518备 一变 频3自控系统硬件进口整套004040西门子4合 计错误！未指定书签。错误！未指定书签。错误！未指定书签。3.2 设备安装费设备安装费为设备总投资的10%。

9、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(=3389.4 kVA *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(=3389.4 kVA *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

10、总价万元备 注1多联空调机组制冷量110KW70台35245012.5875合 资2自控系统整套0000已含3合 计错误！未指定书签。错误！未指定书签。8753.2 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=3062.5 kVA *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（=2450k

11、W/0.8）计算，费用为67.4万元(=3062.5 kVA *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80KW97台18174610.61028.2合 资2冷却塔处理水量500m3/h4台228816.565国 优3冷却泵Q=450m3/h，H=25m4台451804.116.4备 一4燃气锅炉1000KW2台2.24.425505热水泵Q=80m3/h，H=25m2台11221.12.2备 一6自控系统整套002020已含7合 计2040.4错误！未指定书签。

12、1181.83.2 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=2550.5 kVA *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(=2550.5 kVA *220元/kVA)。4. 初投资综合比较 系统设备费用安装费用配电

13、设施费双线路费用合计冰蓄冷790.979132.801002.7常规606.560.718651.2错误！未指定书签。风冷热泵82882.8271.274.6错误！未指定书签。VRF87587.524567.41274.9水源VRF1181.8118.220456.11560.1三、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，

14、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 ：10198.40.4159688.71.070+01.368=14599元/日75%负荷设计日： 10063.40.4155463.41.070+01.368=10022元/日50%负荷设计日： 9146.50.4151612.91.070+01.368=6040元/日25%负荷设计日： 5637.40.415392.81.070+01.368=2760元/日常规电制冷日运行费用计

15、算：100%负荷设计日 ：3441.20.55814104.81.070+01.368=17012元/日75%负荷设计日： 2580.90.55810953.61.070+01.368=13160元/日50%负荷设计日： 1720.60.5587052.41.070+01.368=8506元/日25%负荷设计日： 430.20.5583526.21.070+01.368=4253元/日风冷热泵日运行费用计算：100%负荷设计日 ：4867.10.55820146.41.070+01.368=24273元/日75%负荷设计日： 3650.40.55815109.81.070+01.368=182

16、04元/日50%负荷设计日： 2433.60.55810073.21.070+01.368=12136元/日25%负荷设计日： 608.40.5585036.61.070+01.368=6068元/日VRF日运行费用计算：100%负荷设计日 ：4815.10.55818225.41.070+01.368=22188元/日75%负荷设计日： 3510.40.55813559.41.070+01.368=16467元/日50%负荷设计日： 2312.40.5588675.11.070+01.368=10573元/日25%负荷设计日： 565.80.5584966.71.070+01.368=563

17、0元/日水源热泵VRF日运行费用计算：100%负荷设计日 ：3456.30.55814809.51.070+01.368=17775元/日75%负荷设计日： 2566.00.55810668.31.070+01.368=12847元/日50%负荷设计日： 1680.40.5586925.41.070+01.368=8348元/日25%负荷设计日： 380.20.5583364.51.070+01.368=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%）5

18、0%负荷运行（44.8%）25%负荷运行（23.4%）总计（万元）运行天数（天）24449650214日运行费冰蓄冷145991002260402760150.9电制冷170121316085064253201.7风冷热泵2427318204121366068285.2VRF2218816467105735630255.4水源VRF177751284783483812198.4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

19、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790.939.512%4.7电制冷606.530.310%3风冷热泵82855.212%6.6VRF87543.7512%5.25水源VRF1181.859.110%5.93.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150.94.7错误！未指定书签。电制冷201.73错误！未指定书签。风冷热泵285.26.6错误！未指定书签。VRF255.45.25260.7水源VRF198.45.9204.3四、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，

20、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）1002.7904.41256.61274.91560.1年运行费（万元）155.6204.7290.2260.7204.3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480200480200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

21、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:790.92.安装费：793.配电费:132.84.双线路费用：0合计:1002.71.空调季:150.92.设备维护费:4.7合计:155.61.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:606.52.安装费：60.73.配电费:186

22、4.双线路费用：51.2合计:904.41.空调季:201.72.设备维护费:3合计:204.71.系统简单，占地比其他形式的稍小2.效率高，COP一般大于5.33.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:8282.安装费：82.83.配电费:271.24.双线路费用：74.6合计:1256.61.空调季:285.22.设备维护费:5合计:290.21.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

23、.江浙地区冬季极端气候制热性能差。VRF1.设备费:8752.安装费：87.53.配电费:2454.双线路费用：67.4合计:1274.91.空调季:255.42.设备维护费:5.25合计:260.71.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VRF1.设备费:1181.82.安装

24、费：118.23.配电费:2044.双线路费用：56.1合计:1560.11.空调季:198.42.设备维护费:5.9合计:204.31.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23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。18