蓄能中央空調系統(tǒng)在區(qū)域供熱供冷DHC中的應用

蓄能中央空調系統(tǒng)在區(qū)域供熱供冷DHC中的應用蓄能中央空調系統(tǒng)在區(qū)域供熱供冷（DHC）中的應用——常州金禧園大型住宅小區(qū)蓄能中央空調和蓄熱生活熱水系統(tǒng)范慶，陳永林，葉水泉（杭州華電華源環(huán)境工程有限公司，浙江杭州310012）摘要：介紹了常州金禧園大型住宅小區(qū)冰蓄冷中央空調系統(tǒng)、電鍋爐蓄熱采暖系統(tǒng)和電鍋爐蓄熱生活熱水系統(tǒng)的設計方案和特點，并將其和其他家用空調方式進行了初投資和運行費用的比較，簡單介紹了冷熱量計費系統(tǒng)。指出蓄能技術應用于區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)具有經(jīng)濟、環(huán)保的優(yōu)點，值得應用和推廣。關鍵詞：區(qū)域供熱供冷；電蓄熱；冰蓄冷；冷熱量計費儀；經(jīng)濟效益；環(huán)境保護中圖分類號：TU832文獻標識碼：B文章編號：1引言從保護環(huán)境、提高能源利用效率的角度出發(fā)，對于人口密集、空間緊張的城市來說，建筑物空調需要的冷熱量采用區(qū)域集中供給（DHC）是城市中央空調的發(fā)展方向。電力是一種清潔的能源，在各國能源系統(tǒng)中都占有最大的比例，同時它也代表了21世紀環(huán)保能源發(fā)展的方向。從上世紀60年代開始，各國電力公司開始實行峰谷電分時段計費政策，許多工程技術單位借這一契機，發(fā)展了利用夜間廉價電力的蓄能技術，利用電力在電價低谷時段蓄能，并將蓄好的能量在白天電價高峰段使用，從而節(jié)省整個系統(tǒng)的運行費用。這一技術對宏觀上平衡城市電力供應有著重大的經(jīng)濟和社會效益（火力發(fā)電廠的擴容對經(jīng)濟和環(huán)境都是不利的）。冰蓄冷就是針對夏季建筑物采用蓄能中央空調而開發(fā)出的技術之一。正是由于電力蓄能技術本身所具有的強大發(fā)展?jié)摿?，使其與代表城市中央空調發(fā)展方向的區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)能夠完美的結合在一起并在世界各國得到了廣泛的應用。我國幅員遼闊、人口眾多，對住宅的需求量非常大。我國住宅建設量大面廣，至今仍呈上升趨勢，據(jù)專家估計，這個趨勢還將持續(xù)20-30年。這顯然對在中國發(fā)展具有中國特色的區(qū)域供熱供冷是一個巨大的契機，在大型住宅小區(qū)里面應用區(qū)域供熱供冷聯(lián)合蓄能技術必將具有廣闊的市場前景。2工程概況常州金禧園住宅小區(qū)是常州金谷房地產(chǎn)開發(fā)公司開發(fā)的一個高級商住小區(qū)，其總占地面積約為63000m2，其中分散了17幢6層的多層住宅樓。機房位于小區(qū)超市地下室，通過直埋管網(wǎng)向這些住宅樓提供空調冷熱水和生活熱水。小區(qū)夏季中央空調采用冰蓄冷系統(tǒng)，冬季采用電鍋爐蓄熱采暖系統(tǒng)，全年的生活熱水也采用了電鍋爐蓄熱系統(tǒng)。此項目是杭州華電華源環(huán)境工程有限公司和常州金谷房地產(chǎn)開發(fā)公司合作完成的一個蓄能技術應用于區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)的大型項目。三個系統(tǒng)于2001年7月施工調試完畢，經(jīng)過一個夏天的運行，三個運行良好，經(jīng)濟效益顯著。以下對各系統(tǒng)分別加以介紹。2.1冰蓄冷中央空調系統(tǒng)2.1.1系統(tǒng)負荷計算經(jīng)過空調負荷計算軟件計算，小區(qū)的設計日尖峰負荷確定為3500kW。小區(qū)日總冷負荷為53000kWh。2.1.2冰蓄冷系統(tǒng)設計小區(qū)空調負荷有其自身的特點，在一周的大部分時間即5個工作日當中，小區(qū)內滯留的人員相對減少，整個空調總負荷也相應減小，負荷特性接近過渡季節(jié)。由于空調系統(tǒng)處于部分負荷狀態(tài)下，冰蓄冷空調系統(tǒng)的優(yōu)勢便明顯的表現(xiàn)出來：系統(tǒng)可以只開冷凍水泵和次級乙二醇泵通過閥門調節(jié)從蓄冰裝置內取冷，避免了在部分負荷下開制冷效率已顯著下降的常規(guī)冷水機組，系統(tǒng)運行效率大大提高。而且冰蓄冷系統(tǒng)處于全量融冰供冷模式，完全可以避開用電高峰期，系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性也將達到最佳。本冰蓄冷中央空調系統(tǒng)按照主機與蓄冰裝置并聯(lián)、分量蓄冰模式設計。由于小區(qū)夜間也有負荷，在系統(tǒng)中設計了一臺基載冷水主機，在設計日負荷條件下全天24h運行?？紤]到甲方有一臺閑置的1760kW的約克水冷螺桿式冷水機組，故將基載主機的容量確定為1760kW。經(jīng)過計算，在系統(tǒng)中還需要兩臺770kW的雙工況水冷螺桿式冷水機組。在設計日負荷條件下，夜間全力制冰，白天根據(jù)實際負荷情況確定開一臺或者是兩臺主機聯(lián)合蓄冰裝置供冷。在此設計流程回路中，基載主機及與其相配套的冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵為一獨立系統(tǒng)，2臺雙工況主機與儲冰裝置、板式換熱器、乙二醇泵、電動閥等設備組成冰蓄冷系統(tǒng)，冰蓄冷中央空調系統(tǒng)的設備配置見表1。表1冰蓄冷中央空調系統(tǒng)的設備配置與技術參數(shù)表序號123456789101112注：1）華源專利產(chǎn)品；2）普通鋼罐。整個系統(tǒng)可按以下4種工作模式進行：a）主機制冰加基載主機供冷模式；b）主機與融冰聯(lián)合供冷模式；c）融冰單供冷模式；d）主機單供冷模式。冷凍水系統(tǒng)與乙二醇系統(tǒng)通過板式換熱器進行熱交換，彼此完全隔離。乙二醇僅在制冷機房中流動，這能夠減少乙二醇用量并避免乙二醇在空調末端系統(tǒng)中的泄漏，降低了末端系統(tǒng)設計與維護的難度?；芈分性O有5個電動閥，在控制系統(tǒng)指示下進行工況轉換，根據(jù)冷負荷變化，調節(jié)進入儲冰裝置的乙二醇流量，保證進入板式換熱器的乙二醇溫度恒定并滿足冷負荷需求。對于大多數(shù)住宅小區(qū)來講其房屋銷售都需要一定的時間，購房者也是分批入住小區(qū)的。小區(qū)的空調負荷是在一個比較長的時間逐漸增加到設計日負荷狀態(tài)的。由于金禧園住宅小區(qū)首批入住率大約是40%，故500RT主機暫時不安裝，僅預留相應管道，其對應的冷卻水系統(tǒng)和冷凍水泵也暫不安裝。另將兩臺220RT主機中的一臺通過設置旁通管道將其功能確定為基載主機，在夜間由其向末端提供冷量，另外一臺220RT主機則在夜間全力制冰。以后隨著小區(qū)入住率的提高和空調負荷的增長，通過普通閥門的切換即可將充當基載的名稱常規(guī)螺桿式機組雙工況螺桿式機組冷卻塔雙工況主機冷卻水泵初級乙二醇泵次級乙二醇泵基載冷凍水泵冷凍水泵冷凍水泵板式換熱器儲冷冰球1)儲冰槽2)型號規(guī)格1760kW770kW200m3/hQ=200m3/h，H=26mQ=150m3/h，H=18mQ=230m3/h，H=20mQ=304m3/h，H=52mQ=130m3/h，H=58mQ=45m3/h，H=58m100萬kcal/h雙金屬蕊心160m3數(shù)量1臺2臺4臺2臺2臺2臺1臺3臺1臺2臺7700kWh1個冷水主機的功能恢復成為雙工況主機，同時500RT的冷水主機也投入運行。由于在一周內住宅小區(qū)的負荷的變化比較大，這要求在板式換熱器二次側的冷凍水泵具備根據(jù)負荷的變化自行調節(jié)供水量的能力?？紤]到水泵的功率比較大，沒有采用變頻控制，同時考慮到與冬季采暖熱水供水泵的流量匹配問題，在系統(tǒng)中設計了三臺流量130m3/h、揚程58m和一臺流量50m3/h、揚程58m的冷凍水泵，由設定的供回水溫差自動控制水泵開啟的臺數(shù)。對于蓄能空調系統(tǒng)而言，其節(jié)省運行費用的關鍵是系統(tǒng)能夠根據(jù)峰谷電的時段和末端負荷自動進行運行模式的轉換。而實現(xiàn)這個目的的關鍵是自控系統(tǒng)是否能穩(wěn)定可靠的運行。自控系統(tǒng)能夠控制制冷主機及其他設備的啟停及監(jiān)視各設備工作狀況與運行參數(shù)，并實現(xiàn)整個系統(tǒng)的優(yōu)化控制，即根據(jù)室外溫度、天氣走勢、歷史記錄、電價政策，自動選擇主機優(yōu)先、融冰優(yōu)先模式或全量融冰模式；實現(xiàn)系統(tǒng)自動進行制冰、工況轉換和優(yōu)化控制運行，對系統(tǒng)故障進行自動診斷，并向遠方報警；工作日、節(jié)假日、特殊日期均可設置工作時間表，空調系統(tǒng)即根據(jù)設定的時間表自動運行。2.2電鍋爐蓄熱采暖系統(tǒng)2.2.1負荷計算經(jīng)過空調負荷軟件計算，建筑物尖峰熱負荷為2600kW。2.2.2蓄熱采暖系統(tǒng)設計本系統(tǒng)采用并聯(lián)分量蓄熱模式，配置1260kW電鍋爐兩臺。蓄熱裝置內介質蓄熱溫度為90°C，將板式換熱器二次側的供水溫度確定為50°C，回水溫度確定為42°C。相應板式換熱器一次側的供回水溫度為55C和47C，蓄熱裝置可利用的溫差達到43C，這在一定程度上縮小了蓄熱裝置的體積，給蓄熱裝置在施工現(xiàn)場的布置提供了便利。電鍋爐利用夜間低谷電的8h（23：00-次日7：00）為小區(qū)供暖的同時進行蓄熱，在用電高峰期間則利用電鍋爐和蓄熱裝置聯(lián)合供熱。在工作日和過渡季節(jié)，蓄熱量所占系統(tǒng)總負荷的比例逐漸增加時，系統(tǒng)也從分量蓄熱模式向全量蓄熱模式轉換，可以實現(xiàn)避峰運行，從而大幅節(jié)省運行費用。與冰蓄冷中央空調系統(tǒng)類似，蓄熱采暖系統(tǒng)有四種工作模式：a）電鍋爐蓄熱兼供熱模式；b）電鍋爐與蓄熱裝置聯(lián)合供熱模式；c）蓄熱裝置單供熱模式；d）電鍋爐單獨供熱模式。自控系統(tǒng)同樣是蓄熱采暖系統(tǒng)的關鍵部分，通過控制電鍋爐、外圍設備和電動閥門的啟停和調節(jié)，使蓄熱系統(tǒng)能夠實現(xiàn)四種工況的轉換并監(jiān)視系統(tǒng)各設備的工作狀況與運行參數(shù)。系統(tǒng)設備配置及其性能參數(shù)見表2：表2蓄熱采暖系統(tǒng)的設備配置與技術參數(shù)表序號名稱型號規(guī)格數(shù)量1電熱水機組1）106萬Kcal/h2臺2儲熱水泵Q=24m3/h，H=12m2臺3釋熱水泵Q=140m3/h，H=18m2臺4供熱水泵4臺5板式換熱器120萬Kcal/h2臺6蓄熱裝置2）150m31個注：1）源牌全自動電熱水機組；2）普通鋼罐。2.3蓄熱生活熱水系統(tǒng)考慮到住宅小區(qū)內住戶數(shù)量很大，生活熱水的使用有很大的不均勻性，再考慮到小區(qū)的整體檔次和入住者的平均收入水平，將生活熱水每人每天的用量確定為100L（65C），這一指標已經(jīng)大于市場上常見的各種家用熱水器的供水能力而且不需要提前預熱。系統(tǒng)按照全量蓄熱模式設計，并將同時使用系數(shù)取為65%，經(jīng)計算整個小區(qū)生活熱水每天的用水總量為130m3（65C）。為了縮小蓄熱裝置的體積，在保證系統(tǒng)安全使用的前提下將蓄熱溫度確定為75°C。由于甲方承諾的供水溫度為60°C，而且也是按照這一供水溫度向住戶收費。故在系統(tǒng)還設計了一套溫度自動調節(jié)裝置將供水溫度控制在60C左右。系統(tǒng)配置兩臺華源900kW電鍋爐，同樣在夜間利用廉價的低谷電將自來水加熱到設計蓄熱溫度75C，并且這個溫度可以按照小區(qū)實際用水量在自控系統(tǒng)中方便的設定?？紤]到小區(qū)的管網(wǎng)比較龐大，熱水在管道內的溫降比較大，為保證用戶無論什么時候擰開水龍頭都能得到溫度合適的熱水，系統(tǒng)配置了一臺180kW的小電鍋爐定時開機將回水加熱。由于系統(tǒng)完全利用夜間低谷電，白天只開供水裝置和小功率的回水加熱電鍋爐，系統(tǒng)運行時的經(jīng)濟性非常理想。由于小區(qū)用水的不均勻性，管網(wǎng)中水流量變化較大，為了保證任何用戶都能得到壓力合適的熱水，系統(tǒng)的供水裝置設計為恒壓供水方式。此套裝置內包括了三臺白天主泵、一臺夜間小泵、一只定壓罐、一套壓力傳感裝置和一只變頻器。白天由遠傳壓力表的壓力信號控制主泵開啟的臺數(shù)和其中一臺主泵的變頻，到了夜間由時間控制開關將系統(tǒng)轉換為夜間工作模式，即夜間小泵和定壓罐聯(lián)合工作，定壓罐上面的壓力傳感裝置檢測到壓力下降到一定程度的時候控制小泵開啟，同時向末端補水并給定壓罐保壓。為了進一步節(jié)省生活熱水系統(tǒng)的運行費用，雙工況主機選為帶回熱器型的。回熱器的基本工作原理是在主機的冷凝器的管道上串聯(lián)了一個換熱器，將經(jīng)過冷卻塔散發(fā)到空氣中的熱量回收利用一部分。其額定發(fā)熱量為165kW，經(jīng)過幾次循環(huán)可以將水加熱到50C。夏季的自來水的溫度比較高，在夏季晚上利用主機開機的時候輔助電鍋爐蓄熱，有時可以完全依靠回熱器的熱量將自來水加熱到理想的溫度?；責崞鞯牟捎么蠓鶞p小了系統(tǒng)運行費用，因為這一部分熱量是完全免費的。蓄熱生活熱水系統(tǒng)的設備配置見表3：表3蓄熱生活熱水系統(tǒng)的設備配置與技術參數(shù)表序號名稱型號規(guī)格數(shù)量1電熱水機組1)620kW2臺2自來水補水泵Q=14m3/h,H=18m4臺3生活熱水恒壓給水裝置Q=50m3/h,H=50m1套4回水循環(huán)水泵Q=15m3/h,H=25m1臺5循環(huán)加熱電鍋爐1)165kW1臺6蓄熱裝置2)120m31個注：1)源牌全自動電熱水機組；2)普通鋼罐。蓄熱生活熱水系統(tǒng)的自控系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的使用要求控制電鍋爐、蓄熱水泵和供水泵的啟停和電動閥門的開關，同時監(jiān)視系統(tǒng)各設備的工作狀態(tài)和運行參數(shù)。其功能主要有：a)測生活熱水蓄熱裝置內的液位，在蓄熱期間，液位低于設定值的時候自動開啟蓄熱水泵，在液位達到設定值的時候，自動停止蓄熱水泵；b控制供水裝置開啟水泵的臺數(shù)并進行變頻以保證合適穩(wěn)定的供水壓力；c)自動控制回水加熱電鍋爐的開機，保證管網(wǎng)內合適的水溫。目前金禧園住宅小區(qū)實行的生活熱水的收費標準是18元/m3，以每個人洗澡一次消耗的熱水用量為100L(60°C)計算，再將自來水年平均水溫確定為15°C，洗澡水溫45C，則100升60C的熱水可以產(chǎn)生150升45C的水，收費僅為18x0.1=1.8元，比在公共浴室洗浴要節(jié)省的多，而且更加方便舒適?？偠灾?，由于系統(tǒng)完全利用廉價低谷電，全量蓄熱生活熱水系統(tǒng)的運行是很經(jīng)濟的。如果將其應用于住宅小區(qū)，住戶將獲得實實在在的實惠，而開發(fā)商更加能夠得到可觀的經(jīng)濟效益。2.4冷熱量計費系統(tǒng)在區(qū)域供冷供熱用戶中進行冷熱量計量并收費，實現(xiàn)供冷供熱量的商品化，是實現(xiàn)建筑節(jié)能的重要舉措。熱計量關系到居民用熱觀念的改變。同水表、電表的推行和水電計量收費的實施帶來的節(jié)能效益一樣(水表到戶實現(xiàn)了節(jié)水30%-40%的顯著效益)，計量收費能夠將用戶的自身利益和能量消耗結合起來，勢必能夠增加公民的節(jié)能意識并推動節(jié)能工作的開展。隨著近幾年區(qū)域供熱供冷的逐漸普及，中央以及地方都相繼出臺了有關冷熱量計費裝置的規(guī)范和標準，以后有關冷熱量計費裝置的法令法規(guī)將越來越健全，冷熱量計費儀也將得到更加快速的發(fā)展和更多的市場需求。在常州金禧園住宅小區(qū)使用的是杭州華電華源環(huán)境工程有限公司開發(fā)的擁有完全知識產(chǎn)權的IC卡式冷熱量計費儀。計費儀內部的計量感測元件包括兩套遠傳式流量計、一對溫度傳感器，一套電磁閥，另外還有一套計算顯示終端。流量傳感器安裝在供水管上面，測得微分時間內的瞬時流量和供回水的溫差，然后計算終端計算在微分時段內的冷熱量，將一個個微分時段的冷熱量積分起來便可得到一段時間內消耗的冷熱量。另外一個遠傳流量計是用來計量生活熱水的使用量的。冷熱量收費是通過用戶向物業(yè)管理部門交納一定的費用給IC卡充值，在卡上面余額不足的時候能夠提醒用戶及時充值，否則冷熱量計費儀將控制入戶水管上面的總閥（電磁閥）關閉，用戶也不能再使用空調系統(tǒng)。有效的IC卡插入之后電磁閥開啟，用戶恢復使用。冷熱量計費裝置一個很重要的發(fā)展趨勢是多功能化，將來冷熱量計費儀除了計量空調使用能量之外，還能夠計量家庭的用水、用電、用氣并統(tǒng)一顯示，將大大方便物業(yè)部門的日常管理。開發(fā)出適合中國國情的冷熱量計費裝置已成為當務之急，而安裝簡易、計量準確、管理方便、功能強大的冷熱量計費裝置也是市場潛力很大的發(fā)展對象。3蓄能中央空調系統(tǒng)技術經(jīng)濟性分析比較蓄能中央空調應用于區(qū)域供熱供冷是一種新的技術，和那些相對傳統(tǒng)或者經(jīng)典的技術相比有其自身的特點。下面將冰蓄冷中央空調系統(tǒng)、蓄熱采暖系統(tǒng)、蓄熱生活熱水系統(tǒng)和其他系統(tǒng)進行初投資和運行費用的比較。3.1冷暖空調系統(tǒng)比較住宅小區(qū)可能采用的中央空調形式比較多，有冰蓄冷加電鍋爐蓄熱中央空調、大型風冷熱泵、水冷螺桿主機供冷加油鍋爐采暖、家用分體空調等。下面就以上幾種形式進行系統(tǒng)初投資和運行費用的比較。3.1.1初投資比較表4、冰儲冷空調與電鍋爐蓄熱采暖系統(tǒng)投資概算序號名稱規(guī)格數(shù)量功率，kW價格，萬元1雙工況螺桿機組770kW2臺2x1762x602常規(guī)螺桿機組1760kW臺3851405冷卻塔200m3/h4臺4x5.54x87冷卻水泵Q=200m3/h,H=26m4臺4x224x1.59冷凍水泵Q=300m3/h,H=26m1臺1x901x410冷凍水泵Q=130m3/h,H=58m3臺3x373x1.511冷凍水泵Q=50m3/h,H=58m1臺1x151x0.812初級乙二醇泵Q=150m3/h,H=18m2臺2x152x1.013次級乙二醇泵Q=230m3/h,H=20m2臺2x18.52x1.414板式換熱器1200kW2臺2x1315儲冷冰球雙金屬蕊芯7700kWh8016儲冰槽160m31個1817乙二醇滌綸級20噸1418電熱水機組1260kW2臺2x12602x3819儲熱水泵Q=24m3/h,H=12m2臺2x1.52x0.420釋熱水泵Q=140m3/h,H=18m2臺2x152x1.021采暖蓄熱罐150m31個17.522板式換熱器1400kW2臺2x823自控裝置與系統(tǒng)PLC1套4024主材及安裝整套8025調試費1026土建費用15合計2553702.5表5、大型風冷熱泵中央空調系統(tǒng)投資概算序號名稱規(guī)格數(shù)量功率，kW價格，萬元1風冷熱泵機組880kW4臺4x3004x140冷凍水泵Q=150m3/h，H=55m5臺4x555x43自控裝置與系統(tǒng)1套254主材及安裝365調試費106土建費用5合計1420656表6、水冷中央空調機組加燃油鍋爐初投資概算序號名稱規(guī)格數(shù)量功率，kW價格，萬元1常規(guī)螺桿機組880kW4臺4x1904x80冷卻塔250m3/h4臺4x7.54x10冷卻水泵Q=250m3/h，H=28m5臺3x305x1.5冷凍水泵Q=150m3/h，H=58m5臺3x555x45燃油熱水鍋爐1400kW2臺2x102x296輔機設備2套2x57日儲油罐1.5m31只18儲油罐15m31只39給水泵Q=2.5m3/h，H=100m3臺2x103x0.510軟水設備1套211自控裝置與系統(tǒng)3612主材及安裝6013調試費1014土建費用15合計1141584表7、空調末端費用估算序號名稱規(guī)格數(shù)量功率，kW總價格，萬元TCR3001匹冷量1800臺45W162TCR4001.5匹冷量600臺60W663末端系統(tǒng)5804管網(wǎng)系統(tǒng)1005其他費用70合計117kW978金禧園住宅小區(qū)的總建筑面積大約為63000m2，按照一個建筑面積為100m2（三室一廳）的普通住戶計算。按照相同的冷負荷，一共需要2到3臺一匹機和1臺1.5匹機。市面售價分別大約為3000元/臺和4000元/臺。表8、家用分體式空調初投資概算名稱數(shù)量總價，萬元配電，kW1匹機1500臺45012001.5匹機600臺240750安裝免費合計69019503.1.2運行費用比較3.1.2.1計算說明a.空調每年夏季運行120天，其中設計日負荷為20天，60%設計日負荷為60天，30%設計日負荷為40天；b.空調每年冬季運行90天，其中設計日負荷為10天，60%設計日負荷為50天,30%設計日負荷為30天；c.燃油鍋爐采用輕質柴油，熱值4.2萬kJ/kg,2.65元/L;d.常州市蓄能電價政策：表9、常州市電價政策時段電價，元/kWh高峰時段7:00-11:00,17:00-21:000.78平峰時段11:0-17:00,21:00-23:000.52低谷時段23:00-7:000.26注：常規(guī)電力驅動中央空調系統(tǒng)及普通居民用電電價為全天0.52元/KWh3.1.2.2年空調運行費用計算由于涉及系統(tǒng)比較多，而且每個系統(tǒng)均應按照不同的負荷情況分別加以計算，整個計算過程比較繁瑣，故只列出計算結果。各冷暖空調方案的經(jīng)濟分析如表10所示。表10各制冷空調方案經(jīng)濟分析表內容方案一方案一方案三方案四系統(tǒng)尖峰冷負荷kW3500350035003500系統(tǒng)尖峰熱負荷kW2400240024002400機房設備配電功率kVA2553147512961950次投資機房設備概算，萬元702.5656584690末端設備概算，萬元978978978機房電力增容費，萬元免36.8832.448.75小計，萬元1680.51670.91594.4738.75運行費年供冷費，萬元63.8787.6279.3299.8年采暖費，萬元74.6775.8388.6185.57合計，萬元138.54163.45167.93185.37說明：a）冰蓄冷加電鍋爐蓄熱中央空調簡稱方案一，大型風冷熱泵簡稱方案二，水冷螺桿主機供冷加油鍋爐采暖簡稱方案三，家用分體空調簡稱方案四；b）電力增容費：250元/kVA，儲冷空調免；c）由于甲方已經(jīng)有一臺閑置的1760kW冷水機組，故系統(tǒng)的總配電容量比較高。在設計計算中只需要1240kW的主機即可滿足要求。3.1.3結論3.1.3.1在四個方案中初投資最節(jié)省的是家用分體空調，但是其運行費用也是四個系統(tǒng)中最高的。而且從室內舒適程度和整個小區(qū)的環(huán)境質量來看也是最差的，其與區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)的技術分析比較見表11：表11DHC系統(tǒng)與分體空調技術分析比較項目DHC系統(tǒng)分體空調系統(tǒng)機組效率大型機組效率高，空調使用費更加節(jié)省。能效比COP值低,供應相同冷量或熱量耗電量大許多，使用電價沒有優(yōu)惠。室內情況室內溫度均勻,相對濕度適宜，空氣清新舒適。系統(tǒng)運行平穩(wěn)。舒適度差，難以達到健康空調、綠色建筑的要求。室溫調節(jié)依靠壓縮機開關，室溫不穩(wěn)定，深夜開停機的噪音和氣流會影響睡眠。室外情況室外無設備管道，不影響建筑立面美觀。沒有室外機滴水、噪音對鄰居的干擾。室外機掛在墻上，影響建筑立面美觀。室外機噪聲、熱氣、冷凝水影響鄰居。使用壽命主機安裝在室內，不會產(chǎn)生逐年效率降低的情況，系統(tǒng)壽命長。室外機在日曬雨淋、酸雨、污染空氣等惡劣條件下，機組效率逐年下降，耗電量增大，使用壽命短。外界影響冬季供熱受室外環(huán)境溫度影響小，室內供熱量充足。冬季室外環(huán)境氣溫低，制熱效率低，經(jīng)常需電加熱器補充熱量，室內供熱量不穩(wěn)定。3.1.3.2蓄能中央空調系統(tǒng)在幾個區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)中的初投資稍微高一些，其中部分原因是與500RT的制冷主機配套的設備都有一定程度上的加大。雖然如此，由于運行費用的節(jié)省，初投資的增加在1年之內即可收回。3.1.3.3從空調的品質來看，冰蓄冷中央空調能夠提供溫度更低的冷凍水，能有效降低室內空氣的相對濕度從而提高室內舒適程度。同時蓄能空調都具有應急功能，在發(fā)生停電的時候只要保證末端系統(tǒng)和水泵能夠工作就能正常供應空調，蓄能中央空調系統(tǒng)的可靠性更好。3.1.3.4采用冰儲冷空調轉移了高峰用電，平衡了電網(wǎng)，響應了國家的用電政策，減少或減緩了國家的電力建設，因此采用冰儲冷中央空調有非常好的社會效益。3.2生活熱水系統(tǒng)比較3.2.1初投資比較住宅小區(qū)可能采用的有電鍋爐蓄熱生活熱水系統(tǒng)、燃油鍋爐系統(tǒng)、家用熱水器系統(tǒng)等。下面就以上幾種形式進行系統(tǒng)初投資和運行費用的比較，參見表12一14：表12電鍋爐蓄熱生活熱水系統(tǒng)投資概算序號名稱規(guī)格數(shù)量功率，kW價格，萬元1電熱水機組900kW2臺2x9002x21.92自來水補水泵Q=14m3/h，H=18m4臺4x34x0.63生活熱水恒壓給水裝置Q=50m3/h，H=50m1套205循環(huán)水泵Q=15m3/h，H=25m2臺2x52x0.76循環(huán)加熱電鍋爐180kW1臺180107蓄熱裝置120m31個108電氣與控制系統(tǒng)PLC1套4.59主材與安裝費用50合計1882127.1表13燃油鍋爐生活熱水系統(tǒng)投資概算序號名稱規(guī)格數(shù)量功率，kW價格，萬元1熱水油鍋爐1400kW2臺2x152x302輔機設備2套2x63日儲油罐2m31只24儲油罐20m31只85恒壓給水裝置Q=50m3/h,H=50m3臺2056軟水設備1套37電氣與控制系統(tǒng)1套108主材與安裝費用50總計50150表14、家用生活熱水系統(tǒng)投資概算序號名稱規(guī)格數(shù)量功率價格1家用熱水器50L700臺700x3700x0.152主材與安裝費用10總計21001153.2.2運行費用比較生活熱水按365天計算，全年負荷綜合系數(shù)取0.6。每人每天65°C的熱水的用量為60L。小區(qū)總人數(shù)大約為2100人，則全年用水總量為365x0.6x2100x0.06=27594m3，按照自來水全年平均溫度為15C，則全年耗熱總量為27594x(65-15)x4.2=5.8x109kJ。3.2.2.1蓄熱生活熱水系統(tǒng)由于系統(tǒng)采用全量蓄熱系統(tǒng)，系統(tǒng)全部使用夜間低谷電蓄熱，則總運行費用為5.8x109/3600x0.26=41.8萬元。再考慮到系統(tǒng)中配置有回熱器，在夏季主機運行的時候可以免費利用主機冷凝器的一部分熱量，將原計算結果的基礎上進行修正，得到一年的運行費用大約為34.6萬元。3.2.2.2燃油鍋爐系統(tǒng)燃油鍋爐采用輕質柴油，熱值約4.2x104kJ/kg，燃燒效率大約為85%，每升市價約2.65元，其密度大約為0.80kg/L。經(jīng)過計算，總耗油量為137970kg，約172463L，則總運行費用為172463x2.65?0.85=51.8萬元3.2.2.3家用熱水器系統(tǒng)由于使用居民用電，則總運行費用為5.8x109/3600x0.52=83.7萬元表15各生活熱水方案經(jīng)濟分析表內容電鍋爐蓄熱燃油鍋爐家用熱水器系統(tǒng)總耗熱量kJ5.8x1095.8x1095.8x109機房設備配電功率kVA1882502100一次投資系統(tǒng)總投資概算，萬元127.1150115機房電力增容費，萬元免2.2594.5配電設施費，萬元37.64.584合計，萬元164.7156.75293.5運行費全年運行費用，萬元34.651.883.7合計，萬元41.851.883.73.2.3結論：3.2.3.1在三個系統(tǒng)中家用熱水系統(tǒng)無論是在初投資還是運行費用上與集中供應熱水系統(tǒng)都毫無優(yōu)勢可言，并且在使用的過程中通常需要一個小時左右的預熱時間，并且運行時的安全系數(shù)也不太理想。而且數(shù)量眾多的家用熱水器在維護方面也比較復雜，這物業(yè)管理帶來很大的不便。從供熱品質來看，集中供應熱水更加理想，用戶使用起來更加快捷方便，使用時也更加舒適。3.2.3.2在兩種可選的集中供應熱水系統(tǒng)中，電鍋爐蓄熱生活熱水系統(tǒng)在初投資上面稍微比燃油鍋爐系統(tǒng)高一些，但是系統(tǒng)運行費用更加節(jié)省，初投資的增加很快即可收回。3.2.3.3電鍋爐在運行過程中不產(chǎn)生任何環(huán)境污染物，對整個小區(qū)的環(huán)境沒有不利影響。而燃油鍋爐有一套復雜的配套設施，日常油料的輸送和煙囪的排煙對小區(qū)環(huán)境有不小的影響。另外，油料市場上的油價一直不太穩(wěn)定，總體趨勢是逐漸上揚，這必然導致系統(tǒng)的運行費用上升。而全量蓄熱生活熱水系統(tǒng)完全利用廉價電力，并且電價的總體趨勢是在逐漸下降，這對業(yè)主節(jié)約運行費