中央空调节能业务前期开发手册初稿.doc
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1、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
2、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
3、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 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。 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。 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。 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
4、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E
5、MC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
6、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
7、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
8、;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
9、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kW
10、h/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
11、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.
12、 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
13、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
14、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
15、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
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