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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,空调年运行能耗分析,第一部分 建筑物全年空调负荷分析,第二部分 空调冷热源方案分析,第三部分 空调能耗分析基础,第四部分 空调冷热源运行费用分析,1,空调年运行能耗分析,第一部分 建筑物全年空调负荷分析,第二部分 空调冷热源方案分析,第三部分 空调能耗分析基础,第四部分 空调冷热源运行费用分析,2,空调年运行能耗分析,第一部分 建筑物全年空调负荷分析,一、建筑物全年空调负荷计算方法,1,、计算机专用软件计算（如,DeST,、,DOE-2,等）,2,、空调系统能耗的近似计算,1,）,当量满负荷运行时间法,2,）,负荷频率表法,3,空调年运行能耗分析,空调系统年能耗计算,负荷频率表法,1,、室外空气温度的频率分布计算,根据当地的气象资料计算整理,2,、确定供暖至供冷的转换温度,T,N,对于公共建筑一般为,11-12,；根据内区发热量选取。,3,、空调负荷率计算,空调夏季冷负荷率：,c,=(T,w,-T,N,)/(T,x,J,-T,N,),；,T,x,J,-,空调夏季室外计算温度。,空调,冬,季冷负荷率：,h,=(T,N,-T,w,)/(T,N,-T,dJ,),；,T,dJ,-,空调冬季室外计算温度。,4,根据,Dest,软件气象模块（或利用“中国建筑热环境分析专用气象数据集”）可以得到设计项目的全年室外空气温度频率分布。,天津地区室外空气温度的频率分布 （北纬,3906,东经,11710,海拔,3.3m,）,干球温度,(,),-11,-9,-7,-5,-3,-1,1,3,5,7,9,11,小时数,(h),14,46,147,244,446,555,615,424,385,303,301,324,干球温度,(,),13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35,小时数,(h),407,429,456,510,597,608,628,524,401,228,112,17,5,以天津某工程为例，可,以得到：,空调夏季冷负荷率：,c,=(tw-12)/21.4,；空调冬季热负荷率：,h,=(12-tw)/23,式中,:,c,夏季冷负荷率；,h,冬季冷负荷率；,t,w,室外干求温度，。,例：建筑空调冷负荷为,5800kW,，空调热负荷为,3600kW,。其建筑物全年累计冷热负荷见下表：,室外干球温度,(),-11,-9,-7,-5,-3,-1,1,3,5,7,9,11,小时数,(h),14,46,147,244,446,555,615,424,385,303,301,324,热负荷率,h,1.00,0.91,0.83,0.74,0.65,0.57,0.48,0.39,0.30,0.22,0.13,0.04,热量（,Mwh,）,50,151,437,649,1047,1129,1059,597,422,237,141,51,年累计热负荷（,Mwh,）,5927,室外干球温度,(),13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35,小时数,(h),407,429,456,510,597,608,628,524,401,228,112,17,冷负荷率,c,0.05,0.14,0.23,0.33,0.42,0.51,0.61,0.70,0.79,0.89,0.98,1.07,冷量（,Mwh,）,115,364,644,1008,1518,1889,2306,2220,1926,1224,664,110,年累计冷负荷（,Mwh,）,11377,6,空调年运行能耗分析,第一部分 建筑物全年空调负荷分析,第二部分 空调冷热源方案分析,第三部分 空调能耗分析基础,第四部分 空调冷热源运行费用分析,7,空调年运行能耗分析,方案1,采用一体化溴化锂直燃机组夏季供冷、冬季供热。,溴化锂直燃机组,3,台冬夏根据负荷调节运行，直燃机耗气量按与负荷率线性正比计算；空调冷、热水循环泵夏季与冬季分别运行，根据负荷按台数调节运行；冷却塔、冷却水泵仅夏季运行，根据负荷按台数调节。,8,空调年运行能耗分析,名称,参数,数量,电功率,总功率,单价,总价,备注,(KW),(KW),(,万元,),(,万元,),溴化锂直燃机组,制冷,1934kw,3,天然气,142Nm3/h,天然气,426Nm3/h,222,666,7/12-30/37.5,制热,1547kw,天然气,167Nm3/h,天然气,501Nm3/h,60/52,10,30,冷却塔,530,3,22,66,16.5,49.5,夏季用,空调冷水循环泵,333m,3,/h,3,34,102,2,6,夏季用,30m H2O,采暖水循环泵,166m,3,/h,3,11,66,0.7,2.1,冬季用,20m H2O,冷却水循环泵,530m,3,/h,3,45,135,2.7,8.1,夏季用,25m H2O,自控系统,25,总计,399,757,电力增容费（,900,元,/KW),36,煤气增容费（,900,元,/m,3,),45,管道及安装费用（机房设备费,20%,）,151,总计,989,方案1 设备表,9,空调年运行能耗分析,方案2,采用燃气锅炉,+,海水源热泵（直接）的方案。夏季，由海水源热泵机组提供冷源，海水作为冷却水与机组直接换热使用，不再需要冷却塔；冬季则采用燃气锅炉提供提供热源。,热泵机组夏季,3,台全部运行，冬季,2,台燃气锅炉运行；空调冷热水循环泵夏季,3,运行台；冬季锅炉水循环泵,2,台运行；海水取水泵仅夏季运行。热泵机组耗电量按,”,热泵机组单位制冷量耗电量曲线图,”,计算，锅炉耗气量按与负荷率线性正比计算；其他水泵均按台数调节计算。,10,空调年运行能耗分析,名称,参数,数量,电功率,总功率,单价,总价,备注,(KW),(KW),(,万元,),(,万元,),海水源热泵机组,制冷,1935kw,3,309,926,157,470,7/12-25/30,-,-,-,-,燃气锅炉,1.8MW,2,天然气,194Nm3/h,天然气,388Nm3/h,64,128,真空锅炉,10,20,60/50,空调循环泵,332m,3,/h,3,34,102,2.0,6.1,夏季用,30m H,2,O,锅炉水循环泵,155m,3,/h,2+1,11,22,0.7,2.1,冬季用,20m H,2,O,海水取水泵,386m,3,/h,3,39,118,5.9,17.7,夏季用,30m H,2,O,自控系统,25,总计,1188,649,电力增容费（,900,元,/KW),107,煤气增容费（,900,元,/m,3,),35,管道及安装费用（机房设备费,22%,）,143,总计,934,方案2 设备表,11,空调年运行能耗分析,方案3,考虑到冬季海水温度较低（,2,3,），采用地源（地埋管）,+,海水源热泵（间接）的方式，冬季热泵热源通过地埋管取自地下土壤，夏季热泵冷源由地下土壤（通过地埋管）及海水（通过换热器）共同承担。过渡季（,4-6,月）海水温度较低时，停止热泵机组运行，由海水通过换热器“免费”供冷。根据前面全年累计冷、热量的计算得知，夏季空调年累计冷负荷远大于冬季空调年累计热负荷，相应的地源热泵（地埋管）向地下土壤的释热量将远大于取量，为了保持地下温度场的平衡，将夏季多余的释热量通过海水冷却排掉。地源热泵的地埋管计算按冬季负荷计算，夏季释热量分别由地埋管（释热至土壤）及换热器（释热至大海）共同承担。,热泵机组夏季,3,台全部运行，冬季运行,2,台；空调冷热水循环泵夏季运行,3,台，冬季运行,2,台；地埋管循环泵全年运行；海水取水泵仅夏季运行。热泵机组耗电量按图,3,的曲线图计算，其他水泵均按台数调节计算。当夏季负荷率低于,30%,时，停空调热泵机组耗电量为,0,，水泵耗电正常；当室外温度低于,15,时，冷源系统停止运行，空调系统由新风供冷。,12,空调年运行能耗分析,名称,参数,数量,电功率,总功率,单价,总价,备注,(KW),(KW),(,万元,),(,万元,),地源热泵机组,制冷,1935kw,3,309,926,116,348,7/12-25/30,制热,2017kw,477,1430,40/45-4/9,地埋管井,80,米深,993,0.8,794.4,钻井费,+,双,U,管费,钛扳换热器,换热量,1035kw,2,25,50,24/26-26/28,空调循环泵,332m,3,/h,3,34,102,2.0,6.1,全年用,30m H,2,O,地埋管水泵,386m,3,/h,3,39,118,2.4,7.1,冬用,2,台夏用,3,台,30m H,2,O,海水取水泵,205m,3,/h,3,21,63,3.1,9.4,冬季用,30m H,2,O,自控系统,25,总计,1713,1240,电力增容费（,900,元,/KW),154,管道及安装费用（机房设备费,22%,）,98,总计,1518,方案3 设备表,13,空调年运行能耗分析,方案4,考虑到冬季海水温度较低（,2,3,），采用地源（深井水）,+,海水源热泵（间接）的方式，冬季热泵热源通过井水换热器取自室外深井水，夏季热泵冷源由室外深井水（通过井水换热器）及海水（通过海水换热器）共同承担。过渡季（,4-6,月）海水温度较低时，停止空调热泵机组运行，由海水通过换热器“免费”供冷。根据前面全年累计冷、热量的计算得知（表,2,），夏季空调年累计冷负荷远大于冬季空调年累计热负荷，为了保持地下温度场的平衡，将夏季多余的释热量通过海水冷却排掉。地源（深井水）热泵的深井水需求量计算按冬季负荷计算，夏季释热量分别由井水及海水共同承担。,热泵机组夏季,3,台全部运行，冬季运行,2,台；空调冷热水循环泵及中间循环水泵夏季运行,3,台，冬季运行,2,台；深井水泵全年运行；海水取水泵仅夏季运行。热泵机组耗电量按图,3,的曲线图计算，其他水泵均按台数调节计算。当夏季负荷率低于,30%,时，停空调热泵机组耗电量为,0,，水泵耗电正常；当室外温度低于,15,时，冷源系统停止运行，空调系统由新风供冷。根据前面表,2,计算出来的负荷系数分别计算出各运行设备冬、夏季运行耗电量及费用。,14,空调年运行能耗分析,名称,参数,数量,电功率,总功率,单价,总价,备注,(KW),(KW),(,万元,),(,万元,),水源热泵机组,制冷,1935kw,3,315,945,116,348,6/13-20/30,制热,1981kw,467,1401,43/50-6/12,抽水井,800,水量：,67,m,3,/h,6,15,90,回灌井,300,水量：,25,m,3,/h,24,2,48,余压回灌,海水,(,钛扳,),换热器,流量,200m3/h,1,78,78,24/28-26/30,井水换热器,流量,200m3/h,2,26,52,15/28-17/30,空调循环泵,245m,3,/h,3,29,87,1.7,5.2,冬季运行,2,台,35m H,2,O,深井水泵,67m,3,/h,6,11,64,0.9,5.2,全年用,45m H,2,O,中间循环泵,200m,3,/h,3,17,51,1.0,3.1,全年用,25m H,2,O,海水取水泵,67m,3,/h,3,8,24,1.2,3.6,夏季用,33m H,2,O,自控系统,25,总计,1627,658,电力增容费（,900,元,/KW),146,管道及安装费用（机房设备费,22%,）,114,总计,919,方案4 设备表,15,空调年运行能耗分析,第一部分 建筑物全年空调负荷分析,第二部分 空调冷热源方案分析,第三部分 空调能耗分析基础,第四部分 空调冷热源运行费用分析,16,空调年运行能耗分析,项目目,费用,电力增容费,900元/KVA,电费,0.80元/Kwh,燃气增容费,900元/Nm,3,燃气费,2.80元/Nm,3,注：天然气低位发热值按,36000,KJ/Nm,3,计算，天然气发电效率按,55%,计算。标准煤发热量,29270KJ/kg,。,冷、热源经济分析基础数据表,17,空调年运行能耗分析,国内某合资品牌热泵制冷机组部分负荷时的单位耗功率见图,热泵机组单位制冷量耗电量曲线图,18,空调年运行能耗分析,第一部分 建筑物全年空调负荷分析,第二部分 空调冷热源方案分析,第三部分 空调能耗分析基础,第四部分 空调冷热源运行费用分析,19,空调年运行能耗分析,方案1 耗能表,干球温度,(,),-11,-9,-7,-5,-3,-1,1,3,5,7,9,11,小时数,(h),14,46,147,244,446,555,615,424,385,303,301,324,负荷率,c,1.00,0.91,0.83,0.74,0.65,0.57,0.48,0.39,0.30,0.22,0.13,0.04,直燃机耗电,(Mw),0.4,1.4,4.4,7.3,8.9,11.1,12.3,8.5,3.9,3.0,3.0,3.2,直燃机耗气（,Km,3,),5.4,16.3,47.2,70.1,113.0,121.9,114.3,64.5,45.5,25.6,15.3,5.5,采暖循环泵（,Mw）,0.5,1.5,4.9,8.1,9.8,12.2,13.5,9.3,8.5,6.7,6.6,7.1,干球温度,(,),13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35,小时数,(h),407,429,456,510,597,608,628,524,401,228,112,17,负荷率,c,0.05,0.14,0.23,0.33,0.42,0.51,0.61,0.70,0.79,0.89,0.98,1.07,直燃机耗电（,Mw）,4.1,4.3,4.6,5.1,11.9,12.2,12.6,15.7,12.0,6.8,3.4,0.5,直燃机耗气,(Km,3,),8.1,25.6,45.4,71.1,107.0,133.1,162.5,156.5,135.7,86.2,46.8,7.8,空调循环泵（,Mw）,13.8,14.6,15.5,17.3,40.6,41.3,42.7,53.4,40.9,23.3,11.4,1.7,冷却水循环泵（,Mw）,18.3,19.3,20.5,23.0,53.7,54.7,56.5,70.7,54.1,30.8,15.1,2.3,冷却塔（,Mw）,9.0,9.4,10.0,11.2,26.3,26.8,27.6,34.6,26.5,15.0,7.4,1.1,方案,1,冬季,夏季,全年,运行设备,耗气量,耗电量,运行费,耗气量,耗电量,运行费,耗气量,耗电量,运行费,KNm,3,/a,Mwh/a,万元,/a,KNm,3,/a,Mwh/a,万元,/a,KNm,3,/a,Mwh/a,万元,/a,直燃机耗电,67,5,93,7,161,13,直燃机耗气,645,180,986,276,1630,457,空调热水循环泵,89,7,0,0,89,7,空调冷水循环泵,0,0,317,25,317,25,冷却水循环泵,0,0,419,34,419,34,冷却塔,0,0,205,16,205,16,合计,645,156,193,986,1034,359,1630,1190,552,20,空调年运行能耗分析,方案2 耗能表,干球温度,(,),-11,-9,-7,-5,-3,-1,1,3,5,7,9,11,小时数,(h),14,46,147,244,446,555,615,424,385,303,301,324,负荷率,c,1.00,0.91,0.83,0.74,0.65,0.57,0.48,0.39,0.30,0.22,0.13,0.04,锅炉耗电,(Kw),0.3,0.9,2.9,4.9,8.9,11.1,6.2,4.2,3.9,3.0,3.0,3.2,锅炉耗气,(Km,3,),5.4,16.3,47.1,70.0,112.9,121.7,114.1,64.4,45.5,25.6,15.2,5.5,空调循环泵,(Kw),0.3,1.0,3.2,5.4,9.8,12.2,6.8,4.7,4.2,3.3,3.3,3.6,干球温度,(,),13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35,小时数,(h),407,429,456,510,597,608,628,524,401,228,112,17,负荷率,c,0.05,0.14,0.23,0.33,0.42,0.51,0.61,0.70,0.79,0.89,0.98,1.07,热泵机组,(Kw),37.7,39.8,42.6,48.5,118.8,131.1,153.4,227.8,215.1,155.3,98.5,19.4,空调循环泵,(Kw),13.8,14.6,15.5,17.3,40.6,41.3,42.7,53.4,40.9,23.3,11.4,1.7,海水泵,(Kw),15.9,16.7,17.8,19.9,46.6,47.4,49.0,61.3,46.9,26.7,13.1,2.0,方案,2,冬季,夏季,全年,运行设备,耗气量,耗电量,运行费,耗电量,运行费,耗气量,耗电量,运行费,KNm,3,/a,Mwh/a,万元,/a,Mwh/a,万元,/a,KNm,3,/a,Mwh/a,万元,/a,热泵机组,1288,103,1288,103,燃气锅炉,53,4,53,4,644,180,644,180,空调冷水循环泵,0,317,25,317,25,锅炉水循环泵,58,5,58,5,海水取水泵,363,29,363,29,合计,644,110,189,1968,157,644,2722,346,21,空调年运行能耗分析,方案3 能耗表,干球温度,(,),-11,-9,-7,-5,-3,-1,1,3,5,7,9,11,小时数,(h),14,46,147,244,446,555,615,424,385,303,301,324,负荷率,c,1.00,0.91,0.83,0.74,0.65,0.57,0.48,0.39,0.30,0.22,0.13,0.04,热泵机组,(Kw),11.9,30.8,78.3,105.7,162.0,175.5,88.1,57.1,50.2,38.9,38.5,41.4,空调循环泵,(Kw),1.0,3.1,10.0,16.6,30.3,37.7,20.9,14.4,13.1,10.3,10.2,11.0,地埋管循环泵,(Kw),1.1,3.6,11.5,19.0,34.8,43.3,24.0,16.5,15.0,11.8,11.7,12.6,干球温度,(,),13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35,小时数,(h),407,429,456,510,597,608,628,524,401,228,112,17,负荷率,c,0.05,0.14,0.23,0.33,0.42,0.51,0.61,0.70,0.79,0.89,0.98,1.07,热泵机组,(Kw),0,0,0,48.5,118.8,131.1,153.4,227.8,215.1,155.3,98.5,19.4,空调循环泵,(Kw),13.8,14.6,15.5,17.3,40.6,41.3,42.7,53.4,40.9,23.3,11.4,1.7,地埋管循环泵,(Kw),0,0,0,19.9,46.6,47.4,49.0,61.3,46.9,26.7,13.1,2.0,海水取水泵,(Kw),8.5,9.0,9.6,10.7,25.1,25.5,26.4,33.0,25.3,14.4,7.1,1.1,方案,3,冬季,夏季,全年,运行设备,耗电量,运行费,耗电量,运行费,耗电量,运行费,（,Mwh/a）,（万元,/a),（,Mwh/a）,（万元,/a),（,Mwh/a）,（万元,/a),热泵机组,878,70,1168,93,2046,164,空调循环泵,179,14,317,25,495,40,地埋管水泵,215,17,313,25,528,42,海水取水泵,0,0,196,16,196,16,合计,1272,102,1993,159,3265,261,22,空调年运行能耗分析,方案4 能耗表,干球温度,(,),-11,-9,-7,-5,-3,-1,1,3,5,7,9,11,小时数,(h),14,46,147,244,446,555,615,424,385,303,301,324,负荷率,c,1.00,0.91,0.83,0.74,0.65,0.57,0.48,0.39,0.30,0.22,0.13,0.04,热泵机组,(Kw),11.9,30.7,78.1,105.4,161.5,175.0,87.8,56.9,50.0,38.8,38.3,41.2,空调循环泵,(Kw),0.8,2.7,8.5,14.2,25.9,32.2,17.8,12.3,11.2,8.8,8.7,9.4,井水泵,(Kw),0.8,2.5,7.9,13.2,29.4,36.6,40.6,28.0,12.7,10.0,9.9,10.7,中间循环泵,(Kw),0.5,1.2,3.1,4.2,6.5,7.0,3.5,2.3,2.0,1.6,1.5,1.7,干球温度,(,),13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35,小时数,(h),407,429,456,510,597,608,628,524,401,228,112,17,负荷率,c,0.05,0.14,0.23,0.33,0.42,0.51,0.61,0.70,0.79,0.89,0.98,1.07,热泵机组,(Kw),0,0,0,49.5,121.1,133.6,156.4,232.2,219.3,158.4,100.5,19.8,空调循环泵,(Kw),11.8,12.4,13.2,14.8,34.6,35.3,36.4,45.6,34.9,19.8,9.7,1.5,井水泵,0,0,0,5.6,13.1,13.4,13.8,17.3,13.2,7.5,3.7,0.6,中间循环泵,(Kw),4.1,4.3,4.6,5.1,11.9,12.2,12.6,15.7,12.0,6.8,3.4,0.5,海水泵,(Kw),3.3,3.4,3.6,4.1,9.6,9.7,10.0,12.6,9.6,5.5,2.7,0.4,方案,4,冬季,夏季,全年,运行设备,耗电量,运行费,耗电量,运行费,耗电量,运行费,（,MWH/a）,（万元,/a),（,MWH/a）,（万元,/a),（,MW/a）,（万元,/a),热泵机组,876,70,1191,95,2066,165,空调循环泵,152,12,270,22,423,34,深井水泵,202,16,88,7,291,23,中间循环泵,35,3,93,7,128,10,海水泵,0,0,75,6,75,6,合计,1265,101,1642,137,2908,239,23,空调年运行能耗分析,方案经济分析汇总,方案,冬季,夏季,维护费,年综合,设备,耗气量,耗电量,运行费,耗气量,耗电量,运行费,运行费,初投资,KNm,3,/a,Mwh/a,万元,/a,KNm,3,/a,Mwh/a,万元,/a,万元,/a,万元,/a,万元,方案,1,645,156,193,986,1034,359,5,552,989,方案,2,644,110,189,1968,157,15,346,934,方案,3,1272,102,1993,159,5,261,1518,方案,4,1265,101,1642,137,12,250,919,方案,冬季能耗,夏季能耗,全年能耗,比较,（,kNM3/a）,（,kNM3/a）,（,kNM3/a）,方案,1,673,1174,1847,100%,方案,2,664,358,1022,55%,方案,3,231,362,594,32%,方案,4,230,299,529,29%,方案能耗分析汇总表,(,电能折算成一次能源天然气,),24,空调年运行能耗分析,方案经济分析汇总,25,空调年运行能耗分析,方案经济分析汇总,26,空调年运行能耗分析,方案经济分析汇总,27,空调年运行能耗分析,方案经济分析汇总,方案,方案优点,方案缺点,方案,1,机组结构紧凑，占地面积小。,可以实现单台机组供冷、供热。,对配电要求小，减少电力系统初投资。,系统技术可靠成熟，稳定性好，维护费用低。,夏季机组满负荷时，是城市燃气富裕时期，在利用能源方面有利。,没有充分利用场地的有利条件，全年运行费用最高。,由于制冷的效率低，其夏季能耗远高于其他方案，导致全年能耗最高。,初投资仅低于方案3，均高于方案2及方案3。,方案,2,夏季制冷效率较高，能耗少。,供热稳定性好，不受外界环境影响。,初投资较低，仅略高于方案4。,夏季属于可再生能源利用，具有一定的节能环保意义。,由于增加冬季的供热锅炉，其机房占地面积较大。,由于机组直接使用海水，其维护费用较大。,由于冬季采用锅炉供热，其能耗及运行费用较高。,用电量大，对配电系统要求高。,方案,3,制冷制热效率较高，能耗及运行费用较低。,热泵机组冬夏两用，机房占地面积最小。,由于地源与海水源均均间接使用，其机组维护费用最低。,属于可再生能源利用，节能环保意义显著，可以享受政策补贴。,由于地埋管井数量较多，导致初投资最高。,用电量大，对配电系统要求高。,夏季机组满负荷时，是电力紧张，在利用能源方面不利。,方案,4,制冷效率较高，能耗及运行费用最低。,设备初投资与方案2接近为最低。,热泵机组冬夏两用，机房占地面积较小。,属于可再生能源利用，节能环保意义显著，可以享受政策补贴。,由于地源井每年需要清洗，维护费用较高。,用电量大，对配电系统要求高；,夏季机组满负荷时，是电力紧张，在利用能源方面不利；,结论：,综合各方面考虑，推荐采用方案,4,28,谢谢,问题,?,29,