办公楼中央空调节能措施的经济效益.doc

气焓104 1 法律事务部 某办公楼中央空调节能措施的经济效益分析 福建省第五建筑工程公司 宋清弟 摘要通过对具体工程实例分析和论述，得出中央空调的节能可以通过提高制冷主机冷凝器的换热效率来提高 主机在常年运行 时高效节能，并利用冷凝热回收技 术来回收原来冷却塔带走的热量，这样既可得到免费热水，又 可以减少冷却塔的排放热量，利用新风全热换热器来回收排风中的冷量，并通过空调自动控制系统，在中央空 调各种不同工况时，进行 优化控制，实现整个系统的节能运行 ，从而达到降低整个中央空调系统能耗的目的。 关键词中央空调能耗；冷凝器清洗；冷凝热回收；全热回收；空调自控系统 Comprehensive Building a Central AirConditioning Analysis of the Economic Benefits of EnergySaving Measures Song Qing di Abstract Through specifc examples of projects and expositions that the central ai卜conditioning refrigerat saving Can be achieved by improving the efficiency of mainframe condenser heat exchangers in t on energy he years to improve mainframe running high efficiency and energy saving，and use condensing heat recovery technology to recoverthe original cooling tower heat away This not only receive fee hot water,co oling tower will reduce emissions of heat，windwide use ofthenewheatexchangertoheatrecoveryventilationinthecold，andthroughair-conditioningcontol system，t hecentral air-conditoning in all kinds of difer nt conditons，optimal control and realize the energysaving operation of t he entire system，SO aS to achieve the central air-conditioning system to reduce energy consumpton purposes Keywords Energy consumption of the central air-conditoner；Condensation cleaning；Condensation energy reclams； Whole energy reclaims；Automated-controlled system of aidconditioner 1 工程概况 1 1工程简介 该大楼建筑面积为22804 3 m2，其中地上为 17824 52 m ，地下4979 78 m2。地下一层，地上 九层。地下层为设备用车库和餐厅，第1、2层为 营业场所，第35层为档案室，第68层为办公 及管理用房，第9层为会议室和监控中心等用房。 1 2空调设计参数 夏季室内温度：25，相对湿度60，空气 焓55 44 kJkg； $宋清弟，男，l 972年l1月生，大学本科，工程师 362000福建省泉州市中国工商银行 泉州市分行 l38O602077l Email：fuzhou5l168l26corn 收稿日期：20071228 夏季室外平均温度32 5 0C，相对湿度83，空 26 kJkg。 3中央空调系统选型设计 该大厦所在区域为夏热冬冷地区，全年不需要 供暖，一、二层为办公区域，终年室内发热量较大， 供冷量较大，时间较长，有些房间需要全年供冷。因 此，制冷机组选用两台制冷量为350RT，制冷效率 较高的水冷螺杆式冷水机组。制冷机组设冷凝器清 洗装置以提高主机冷凝器换热效率。第9层后勤用 房需要少量卫生 热水，为了减少投资，又建筑有全 年供冷的需要，因此采用冷凝热回收系统和蓄 热装 置在制冷季节为后勤用房提供热水供应，不足部分 热水采用太阳能和电加热设备提供。中央空调冷冻 水的出水温度与冷冻水的回水温度设计最大温差为 5(出水为8，回水为1 3)。 35层档案室为恒温恒湿区域，另设风冷恒湿 恒温专用空调，24小时运转，其冷负荷不包含在 4233600元。 2 益及投资回收期 投资回收期= 墅篆叁 投资回报率= 疆甄毒 =百 = 鬻 质、环境、运行 序 ACTCS正常使用寿命1年的 费用总和 ACTCS正常使用寿命l5年的 费用总和 主制冷系统中。2层大厅采用全空气系统，低风速 风道送风，回风则利用百叶回风，新风量按不同 标准、不同季节做调整，同时设有排风。主楼69 层小办公室及小会议室采用风机盘管加新风空调方 式，新风系统独立设置，同时也设有排风。 2 空调冷负荷采用逐项逐时计算，柜式空调机采 2 用DDC系统控制，并装设焓差控制器以便控制新 风量；制冷机房设备采用中央空调能源管理 (B KS)系统控制，以便适时检测监控制冷主机 及水泵运行以提供多需冷量；采用BKS系统控制整 个中央空调系统以便监控末端运行情况，综合调整 整个中央空调系统的运行。 2 下面就中央空调系统的节能措施进行 经济性分 析。在理论上从经济性方面论证节能措施的必要性。 2冷水主机安装ACTCS冷凝器清洗装置经 济效益分析 ACTCS(Automatic On1ine Condenser tube cleaning system)冷凝器全自动在线清洗装置，可 以在不停机的情况下，用特殊的清洗球(海绵、橡 胶等材质)定期清洗换热管内壁，清洗频率根据水 工况可预先设定，使得换热管内壁 表1 ACTCS产品购置费及安装费 保持干净如新，污垢不能沉积，污垢热阻可以忽 略不计。使得冷凝器内制冷剂(热媒)冷凝压力 降低，冷水机组的制冷效率提高，起到节能降耗 的作用。 1 ACTCS产品购置费及安装费(见表1) 2 ACTCS LCC(Life cycle costs)寿命期运行 成本(寿命期定为15年)(见表2) 3 ACTCS LCC寿命期效益 节能率按照8(某市政府机构节能要求)计 算，节能分析，冷水机组实际年平均运行 时间为 2500小时，平均负荷60，年节省电费=主机功 率运行 时间平均负荷平均节能率主机台数 电费单价=25225000 6820 7= 4安装ACTCS冷凝器自动在线清洗装置经济效 10800+3095=2 年 = 菇42 33 6 x15= t 空调主机 数 安装设备量 数单价合计 口品牌、型号备注 丐制冷量量名称位 量(元)(元) ACTCS冷 HANDFOS，ACTCS-2ACTCS正常使用寿命 l2 凝器清洗 000S-H-A，一拖二l5年，每台随机带美国 (USRT)(安装于两台350冷 套 l108000 l08000 350 装置原装清洗球360个，使 吨机)用寿命2500小时 2合计l108000 含购置费及安装费 表2 ACTCS LCC寿命期运行成本 序 HANDFOS ACTCS-20 项目名称项目费用00S-HA，一拖二备注 口 丐(安装于两台350RT) ACTCS主机动力泵(功率 l3kW，间歇式工作，每61年运行 费用l75 00一个清洗周期主机运行 耗电 小时工作6分钟)3kW：3010 7- 021元 2 ACTCS主机1年运行 维护费用760 00更换配件，每5年一次 3ACTCS清洗球(耗用品) 1年运行 耗用品费用2l60 O0更换清洗球，每1年一次 4 1年运行 费用合计309500 515年运行成本合计46425oo d，则每天需要热水L=150 综上可知，安装ACTCS冷凝器清洗装置后投 资回收期约为31个月，在运行 期内安装冷凝器清 洗装置后投资回报率为410。经过对冷凝器在线 清洗装置的经济效益分析及投资回报分析此节能装 置节能效果显著。 3 冷凝热回收的经济效益分析 回收空调冷凝热用于热水供应，是在不降低建 筑物使用功能和舒适性标准的前提下，将两个常规 的独立性、单向性系统，改造为一个整体、可循环 系统。由于省去了常规锅炉房热水供应系统，取而 代之的是空调冷凝热回收系统进行 热水供应，因此 可以说系统所供应的热量是免费的。简单地说，热 回收空调是把制冷循环中制冷工质冷凝放热过程放 出的热量利用起来制备热水。 该大厦九层后勤用房共有60问，120床位，每 床位所需热水量按150 1 120=18000 l热水。现将常见的热水加热方式的 经济对比分析如下(见表3表5)。 表3初设投资费用分析表 设备名称 热回收空调 天然气锅炉 燃油锅炉 煤气炉 电热炉 设备费(元)498O0l5000150OO15000l0000 水箱(元)200006000600060006000 总费用(元)698002l0002l0002l0O0l6O0 费用对比+48800+48800 +48800 +53800 投资对比分析可以看出，热回收空调机组比天 然气、燃油、煤气炉初期投资高出48800元，比电 热炉高53800元。 运行费用对比分析，采用热回收空调机组， 全年费用为28728+38340=67068元； 全年比采用天然气热水炉节约费用： 47880+6 1 74062640=46980元； 全年比采用燃油热水炉节约费用： 57 1 68+7603262640=70560元： 全年比采用煤气热水炉节约费用： 45756+6094862640=44064元； 全年比采用电热水炉节约费用： 75384+10047662640=1 13220元。 通过以上初步投资分析和运行 费用对比可知， 采用热回收空调和采用其他热水加热设备相比，不 用两年就可以在运行 费用节省方面可以回收全部设 备的投入。 4 空气全热回收的经济效益分析 空气一一空气全热交换机以其独特的优势已在 市场上逐步普及开来。空气调节工程中，新风系统 采用独立空气一一空气全热新风换气机进行进、排 风换热节能运转的实例越来越多。如果空调服务的 房间已考虑有一定量新风所耗的能量，而未考虑热 能回收方案则空调主机总容量就要大一些，而如果 表4夏季加热1吨水费用对比(水温2555。加热量为30000 kCa1) 加热方式热回收空调天然气锅炉燃油锅炉煤气炉电热炉 燃料热值lkWh9000kCalNm310300kCal 4200kCalNlk、h 设备效率262959090100 燃料消耗量13 3度3 51 Nm33 24 kg7 94Nn34 89 燃料单价 元)0603 84 901 600加热费用(元)7 9813 315 88l2 7120 94 用水量20td，2872847880571684575675384 共180天的费用 表5冬季加热1吨水费用对比(水温1555。加热量为40000 kCa1) 加热方式热回收空调天然气锅炉燃油锅炉煤气炉电热炉 燃料热值lkWh9000kCalNm310300 kCal4200kCalmrrd1k 设备效率262959090100 燃料消耗量17 75度4 67 Nm34 31 kg1058Nm346 52 燃料单价(元)0 603 84 901 600加热费用(元)10651715211216 9327 9l 用水量20t d。38340617407603260948100476 共180天的费用 6 结 论 结 元。 费用也相应减少。 对排风热能进行回收，则空调主机总容量就可以小 些，且以后的运行 一 通过以上四种节能技 术的经济分析，得出以下 台2000 m3 h的新风换气机每年可回收排风中 一 论：采用节能措施每年节约运行成本=42336 00 的冷量19 8 kW，按中央空调COP=3 0计算，电 (冷凝清洗器)+1 13220 22(冷凝热回收)+46197 费为0 7元kWh，节约用电费用为：198000 7 00(空气热回收)+79992 5(BKS)=2817455 3=4620元年。本工程供使用2000 m3 h的新风换 气机10台，设备初投资为1100010=110000元， 而每年节省运行成本为462010=46200元。 由此可见，公共建筑中央空调系统采用合理 表6制冷机房设备以及负荷 年运行时间年耗电量年运行费用 设备名称制冷量及功率数量年负荷率 (h)(度)(元) 螺杆冷水机组350RT 252 kW2702500882000617400 冷冻水泵30 kW270250010500073500 冷却水泵37 kW270250012950090650 冷却塔7 5 kW27025002625018375 合计1142750799925 按10t ， 节能运行 ，节省运行成本79992 5 中央空调能源管理(BKS)系统设备投资500000 成本回收期6 25王E 5中央空调能源管理系统(BKS)的经济 效益分析 冷源系统包括冷水机组、冷却塔、冷冻水泵 及冷却水泵等，彼此相互影响，相互作用，构成空 调系统的水系统，是空调耗能的关键。其中，某些 设备也配有自己的微电脑控制系统，但这只能保证 该设备最佳运行，不能保证其他设备最佳运行，更 不能保证整个冷源系统最优化运行 。中央空调能源 管理系统(B