中央空调节能业务前期开发手册初稿.doc

中央空调节能项目前期业务开发指导新奥能源服务有限公司2011-12一、大型公建中的中央空调系统公共建筑，从所有权角度，包括商业建筑和政府公共机构建筑；从功能类型角度，包括办公建筑（如写字楼、政府部门办公楼等），商业建筑（如商场、金融机构等），旅游建筑（如宾馆饭店、娱乐场所等），科教文卫建筑（包括文化、教育、科研、医疗、卫生、体育建筑等）；从建筑规模和用能特点角度，包括大型公建和一般公建。中央空调系统的主要能耗为终端电力，空调的快速普及使空调用电负荷占夏季电力高峰期负荷的比重越来越大，在大多城市中占30%50%。不同公共建筑中央空调耗电量存在明显差异，典型商场、酒店、写字楼中央空调系统用电能耗见表1-1。空调系统能耗包括冷机电耗、循环水泵电耗、冷却塔风机电耗、末端风机电耗等。各类风机、循环水泵的电耗占空调系统耗电量40%60%，采用系统集成、变频、智能控制技术对风机、水泵进行变频调节，可以使风机、水泵全年运行能耗降低40%以上，从而使中央空调的电耗降低20%30%。表1-1典型公共建筑中央空调系统耗电量及比重kWh/（.a）政府办公楼商业写字楼商场星级酒店耗电量14.344.410052.3比重 %21375044注：资料来源：中国建筑节能发展研究报告2009.中国建筑工业出版社二、客户分析2.1目标客户大型商场及其它公共建筑、医院、交通枢纽中心和宾馆酒店（未过设备厂家质保期限的因涉及到设备故障保修归属，建议谨慎考虑或在合约中规避）2.2用能特点Ø 商场及其它公共建筑: 根据历年中国建筑年度发展研究报告数据显示，商场的单位面积能耗最高，对供能质量要求高，节能意识及驱动力强。Ø 三甲医院: 用能系统相对复杂、用能品种多、用能时间长、保障要求高，适合整体节能和全系统优化。Ø 五星级酒店: 酒店环境品质要求高、用能波动较大，项目开发过程中，一定要具体分析（酒店平均入住率、年营业收入、年能耗费用）等客观情况，有针对性的选择客户。Ø 机场和客运站: 大型交通枢纽中的机场、车站，建筑面积巨大、利用时间长（几乎全年、全天运行），因此能源消耗也较一般公共建筑要大，节能需求强。三、建议采用的商业模式大型公建中央空调节能建议采用EPC工程模式和EMC节能效益分享模式，其中EMC模式捆绑在泛能站BOT模式项目中进行。1、EPC工程模式：企业委托新奥能源服务公司做能源审计、节能整体方案设计、节能改造或新建工程施工，按普通工程施工的方式，支付工程前的预付款、工程中的进度款和工程后的竣工款。2、EMC节能效益分享模式：一种以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式。此类项目中用户享受的是交钥匙工程，即新奥能源服务公司提供从节能审计、方案建议、工程设计、设备采购、施工、维护、节能量检测等一条龙的服务。EMC模式捆绑在BOT泛能站中，为用户提供一揽子能源站投资。目前，不考虑单独既有建筑的EMC节能改造项目。表3-1 中央空调节能项目初步投资估算建筑类型冷负荷热负荷节能设备投资包含主要设备W/W/元/硬件软件大型购物中心20025060803035中央控制站、水泵智能变频控制柜、工控机、传感器、电表柜、电缆等超高效节能控制软件、系统数据库、组态软件等医院11015065802732写字楼10013060803540宾馆酒店9012060703237交通枢纽1602501201504045备注：1、以上报价仅限初步估算，具体报价要根据项目实际设备数量、功率、型号等数据进行计算。 2、2万以内项目投资估算尽量取高值，除非节能效益显著，一般建议不做。 3、因为风系统相对复杂，各项目都不尽相同，以上投资估算均不包含风系统改造。四、项目的筛选原则和条件4.1项目的筛选原则一般选择企业资信情况比较好，行业未来发展相对平稳，建筑能耗平均水平居高，有很强节能意愿同时符合总部战略，能长期拉动能源供给、与新奥核心技术和关键技术关联紧密的项目来进行合作。4.2项目筛选条件1、 建筑面积在3万以上的大型公建（如商场、写字楼、宾馆、医院等），有制冷、采暖需求。业主以往资信情况较好，无不良资信记录，企业发展经营稳健。2、 对于EPC节电率保证型项目，考虑建筑平均能耗高于行业内平均水平，现有能源管理水平比较粗放，最好有两年以上的水、电、气能源账单数据及中央空调系统运行记录。3、 一般项目投资500万以下，静态回收期应在3年以内，复杂项目投资1000万以上，静态回收期不宜超过5年，节能效益分享合约期内，内部收益率不得低于12% 。五、节能量检测与评估5.1相关标准1、公共建筑节能检测标准 JGJT 177-20092、空气调节系统经济运行标准GB/T 17981-20073、建筑节能工程施工质量验收规范GB 50411-20074、公共建筑节能设计标准 GB 50189-20055.2项目基准能耗采集项目基准能耗状况指中央空调系统节能项目实施前规定时间段内，项目范围内所有用能环节的各种能源消耗情况。对于中央空调系统节能，项目基准能耗需要收集、记录或测量以下内容：1）中央空调系统工艺流程图；2）节能项目范围内中央空调系统各设备的运行记录；3）中央空调设备工质循环量及消耗情况，如水泵循环水量、风机空气循环量、制冷机工质等；4）中央空调系统能源输入输出和消耗台账，能源统计报表、财务帐表以及各种原始凭证；5）中央空调系统单位供冷（供热）面积能耗；6）项目电能消耗平衡表和能流图。5.3评价指标与节能潜力判断1、 单位面积空调能耗，具体数据指标见表5-12、 单位面积耗冷量，具体数据指标见表5-13、 中央空调系统能效比应不小于2.9。4、 冷水机组运行能效比应不小于机组额定COP的95%。5、 冷冻、冷却水输送系数应不小于35。6、 空调末端能效比，全空气系统不小于15，风机盘管系统不小于30。7、 看冷冻/冷却水进出水温差，空调系统标准值T=5，实际温差越小，节能空间越大。8、 看水泵流量与空调主机额定流量的差值，水泵流量较主机额定流量越大，节能空间越大。9、 看水泵功率匹配在空调系统中所占的比例，水泵在系统中所占比例越高，节能空间越大。表5-1 北京地区政府及商务办公建筑暖通空调系统用能定额单位北京地区政府办公楼商务办公楼全年累计冷负荷指标kWh/·429078120供暖耗热量指标GJ/·0.150.250.120.22暖通空调系统耗电量指标kWh/·18323045冷机kWh/·9141619冷冻泵kWh/·2546冷却塔kWh/·131.53.5冷却泵kWh/·2535补水泵kWh/·0.10.30.20.4热源泵kWh/·0.510.81.5新风机+风机盘管kWh/·34410数据来源：公共建筑用能定额指标研究清华大学 刘烨 江亿 燕达5.4相关评估工具1、中央空调节能项目审计流程2、项目节能信息采集表3、部分大型公建中央空调能耗数据-基于实测六、可选择的节能技术6.1冷水机组6.1.1更换符合负载需求的高效率冷水机组随着科技的进步及生产工艺的不断改进，近年来新上市的冷水机组制冷效率较十几年前生产的冷水机组大幅提升，耗电率已经普遍下降。如果既有建筑中央空调系统运行已达到或者超过十五年运行年限，可考虑更换高效冷水机组。6.1.2适当调整冷水主机的设定温度冷冻水温度越高，则其主机耗电率越低，也就是主机效率越高。其主要原因是冷水主机的压头变小了，压头变小便可减少压缩功，也即可减少压缩机的耗电率，调高冷水温度设定即可降低压头，节约主机能耗。调高冷水设定温度有两种方法：一是冷水温度随室外环境温度重置，由于空调系统末端负载通常随室外环境温度变化而改变，故可用室外环境温度状况重置冷冻水温度。另一种方法就是随末端热负荷变化重置，可以准确地符合负载端需求。由于需要了解空调系统运行状态下各设备的特性（譬如盘管风机在部分负载下传热的变化情况，控制阀门的特性等等），而且必须随时监测温度及流量的变化，防止室内温度过高，因此必须建立一套成熟的监控系统。6.1.3多种主机形式的组合运用1. 应用方案一：电制冷冷水机组与溴化锂冷热水机组组合应用公共建筑节能设计标准5.4.1.4，“具有多种能源（热、电、燃气）的地区，宜采用复合式能源供冷、供热技术”。当然具体电制冷和溴化锂在总容量中的比例，取决于不同地区能源结构和价格政策。以上海和华东为例，由于天然气的价格偏高且大幅度降低的趋势不明确，部分业主的选择是电制冷机组占总容量70%，溴化锂机组占总容量30% 。由于各地区天然气供应状况不同，上述容量比例的确定必须与建筑规模、分区功能、负荷需求特征相结合进行分析、确定。2. 应用方案二：离心式冷水机组与螺杆式冷水机组的组合应用在满足总负荷的前提下，合理配置离心机组与螺杆机组的台数，既满足不同区域和时段的负荷要求，又使机组在高效率下运行。高负荷时运行离心机组，低负荷时运行螺杆机组，充分发挥灵活调节优势，有效降低能耗。3. 应用方案三：定频离心冷水机组与变频冷水机组的组合应用根据系统负荷变化情况，该组合可以通过调节机组运行台数情况，实现全天候高效运行。此组合应用机型统一，相对便于管理，尤其适合温和气候条件下，制冷周期较长的酒店空调需求。6.2冷温水侧6.2.1一次泵变流量系统一次泵变流量系统选择可变流量运行的冷水机组，当机组运行时，蒸发器的供回水温差基本恒定，蒸发侧流量随末端负荷侧的流量变化而改变，从而达到“按需供应”，并使得降低水泵在低负荷时的供水量成为可能，最终降低水系统运行能耗。末端冷量由冷冻水流量调配，冷水机组生产的冷量由流经蒸发器的水流量和相对固定的温差决定，其系统形式类似与一次泵定流量系统，实际项目中一般由分集水器温差或压差控制水泵运行频率。6.2.2二次泵变流量系统二次泵变流量系统设计中有两组水泵，其中一次水泵与主机一一对应，运行中冷冻水生产侧的水量大于或等于冷水需求侧的水量，旁通管设计流量为单台机组流量，旁通管上无阀门控制，以平衡冷冻水的生产量与末端冷冻水的需求量，旁通管为双向流动。一般项目中以二次泵总管出回水压差控制水泵频率节能，仅使用侧水泵节能。6.2.3冬季冷却塔供冷技术2005年实施的公共建筑节能标准第76页55.4.13明确提出，一些冬季或过渡季节需要供冷的建筑，当室外条件许可时，采用冷却塔直接提供空调冷水的方式；分为开式和闭式；采用开式冷却塔，需要加板式换热器，闭式可直接提供。6.3冷却水侧6.3.1冷却塔并联运转，冷却水温度随室外湿球温度重置在大多数的设计中，一台冷水机组会搭配一台冷却水塔，且冷却塔的启停与冷水机组联动，由于中大型系统冷水主机台数偏多，使得冷却塔台数多而不易管理及维护。通常在较低的冷却水温冷水机组耗电降低，但冷却塔耗电上升，测算二者耗电存在一个最佳效率点。欲达成最佳控制，冷却水设定温度应随室外环境湿球温度重置，但冷却水温度也不是可以无限制的降低，最低温度设定宜咨询主机制造厂家的意见，一般离心式冷水机组不可低于18。6.3.2冷却水泵变流量由于主机效率与冷却水温度有关，因此只有将主机能耗、冷却水泵能耗、冷却塔风机能耗三者统一考虑，在各种负荷条件下能保持系统效率最高所对应的冷却水温度，即最佳温度控制点，才能保证系统能效比最高。实际项目中通常以冷却水供回水温差控制冷却水泵的运行频率，辅助冷却水回水温度保护来保证最佳冷却水温度，降低冷却水泵能耗。6.3.3冷凝热回收 众所周知，冷水机组在运行时要通过冷却水系统排出大量的冷凝热，在制冷工况下运行，冷凝热可达制冷量的1.151.3倍，利用热回收装置回收这部分冷凝热输出4565的热水作为生活热水，可极大的减少能源费用和环境热污染。目前一般采用直接热回收方式下的部分热回收装置，通过回收压缩机出口蒸汽显热进行热交换制备生活热水，正常情况下可满足酒店夏季生活热水需求。6.4空气侧系统6.4.1引进适当的新风量引进新风主要是为了人员的卫生需求及部分制程空调所需维持的室内外压差。而新风量的多少直接影响了空调负载：不仅是新风机负载，而且空调箱的送风量、冰水流量、冷媒流量、冷却水流量甚至冷却塔风量都可以因而降低，相关能耗也可因而降低。1) 变风量控制针对人员最小新风需求量可由空调系统设计手册查得，一般设计院是以最多的人员及最激烈的活动情况来确定相应新风量，但实际使用上几乎不需要这么大的新风量，造成绝大部分时间空调都在耗能的情况下运转，目前较为有效的方法是以室内二氧化碳含量来控制室外的新风量，如此将可在大部分时间段内减少空调系统设备用电，如果风机转速采用变频控制，则新风机将减少更多的耗电量。2) 新风焓值控制1. 依据时间判定夜间或白天模式，在凉爽季节夜间对室内进行新风清洗，以节约空调能耗。2. 依据新风焓值和回风焓值的比较，执行空调或过度季节模式，判定全新风或小新风运行策略。6.4.2控制适宜的室内温度以室内环境温度或回风温度为被控量，以混风机或空调箱为控制对象，形成一套闭环控制系统，调节混风机频率，使其在满足末端需求的情况下节能运行，大大降低末端空调箱或混风机的用电量。以送风温度为被控量，以表冷阀为控制对象，构成一套闭环控制系统，调节阀门开度，根据末端负荷提供相应的冷冻水量，节约制冷系统能耗。6.4.3适当分区及梯度设置根据建筑物内部区域使用功能不同，进行适当的分区，并采取不同的温湿度参数设定。相对于机场航站楼、大型汽车站等大空间建筑，1、2、3楼等室内温度采取梯度设置如夏季室内温度设置：3楼26，2楼27,1楼28。表6-1 空调系统运行时的室内环境控制参数值房间类型夏季冬季新风量温度/相对湿度/%温度/相对湿度/%（m3/h·p）特定房间24406521306050一般房间2640652030601030大堂、过厅26281810注 1：特定房间通常为对外经营性且标准要求较高的个别房间，以及其他有特殊需求的房间。对于冬季室内有大量内热源的房间，室内温度可高于以上给定值。 注 2：表中的新风量指夏季室外温度或湿度高于室温或冬季室外温度低于室温时的新风量，当利用室外新风对室内进行降温或排湿时，不受此表参数限制。6.5资源整合及技术开发通过聚焦BOT能源站建设模式，整合两至三家掌握中央空调系统整体节能改造核心技术的厂家及供应商，把EMC节能业务包含在能源站投资建设下进行，通过与供应商的合作，减少自己的技术开发成本及实施风险，同时配合公司研发的智能能效平台进行最优运行控制，达到整体节能最优，更快抢占公用建筑节能市场。可选择的供应商介绍：深圳达实智能有限公司深圳达实智能股份有限公司（股票代码：002421）成立于1995年,是行业领先的建筑智能化和建筑节能服务商。公司是深圳市高新技术企业、重点软件企业、国家火炬计划软件产业基地骨干企业,深圳市的知名品牌，是中国节能产业协会常务委员单位，中国自动化学会常务理事单位，智能建筑专业委员会副主任单位。公司主要从事建筑智能化及建筑节能服务，包括建筑智能化及建筑节能方案咨询、规划设计、定制开发、设备提供、施工管理、系统集成及增值服务，以及能源监测、能源审计、节能系统运营维护等，通过将智能化技术广泛运用于商业建筑、交通建筑、办公建筑、住宅建筑等，为客户提供高效、节能、便捷、安全、舒适、环保、健康的建筑环境。成功案例：ü 深圳地铁集团ü 方正集团ü 益华集团ü 迈瑞医疗科技有限公司ü 伟创力集团ü 比亚迪股份有限公司等业务合作模式：该公司中央空调节能项目以合同能源管理EMC模式为主，最近一年内也在扩展分销商网络以节能产品供应商的模式进行项目合作。汇通华城科技有限公司贵州汇通华城股份有限公司（原为贵州汇通华城楼宇科技有限公司），公司总部位于贵阳市，是国家高新技术企业和软件企业。公司成立以来一直专注于节能领域，专业从事节能控制技术研发和节能设备制造，同时也为用户提供能源诊断、方案设计、工程实施和运行保障等综合性服务，是国内领先的节能服务提供商和设备制造商。目前汇通华城的节能产品已广泛应用于工业、商业和公共事业等大型中央空调系统和电机设备中。汇通华城专注利用现代控制技术，不断改进中央空调系统的运行管理，研制适用于建筑物环境设备控制与管理的解决方案“CMS系列环境设备控制与能源管理系统”，研制适用于轨道交通环境与设备监控系统解决方案“SECEMS地铁站环境控制及能源管理系统”，并推出适用于工业领域高能耗系统的节能系统解决方案“DMS工业设备控制及能源管理系统”。产品汇聚汇通华城多年从事节能技术研发的经验和智慧，在世界上率先将模糊控制技术应用于系统控制与能源管理中，实现了控制与节能技术的重大突破，推动了节能领域的技术进步，实现系统能源有效管理，系统设备运行综合能耗降低2040，大幅节约系统运营费用。成功案例：ü 上海扬子江万丽酒店ü 厦门喜来登酒店ü 广东省人民医院ü 上海华虹NECü 深圳中兴通讯ü 海口美兰国际机场等业务合作模式：该公司中央空调节能项目以产品供应商及工程模式为主，也选取一部分优质项目客户进行合同能源管理EMC业务。益浩科技有限公司益浩科技有限公司作为从事中央空调冷水机房整体节能控制的专业供应商，拥有多项自主知识产权，已经为中国大陆、香港、澳门、台湾以及东南亚各国的大型商业、办公、文化娱乐、公用建筑提供了有效的节能技术和节能方案。公司可以通过合同能源管理模式（EMC）和用户买断方式为安装了中央空调的建筑物提供有效的节能服务。 益浩科技的直接或间接股东包括：l 恒浩科技有限公司（公司的创办者） l 骏诺有限公司（公司先驱投资者） l 中国节能投资有限公司（国务院国资委直属） l 中国建设银行资产管理有限公司等成功案例：ü 上海企业天地大厦ü 北京励骏酒店ü 深圳创维数字研究中心等业务合作模式：该公司中央空调节能项目以产品供应商及工程模式为主，也选取一部分优质项目客户进行合同能源管理EMC业务。七、项目案例分析3. 光大银行项目项目背景：深圳教育大厦地处福田中心区，建筑面积约49000，空调使用面积40000，大厦是中国光大银行深圳分行所在地，8层以下为光大银行办公用，9-33层为写字楼。综合电单价0.95元/kWh。控制对象：制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵投运时间：2007年6月节能效益：改造前年运行费用约130万，年平均节能率27.4%，年节约费用约34万。4. 中山大信新都汇项目项目背景： 中山市大信置业有限公司巨资投入、全力打造集购物、休闲、餐饮、娱乐于一体的大型商业项目大信·新都汇购物中心（SHOPPING-MALL），包括百货商场、超级市场、家居、家电、商店街、娱乐游玩、餐饮酒楼等主力店、专业店。节能改造部分建筑面积104136，空调使用面积73371，日均运行时间14小时，综合电单价0.95元/kWh。控制对象：制冷主机、冷冻泵、冷却泵、末端空调风柜投运时间：08年11月节能效益：改造前空调年运行费用约607万，年平均节能率12% ，年节约费用约70万。5. 小榄医院项目项目背景：小榄医院创办于1907年，南方医科大学非直属附属医院，现代化三级甲等综合医院，是中山市北部区域医疗、保健、急救中心。此次节能改造建筑面积122100，空调使用面积63112，日均运行时间24小时，综合电单价0.87元/kWh。控制对象：制冷主机、冷冻泵、冷却泵、末端空调风柜投运时间：09年12月节能效益：改造前空调年运行费用约580万，年平均节能率25% ，年节约费用约145万。八、存在的问题及风险防范8.1 EMC合同能源管理项目存在的风险1、政策风险：支持合同能源管理模式的法律、金融政策还不健全；国家对淘汰落后产能政策方面的变化；汇率的变化。2、市场风险：部分客户缺乏诚信，会产生支付风险；EMC项目运营周期比较长，企业自身的运营情况不可预期也可能造成风险。3、质量风险：项目运行过程中的设备运行故障、甚至包括停工损失都由节能服务公司承担；项目由于客户原因无法按期实施过程中的损失等等。8.2具体体现的问题1. 节能量的测量与认定节能量既是企业衡量节能服务公司节能技术能力的标准，也是节能服务公司评价节能项目可盈利性的标准，但是能源系统的各项参数是可以被测量的，节能量则是不能被测量的。在实施节能改造之前，节能量是假设的估算值，实施改造之后，节能量是各种数据的综合统计值。通常，如何相对准确的对节能量进行测量与认定，而又可以同时获得双方认可，是节能服务公司相对困扰的问题。节能量的测量与认定至少涉及几个方面：节能基准的确立、节能量计量原则、测试方法等。（1） 节能基准 用能单位提供基准年能耗数据（节能改造实施的前一年能耗数据，或者前几年的平均能耗数据），或者保留原有设备及控制模式作为测试基准；新建项目中利用能耗模拟软件计算出的能耗数据。（2）节能量计量原则项目节能量是指节能改造项目正常稳定运行后，用能系统的实际能源消耗量与改造前相同可比期能源消耗量的降低量，无特殊约定时间为一年；项目节能量只限于通过节能技术改造提高能源利用效率、降低能源消耗实现的能源节约；项目除技术以外影响能源消耗的因素应加以分析计算，并对节能量确定加以修正。（3）测试方法“节能量=基准年能耗量-改造后能耗量+调整量”，通常采用前后能源消耗比较法、设备性能比较法、设备单耗比较法、模拟分析法等对节能量进行测量。2. 如何选择客户和规避合同风险对客户所从事的行业进行研究、客户的构成、信用、经营情况、过往合作情况等进行深入了解和分析判断。合同中规避风险措施：尽量细化合同条款、客户风险在合同内约束力加强，相应的违约责任明晰。项目中的质量风险如何防范：Ø 项目前期：确定可做节能项目的设备及可实施性（设备数量、型号、功率、摆放位置）；确定可做项目的技术可靠性（稳定性、技术原理、元器件质量）；确定项目投资成本及效益分析（投资成本、节能量、回收期、内部收益率）。Ø 项目中期：项目质量控制、成本控制、进度控制、人员安排、资金运作控制、原材料监控等。Ø 项目后期：选择经验丰富的项目经理及现场运维工程师，做好项目运维期的设备运行管理及客户关系维护。3. 可能的回款风险因为每个项目的项目特点和客户类型都不尽相同，极个别项目后期有可能会出现领导层集中调整（国企）、客户经营不善停产或停业、节能量达不到预期等风险，给我们的有效回款增加很大难度，但只要我们在项目的前期、中期、后期严格做好风险控制，这些情况都可以有效控制，影响可以减少到最低。所以，成熟的服务模式是EMC项目风险控制的关键。