中央空调能量分配与计量收费.doc

中央空调能量分配与计量收费0 引言随着社会经济的发展，能源消耗急剧膨胀，人们的节能意识也逐渐提高。在保定市某住宅小区中央空调工程中，安装了预付费型冷热量表，依据冷热量表进行收费。按冷热量表收费具有以下优点：第一：可以提高人们节能的自觉性和主动性，减少能源消耗；第二：适应国家节能环保的要求；第三：改善原来按面积收费的不合理现象；第四：利于物业管理，使居民与物业公司之间有了相互约束机制。按冷热量表收费涉及问题很多，冷热量价格就是其中之一。其价格不能按面积价格计算，应综合考虑各项费用后，折算成单位冷量或热量的价格。这里提到的各项费用不仅包括年运行费用，还应包括一次投资费、维护费、人工费、税金、利润及其它不可预见费等。本文将通过实例介绍热价的制定方法。1 工程概况保定市某住宅小区总建筑面积55000m2，一层为商用门脸，共10栋，292户，其中三室二厅、四室二厅各146户。住宅均采用风机盘管系统，由2台WCFX-54B型螺杆冷水机组提供夏季空调冷水，2台SV-18004G型燃气锅炉提供冬季空调热水，冷却水系统采用2台无风机冷却塔。各耗电设备汇总见表1。冷热站由小区物业公司管理运行。冷热站设备耗电量汇总 表1 序号项目名称规格型号数量单台耗电量备注1制冷主机WCFX-54B2台332 kW夏季使用2冷却水泵(两用一备)KQL250-3153台75 kW夏季使用3冷冻水泵(两用一备)KQL200-400(I)B3台55kW夏季使用4补水泵(一用一备)2台3.0 kW间歇使用5污水泵1台2.2 kW间歇使用6电子除垢仪1台0.13 kW夏季使用7送风机1台0.37 kW冬、夏使用8热水锅炉SV-18004G2台5.42 kW 耗气量：183.3m3/h冬季使用9热水泵(两用一备)KQL150-400B3台30 kW冬季使用2 冷热价计算方法2.1 计价原则冷热价由固定开支、浮动开支和利润税费共三部分组成。(1)固定开支：含土地使用费、机房及辅助用房建设费、设备投资、维修管理、职工工资等。其中前三项费用计入房价中，因此本工程只考虑维修管理及职工工资。(2)浮动开支：即运行费用，含燃料消耗、运行耗电、系统用水等。运行费中应包括系统冷热损失。(3)利润和税费：本计费单价计算中未含利润，物业公司可根据实际情况和当地物价局文件考虑适当的利润数值。税费按目前税率取值5.55%。2.2 冷热价计算公式由于生产单位冷量和热量所消耗的能源种类、数量及费用不同，因此应对冷热价格分开计算。1)夏季按冷热量表计费的计算公式：冷单价=(夏季耗电量电价+用水量市政水费+人工费+维修费)税金系数Q冷量 2)冬季按冷热量表计费的计算公式：热单价=(冬季耗电量电价+冬季用气量天然气费+用水量市政水费+人工费+维修费)税金系数Q热量2.3 计价基准(1)电费单价按0.534元/kWh（民用动力价格）；(2)天然气收费按2.04元/(Nm3/h)；(3)市政水费按1.7元/m3；(4)人工费(包括：工人工资、奖金等)按15000元/(年人)；(5)税费系数取1.0555。3 运行费用运行费用是冷热价计算中最关键的项，包含了冷热用量（Q冷量、Q热量）、运行能耗及输送损失。由计算式1）、2）可知，该项计算对整个冷热价的制定影响非常大。3.1 负荷分析空调系统无论是夏季还是冬季，需要的供冷或供热量一般都低于设计负荷值。主要受以下两方面影响。其一：外界天气因素的影响，即系统制冷或制热量会随着外界空气温度的变化而变化。例如：冬季供热期为11月15日至次年3月15日，11月份和3月份外界气温较高，只需开启一台锅炉即可满足系统使用要求，在最冷时间段1月份，则需开启两台锅炉以满足系统使用要求。表2、表3给出了夏季、冬季负荷分布情况，夏季制冷期按6月1日至10月1日，冬季供热期为11月15日至次年3月15日。其二：生活习惯因素的影响。例如：每个人对室内空调舒适温度的数值要求不同，用户将按需节能运行，因此每户空调开启的数量及每天开启时间也不同。基于上述原因，用户所消耗的冷量Q冷量和热量Q热量应进行逐时计算或分时段概算，本工程采用了概算（见3.4.1）。表2 夏季负荷分布情况 系统运行工况负荷比例运行时间百分比开一台压缩机0.175%开两台压缩机0.170.3350%开一台主机0.330.5017%开一台主机和一台压缩机0.500.6712%开一台主机和两台压缩机0.670.8314%开两台主机0.831.02%3.2 设备运行策略由负荷分析可知，夏季93%的时间冷负荷分布在20%80%范围内，冬季90%的时间热负荷分布在50%以下。为了经济运行，需根据负荷变化调节冷水机组和锅炉运行模式。根据本工程设备具体设置情况，制定出不同的运行策略，夏季制冷时的运行策略见表2，冬季供热时的运行策略见表3。表3 冬季负荷分布情况 系统运行工况运行时间百分比一台锅炉低负荷运行75%开一台锅炉15%开一台锅炉和另一台锅炉低负荷运行8%开两台锅炉2%3.3 能耗分析下面根据运行策略计算典型负荷年的年能耗。3.3.1 夏季不同工况运行单位小时耗电量系统在不同工况运行时，投入的设备台数将有所变化，表4给出了夏季6种运行模式下的耗电量及制冷量。3.3.2 冬季不同工况运行单位小时耗电量和耗气量燃气锅炉运行时可通过调节燃气量来适应负荷的变化，为便于计算，锅炉低负荷运行时燃气耗量按经验数据取全负荷运行时的60%。表5给出了冬季4种运行模式下的耗电/气量及制热量。表4 夏季不同运行模式下的耗电量及制冷量 运行策略系统每小时耗电量系统每小时制冷量一台压缩机运行3321/3+75+55+30.5+0.13+0.37+2.20.4=243.55 kW16951/3=565 kW两台压缩机运行3322/3+75+55+30.5+0.13+0.37+2.20.4=354.22 kW16952/3=1130 kW一台主机运行332+75+55+30.5+0.13+0.37+2.20.4=464.88 kW1695 kW一台主机和一台压缩机运行(3321/3+332)+752+552+30.5+0.13+0.37+2.20.4=705.55 kW16951/3+1695=2260 kW一台主机和两台压缩机运行(3322/3+332)+752+552+30.5+0.13+0.37+2.20.4=816.22 kW16952/3+1695=2825 kW两台主机运行3322+752+552+30.5+0.13+0.37+2.20.4=926.88 kW16952=3390 kW注：表中污水泵按间歇使用考虑，使用系数为0.4。补水泵也按间歇使用，使用系数为0.5。2台3机头压缩机,按卸载分级调节法使用1台压缩机运行有1/3,以此类推。表5 冬季不同运行模式下的耗电/气量及制热量 运行策略系统每小时耗电/气量系统每小时制热量一台锅炉低负荷运行电：5.42+30+30.5+0.37+2.20.4=38.17 kW气：183.30.6=109.98 Nm320930.6=1255.8 kW 一台锅炉运行电：5.42+30+30.5+0.37+2.20.4=38.17 kW气：183.3 Nm32093 kW 一台锅炉和另一台锅炉低负荷运行电：5.422+302+30.5+0.37+2.20.4=73.59kW气：183.31.6=293.28 Nm320931.6=3348.8 kW两台锅炉运行电：5.422+302+30.5+0.37+2.20.4=73.59kW气：183.32=366.6 Nm320932=4186 kW注：表中污水泵按间歇使用考虑，使用系数为0.4。补水泵也按间歇使用，使用系数为0.5。3.4 运行费用3.4.1 系统制冷量和制热量(1)制冷量根据表2和表4，可以求得夏季制冷机运行时制冷量，系统按122天运行，每天运行16h。系统制冷量：(5655%+113050%+169517%+226012%+282514%+33902%)16122=3154236.8 kWh(2)制热量根据表3和表5，可以求得冬季锅炉运行时制热量，系统按120天运行，每天运行19h。系统制热量：(1255.875%+209315%+3348.88%+41862%)19120=3664926.7 kWh(3)用户耗冷量Q冷量与耗热量Q热量用户消耗的冷热量与系统制冷量、制热量是有差别的。系统制冷量、制热量包括了输送冷热过程中的冷热量损失，一般取损失系数为0.050.07。因此用户耗冷量与耗热量分别为Q冷量=3154236.8（1-0.05）=2996525.0 kWhQ热量=3664926.7（1-0.07）=3408381.8 kWh3.4.2 系统耗电量或耗气量(1)夏季系统耗电量根据表2和表4可以计算出夏季系统耗电量(243.555%+354.2250%+464.8817%+705.5512%+816.2214%+926.882%)16122=948265.01 kWh(2)冬季系统耗电/气量根据表3和表5可以计算出冬季系统耗电/气量系统耗电量：(38.1775%+38.1715%+73.598%+73.592%)19120=95103.36 kWh系统耗气量：(109.9875%+183.315%+293.288%+366.62%)19120=320965.63 Nm3 3.4.3 系统耗水量系统耗水量包括系统充水量及运行期间的补水量。系统充水量是系统投入运行前对系统内所有容纳水的设备和管道充入的水量。由于冬夏季过后需对系统进行检修，因此一年系统需充水2次，分别计入夏季和冬季运行费用中。系统补水量是系统在运行过程中由于管道或设备泄露而造成系统水量损失，其值与系统运行时间、系统泄露情况有关。本工程夏季系统充水量约为200m3，每天补水量根据运行经验，按2 m3考虑，夏季运行122天，则整个夏季系统耗水量为：200+2122=444m3冬季系统充水量约200m3，每天补水量根据运行经验，按0.8 m3考虑，运行120天，则整个冬季系统耗水量为：2000.8120=296m33.4.4 其他费用(1)人工费人工费包括全年所有运行管理人员的工资、奖金等，其中半年工资计入夏季制冷收费中，另半年计入冬季制热收费中。系统运行管理人员按6人，每人年薪按10000元计，则夏季和冬季人工费分别为：100006/2=30000元。(2)维修费维修费根据经验，夏季制冷时按10000元，冬季采暖时按15000元计，分别计入相应季节的费用中。3.4.5 运行费用统计(1)夏季运行费用根据上述各项，经计算得出夏季系统运行费用，见表6。表6 夏季系统运行费用 序号类别费用1电费948265.010.534=506373.5 元2水费4441.7=754.8元3人工费30000元4维修费10000元5合计547128.3 元(2)冬季运行费用根据上述各项，经计算得出冬季系统运行费用，见表7。冬季系统运行费用 表7 序号类别费用1电费95103.360.534=50785.2元2水费2961.7=503.2元3人工费30000元4天然气320965.632.04=654769.9元5维修费15000元6合计751058.3元4 冷热单价由计算式（1）、（2），结合3中的各项数值可求得冷热价格。(1)夏季冷单价： 冷单价=547128.31.0555/2996525.0=0.193 元/kWh(2)冬季热单价： 热单价=751058.31.0555/3408381.8=0.233元/kWh注：1.0555为税费率由于外侧单元房间直接与外部环境接触面积较中间单元要大，相应的冷热损失也大，但该部分损失是为整个楼服务的，因此需要考虑中间单元房间与外侧单元房间之间的修正，中间单元应乘以一个大于1的系数，而外侧单元应乘以小于1的系数。同理楼层不同，楼层之间也应进行修正，这一点在冬季采暖时显得更有必要。本工程中各户修正系数值是假定各户室内温度相同，使用情况相同的基础上，通过计算各用户冷热负荷，取平均值，然后根据各用户与平均值偏离程度，求得修正值。通过对冷热单价的修正可获得各用户的冷热单价。限于篇幅，关于修正系数另行讨论，本文旨在介绍冷热单价的计算方法。5 运行状况目前该住宅已于2004年6月投入使用.笔者进行了回访,由于现在入住数量尚不过半,系统未能按预定模式经济运行,物业公司收费冬夏季均按0.24元/Kwh。笔者分别对200m2（A户型）和150m2（B户型）住户进行了调查，其中A户型夏季平均