實驗樓空調系統冷熱源方案分析范文

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《建筑節能雜志》2014年第八期

1初投資分析

空調系統初投資由兩部分組成：①主要空調設備的購置費用；②設備安裝所耗管材、閥件、保溫材料和人工費用等。不同廠家不同型號設備的購置費用有很大差別，本文按照甲方要求對主要設備進行了選型，具體如下。

1.1主要設備地源熱泵系統的主要設備包括熱泵機組、地埋管、循環水泵等。螺桿冷水機組加蒸汽系統的主要設備包括螺桿冷水機組、冷卻塔、板式換熱器、循環水泵等。根據該實驗樓的冷熱負荷計算結果，兩種方案的主要設備選型如表1所示。

1.2初投資比較空調系統的初投資是空調設備購置及安裝費用的總和。兩種方案的初投資費用如表2所示。另外，螺桿冷水機組加蒸汽系統方案，冷水機組在屋頂設置冷卻塔需對屋頂加固，蒸汽供暖需要對原有蒸汽管道擴容。根據甲方估算，屋頂加固費用約為30萬元，蒸汽管道擴容費為90萬元；地源熱泵系統方案，鋪設地埋管時會破壞部分路面，路面復原費用甲方估計為4萬元。由表2可見，螺桿冷水機組加蒸汽系統方案的總初投資為299.7萬元，地源熱泵系統方案的總初投資為360.9萬元。對于該項目，地源熱泵系統方案比冷水機組加蒸汽系統方案的初投資高61.2萬元，高出約20.4%。

2運行費用分析

空調系統的運行時間直接影響空調系統的年運行費用，因此，在計算空調系統的年運行費用之前應先確定該空調系統的具體運行要求。

2.1運行時間根據該實驗樓的使用情況，空調系統運行要求為：夏季供冷期為150d，每天運行11h，其中空調系統滿負荷運行的時間約占空調總運行時間的10%，75%負荷的運行時間約占空調總運行時間的30%，50%負荷的運行時間約占空調總運行時間的50%，25%負荷的運行時間約占空調總運行時間10%；冬季供暖期為120d，每天運行11h，其中滿負荷運行的時間約占冬季空調總運行時間的10%，60%負荷的運行時間約占空調總運行時間30%，30%負荷的運行時間約占冬季空調總運行時間的60%。

2.2年運行費用比較地源熱泵系統的年運行費用主要包括熱泵機組、循環水泵等設備的運行費用。螺桿冷水機組加蒸汽供暖系統的年運行費用主要包括冷水機組、循環水泵、冷卻塔等設備的運行費用和供暖消耗蒸汽費用。主要設備的功率參數如表3。運行費用計算中，電費以1.2元/kW•h，蒸汽消耗費以260元/t計算。兩種方案年運行費用詳細計算結果如表4和表5。在該實驗樓的運行條件下，地源熱泵系統年運行費用是65.9萬元，螺桿式冷水機組加蒸汽供暖系統的年運行費用為79.7萬元，地源熱泵系統比螺桿式冷水機組加蒸汽供暖系統每年節省13.8萬元，節省17.3%。 4投資回收期分析本文分析的投資回收期是指在不考慮資金時間價值的條件下，以項目的凈收益即凈現金流量回收其全部投資所需要的時間[3]。投資回收期用于空調系統經濟性分析是指用年運行的節約來回收差額投資所需要的時間。K1、K2分別為地源熱泵系統、冷水機組加蒸汽供暖系統初投資；C1、C2分別為源熱泵系統、冷水機組加蒸汽系統年運行費用。對于本項目，與螺桿冷水機組加蒸汽系統相比，地源熱泵系統的投資回收期為：n=(K1-K2)/(C2-C1)=61.2/13.8=4.4年。因此，如果選用地源熱泵系統，其投資回收期為4.4年。

3結論

地源熱泵技術是一項節能環保的空調技術，目前被廣泛應用，但因地埋管的施工安裝等，往往初投資較高，本文結合某工程實例分析了地源熱泵空調系統 和螺桿冷水機組加蒸汽系統的投資回收期，經分析得到本項目如果采用地源熱泵系統，其投資回收期為4.4年。但本工程案例為擴建工程，受項目條件所限，螺桿冷水機組加蒸汽系統方案中產生了屋頂加固費用30萬元和蒸汽擴容費用90萬元。對于新建項目此部分費用會有變化，地源熱泵系統方案的投資回收期可能會變化。

作者：許世雄周亞素黃凱單位：東華大學環境科學與工程學院