实验楼空调系统冷热源方案分析范文

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《建筑节能杂志》2014年第八期

1初投资分析

空调系统初投资由两部分组成：①主要空调设备的购置费用；②设备安装所耗管材、阀件、保温材料和人工费用等。不同厂家不同型号设备的购置费用有很大差别，本文按照甲方要求对主要设备进行了选型，具体如下。

1.1主要设备地源热泵系统的主要设备包括热泵机组、地埋管、循环水泵等。螺杆冷水机组加蒸汽系统的主要设备包括螺杆冷水机组、冷却塔、板式换热器、循环水泵等。根据该实验楼的冷热负荷计算结果，两种方案的主要设备选型如表1所示。

1.2初投资比较空调系统的初投资是空调设备购置及安装费用的总和。两种方案的初投资费用如表2所示。另外，螺杆冷水机组加蒸汽系统方案，冷水机组在屋顶设置冷却塔需对屋顶加固，蒸汽供暖需要对原有蒸汽管道扩容。根据甲方估算，屋顶加固费用约为30万元，蒸汽管道扩容费为90万元；地源热泵系统方案，铺设地埋管时会破坏部分路面，路面复原费用甲方估计为4万元。由表2可见，螺杆冷水机组加蒸汽系统方案的总初投资为299.7万元，地源热泵系统方案的总初投资为360.9万元。对于该项目，地源热泵系统方案比冷水机组加蒸汽系统方案的初投资高61.2万元，高出约20.4%。

2运行费用分析

空调系统的运行时间直接影响空调系统的年运行费用，因此，在计算空调系统的年运行费用之前应先确定该空调系统的具体运行要求。

2.1运行时间根据该实验楼的使用情况，空调系统运行要求为：夏季供冷期为150d，每天运行11h，其中空调系统满负荷运行的时间约占空调总运行时间的10%，75%负荷的运行时间约占空调总运行时间的30%，50%负荷的运行时间约占空调总运行时间的50%，25%负荷的运行时间约占空调总运行时间10%；冬季供暖期为120d，每天运行11h，其中满负荷运行的时间约占冬季空调总运行时间的10%，60%负荷的运行时间约占空调总运行时间30%，30%负荷的运行时间约占冬季空调总运行时间的60%。

2.2年运行费用比较地源热泵系统的年运行费用主要包括热泵机组、循环水泵等设备的运行费用。螺杆冷水机组加蒸汽供暖系统的年运行费用主要包括冷水机组、循环水泵、冷却塔等设备的运行费用和供暖消耗蒸汽费用。主要设备的功率参数如表3。运行费用计算中，电费以1.2元/kW•h，蒸汽消耗费以260元/t计算。两种方案年运行费用详细计算结果如表4和表5。在该实验楼的运行条件下，地源热泵系统年运行费用是65.9万元，螺杆式冷水机组加蒸汽供暖系统的年运行费用为79.7万元，地源热泵系统比螺杆式冷水机组加蒸汽供暖系统每年节省13.8万元，节省17.3%。 4投资回收期分析本文分析的投资回收期是指在不考虑资金时间价值的条件下，以项目的净收益即净现金流量回收其全部投资所需要的时间[3]。投资回收期用于空调系统经济性分析是指用年运行的节约来回收差额投资所需要的时间。K1、K2分别为地源热泵系统、冷水机组加蒸汽供暖系统初投资；C1、C2分别为源热泵系统、冷水机组加蒸汽系统年运行费用。对于本项目，与螺杆冷水机组加蒸汽系统相比，地源热泵系统的投资回收期为：n=(K1-K2)/(C2-C1)=61.2/13.8=4.4年。因此，如果选用地源热泵系统，其投资回收期为4.4年。

3结论

地源热泵技术是一项节能环保的空调技术，目前被广泛应用，但因地埋管的施工安装等，往往初投资较高，本文结合某工程实例分析了地源热泵空调系统 和螺杆冷水机组加蒸汽系统的投资回收期，经分析得到本项目如果采用地源热泵系统，其投资回收期为4.4年。但本工程案例为扩建工程，受项目条件所限，螺杆冷水机组加蒸汽系统方案中产生了屋顶加固费用30万元和蒸汽扩容费用90万元。对于新建项目此部分费用会有变化，地源热泵系统方案的投资回收期可能会变化。

作者：许世雄周亚素黄凯单位：东华大学环境科学与工程学院