上海某办公楼中央空调热源燃气热水锅炉vs电热热水锅炉+蓄热水箱方案分析报告.docx
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上海某办公楼中央空调热源燃气热水锅炉vs电热热水锅炉+蓄热水箱方案分析报告.docx
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上海某办公楼中央空调热源燃气热水锅炉vs电热热水锅炉+蓄热水箱方案分析报告
上海某办公楼中央热源
(燃气热水锅炉vs电热热水锅炉+蓄热水箱)
方案分析报告
附表1初投资比较简表
附表2冬季采暖运行费用比较
附表3中央热源方案对比分析表
附件经济估算及运行费率资料
一.
前言
本报告将重点研究本项目办公楼中央空调热源的配置,并对办公楼的热源配置方案作出分析及建议。
二.主要考虑因素
本报告主要从项目的实际要求、初投资成本、将来的运行费用、系统性能的表现、机房布置、建筑要求及环境保护等因素进行考虑,为此项目办公楼建议一个高效、可靠和合适的中央热源系统。
本项目办公楼的冷热源配置,按如下设置考虑:
a)冷热源分开设置,且不考虑使用溴化锂吸收式冷温水机组;
b)冷源考虑采用电制冷机组。
鉴于本项目冷负荷较大,决定采用能效比高的离心式水冷冷水机组,以节省运行费用。
有关热源方面的选择,主要从以下几方面考虑:
a)本项目为甲级办公楼项目,热源要求稳定、可靠,技术成熟;
b)配合项目LEED认证要求,热源要求高效、运行费用低。
本项目冷热源分开设置,且冷源已经确定采用水冷离心式冷水机组。
根据以上考虑,与冷源相配合,热源主要有以下几种方案可供选择(详见下表)。
主要热源可行性考虑
项目
可行性初步分析
说明
热源
燃气热水锅炉
●技术成熟稳定、可靠性高,应用广泛;
●初投资适中。
可考虑作为主要热源,作进一步分析。
电热水锅炉+蓄热水箱
●利用晚间电价低谷时段进行蓄热,白天则利用蓄热水箱进行放热,提供空调热源给办公楼。
运行费用较低。
可考虑作为主要热源,作进一步分析。
电热盘管
●初投资较低,系统简单;
●用电量较大,后期运行费用较高。
●规范不允许。
不建议作为主要热源。
三.
系统方案简介
1.空调热负荷容量
根据业主方对建筑定位的要求、投资经济技术指标、建筑设计方案图纸、以及上海地区气候条件特点,初步估算办公楼的热负荷为:
冬季热负荷:
3500kW
2.方案配置
按燃气热水锅炉和电热水锅炉+蓄热水箱两种不同的置形式,空调热源的详细建议配置方案如下:
热源配置形式
方案一
2台1750kW燃气热水锅炉
方案二
3台1300kW高温电热水锅炉+蓄热水箱
3.详细说明及分析
1)方案一
中央热源为2台燃气热水锅炉,单机容量为1750kW。
锅炉房按规范设置在地下室。
锅炉设备采用全自动热水锅炉,运行稳定且效率较高,进出口水温95℃/70℃,通过板式热交换器供各区域换热后用于空调制热。
2)方案二
中央热源为3台高温电热水锅炉,单机容量为1300kW。
电锅炉只在晚间电价低谷时运行蓄热,蓄热的热水储存在蓄热水箱中。
白天电锅炉停止工作,蓄热水箱中的热水通过热交换器提供热源供空调使用。
电锅炉与蓄热水箱采用分体形式。
四.
系统方案比较分析
1.主要设备初期投资比较
两个配置方案的初投资比较详见“附表1:
初投资比较简表”内估算数据。
2.运行费用比较
对两个配置方案的年运行费用比较详见“附表2:
冬季采暖运行费比较”内估算数据。
3.方案综合比较
对两个配置方案综合比较,包括技术条件、运行工况以及有关经济性分析等,“附表3:
中央热源方案对比分析表”详列出了各主要方面的对比。
根据以上分析,并结合本项目实际情况,对两个方案的归纳分析如下:
1)方案一(燃气热水锅炉)
此方案属于目前国内此类项目最常规和广泛使用的配置方案。
主要优势有:
a)初投资较低;
b)所需机房面积较小;
c)系统配置稳定可靠,设计、安装及运行管理均较简单便捷;
d)设备定型成熟、招标采购选择余地大;
而此方案的主要不足之处有:
a)燃气耗量大,后期运行费用较高;
b)需要设置烟囱,对外立面有一定影响;
c)冬季排放的废气对周边环境有影响。
2)方案二(电热水锅炉+蓄热水箱)
此方案利用上海市电价政策,在晚间蓄热,白天通过蓄热水箱供热水。
主要优势有:
a)充分利用上海市电价政策,蓄热系统在冬季“削峰填谷”后,可大幅减少运行费用;
b)不需要设置烟囱,也无废气排放问题。
然而,此方案也有存在不足之处:
a)总初投资费用高;
b)所需机房面积较大,减少了项目的可用面积。
3)有关LEED方面的考虑
根据LEED“能源与大气”章节中Credit1优化能源性能的要求,如果采用“ASHRAE/IESNA标准90.1-2007附录G”中提供的方法,进行总体建筑计算机模拟,得出的能源成本与基准线的能耗分析相比,比基准线的能耗越低,就越能得到更多的分数。
由于“方案二”比“方案一”运行费用低,更为节能,在LEED的评分方面,可能会得到更多的分数,对获得LEED认证有帮助。
五.“结论/建议
从以上分析可以看出,“方案一”初投资较低、所占用机房面积也较小,然而将来的运行费用较高。
“方案二”相比“方案一”而言,虽然初投资较高,且机房面积较大,然而其可充分利用上海市电价政策,年运行费用较“方案一”降低不少,根据“附表一”及“附表二”的分析,其投资回报期在6年左右。
另外,在LEED得分方面,“方案二”也比“方案一”更具优势。
综合以上数据及分析,从系统的初投资、运行经济性、运行维护管理等方面综合分析,我司建议优先考虑采用“方案二:
电热水锅炉+蓄热水箱”的热源配置方案较为合适。
附表1:
初投资比较简表
单位:
万元
项目
方案一
方案二
燃气热水锅炉
电热水锅炉+蓄热水箱
燃气工程配套费(仅考虑空调用气部分)
150
-
变配电系统(变压器、开关柜、供电电缆等)
相若
相若
机房土建费用
50
80
烟囱
55
-
热水锅炉、蓄热水箱
105
350
热水水泵、换热器、水处理等辅机费用
20
20
控制系统
40
35
安装费
37
70
投资总额
457
555
差异比例
100%
121%
备注:
a)土建费用按2000元/m2估算;
b)燃气工程配套费参考上海同类型项目的申请费用;
c)主要设备初投资费用参见附件“经济估算及运行费率资料”内数据;
d)安装费用按设备/材料费用的15%~20%考虑。
附表2:
冬季采暖运行费比较
单位:
万元
项目
方案一
方案二
燃气热水锅炉
电热水锅炉+蓄热水箱
供暖全年运行费用(万元)
86
68
费用差异比例
126%
100%
注:
a)空调供热季按90天,每天运行时间10小时计算;
b)冬季负荷系数按0.7考虑;
c)天然气价格根据上海市相关政策,按3.8元/m3计算;
附表3:
中央热源方案对比分析表
项目
方案一
方案二
燃气热水锅炉
电热水锅炉+蓄热水箱
系统配置方案
2台1750kW承压热水锅炉
3台1300kW电热水锅炉;
建筑要求
机房面积
锅炉房:
250m2(地下一层)
锅炉房:
400m2(地下一层)
设置要求
♦锅炉房不可与人员密集场所毗邻,且须设在地下一层,并靠外墙。
♦锅炉泄爆口约25平方米
♦需要设置烟囱,对外立面可能有一定影响。
♦锅炉房不可与人员密集场所毗邻,且须设在地下一层,并靠外墙。
♦锅炉泄爆口约40平方米
市政配套要求
锅炉燃料采用天然气,有关容量、接口位置等配套方案均需与燃气部门协调。
-
附表3:
中央热源方案对比分析表(续)
项目
方案一
方案二
燃气热水锅炉
电热热水锅炉+蓄热水箱
初投资成本
457万元
555万元
全年运行费用
86万元
68万元
系统复杂性
设备均为定型产品,系统较为常规简单。
系统控制稍复杂。
系统稳定及可靠性
产品成熟,稳定和可靠性均较高。
产品成熟,稳定和可靠性均较高。
机组运行效率(能效)
♦燃气热水锅炉效率:
90%
♦电锅炉效率:
97%
运行噪声、振动及废气排放
燃气热水锅炉采暖季废气排放量较高。
无环境污染
运行维护及管理要求
相若
相若
设备寿命
10-15年
10-15年
附件经济估算及运行费率资料
1.主要设备价格参考
a)燃气热水承压锅炉约:
300元/kW(按合资产品考虑);
b)电热水锅炉+蓄热水箱约:
900元/kW(按合资产品考虑);
c)冷却塔、水泵、板换等辅机按照设备厂商报价资料(按合资产品考虑);
d)管道、配电及控制等价格资料参考近期同类项目相似系统造价。
2.主要能源价格参考
a)上海市分段电费价格
根据上海市物价局发出的“关于调整上海市电网电价的通知”,除夏季外,工商业项目平时的电费价格如下表(本项目暂按实行两部制分时电价考虑):
表1上海市平时(非夏季)电网销售电价表(实行两部制分时电价用户)
用电分类
电度电价
(单位:
元/千瓦时)
不满1千伏
10千伏
35千伏
110千伏及以上
工商业及其他用电
峰时段
1.074
1.049
1.024
0.999
平时段
0.671
0.646
0.621
0.596
谷时段
0.316
0.310
0.304
0.298
农业生产用电(试行)
峰时段
0.730
平时段
0.448
谷时段
0.242
注:
峰、平、谷时段划分:
峰时段(8-11时、18-21时),
平时段(6-8时、11-18时、21-22时),
谷时段(22时-次日6时)。
备注:
阴影部分表示本报告采用的电价
b)上海市天然气价格
参考上海市物价部门有关文件,燃气费为3.8元/平方米。
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