王鈺

同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司

2010年世博會后，上海世博園除保留中國館、世博軸和少數(shù)別具特色的展館外，大部分臨時場館需要拆除并重新規(guī)劃建設，按照總體規(guī)劃要求，在世博園核心區(qū)引進約30～40家大型企業(yè)總部，采用區(qū)域能源中心形式為企業(yè)提供集中供冷、供熱。區(qū)域能源中心提供的冷、熱水價格一方面取決于本身的生產(chǎn)經(jīng)營成本，一方面又不能高于企業(yè)自主建設冷、熱源的成本。合理的價格可以讓用戶更容易接受，同時保證能源中心的良好收益，以利于長期穩(wěn)定運行。筆者以上海世博園內某公司的辦公建筑為例，分析影響區(qū)域供冷、供熱價格上限的各種財務成本及運營因素。

1 空調負荷

1.1 項目簡介

本建筑為高級辦公樓（甲類建筑），地上15層，地下一層汽車庫；地上面積33000 m2；每層布置一個會議室，面積在100 m2左右；標準層層高4.1 m，建筑高度62.8 m。

1.2 圍護結構參數(shù)及室內計算參數(shù)

按照上海地區(qū)節(jié)能設計標準[1]，辦公建筑的圍護結構、室內設計參數(shù)、室內人員及設備計算參數(shù)分別見表1～3。

表1 辦公建筑圍護結構參數(shù)（甲類）

表2 室內設計參數(shù)

表3 室內人員及設備計算參數(shù)

1.3 空調負荷計算

工作日辦公時間8:30～17:30，其中午休時間12:00～13:00（0.8×滿員人數(shù)），節(jié)假日期間辦公室無人；空調運行時間7:30～18:30，周末及節(jié)假日不使用空調。

根據(jù)上海全年室外干球溫度的變化規(guī)律，確定空調系統(tǒng)供冷期從5月1日～10月31日，供熱期為11月15日～次年3月31日（不包括春節(jié)等法定假日共5天），其他時間為設備轉換及過渡季節(jié)。辦公建筑空調月運行時間為22天，每天11 h，共13863 h（不包括法定假日共6天）。

依據(jù)前述計算參數(shù)，采用DesignBuilder空調負荷動態(tài)計算軟件，對辦公建筑的設計日負荷和全年負荷進行計算，得到年空調總冷負荷270.90萬kWh，年空調總熱負荷112.19萬kWh。

表4 空調冷、熱負荷及指標計算結果

2 空調系統(tǒng)組成

2.1 區(qū)域冷熱水參數(shù)

采用區(qū)域能源中心形式時，冷、熱水（表5）通常通過板式換熱機組換熱取得，用戶不再需要設置冷凍機及熱水鍋爐等設備。建筑內的末端空調系統(tǒng)屬于系統(tǒng)的共用部分，比較時不需要計算在內。

表5 夏、冬季供、回水溫度

2.2 自建設備清單

當用戶自建冷熱源機房時，冷源一般采用離心式冷水機組。冷水機組的冷凍水供/回水溫度設置為6℃/13℃，同時滿足大溫差、小流量的節(jié)能設計標準[2]，而且不需要增加末端設備投資，冷卻水系統(tǒng)采用全自動化學加藥水處理裝置進行水質處理。冬季熱源采用真空燃氣熱水鍋爐，燃料為中壓天然氣。鍋爐提供60℃/45℃的熱水。其中冷凍機房占地面積約380 m2，鍋爐房占地面積約150 m2。辦公建筑自建能源機房主要設備配置見表6。

表6 辦公建筑自建能源機房主要設備配置

3 辦公建筑全年空調負荷及用電量

在冷水機組容量確定后，根據(jù)模型負荷數(shù)據(jù)和設備各負荷階段的COP值可以估算辦公建筑的全年冷水機組耗電量（見表7）。

表7 辦公建筑的冷水機組年用電量

4 全年能耗數(shù)據(jù)

依據(jù)空調方案的設備配置和運行方式，計算出全年能耗?？照{系統(tǒng)年水、電、氣運行數(shù)據(jù)見表8：

表8 運行費用匯總表

表9 制冷機房及設備投資計算表

6 投資及年運行費用

6.1 工程費用

工程費用包括土建工程費用、機電設備安裝費用和其他費用，具體費用按面積分項計算。需要注意的是，土建工程并非空調系統(tǒng)專項使用，可以作為其他用途，業(yè)主也不會因為采用區(qū)域能源中心方式減少大樓的建筑面積，因此本項費用以地下固定車位停車費的形式計入較為合理。采用區(qū)域能源中心方式必須要設置換熱機組，是增加的費用，因此還要扣除換熱機組部分。

表10 鍋爐房及設備投資計算表

6.2 運行成本

運行成本包括用電、水費、燃氣費用、維修維護費、人員工資及福利和固定資產(chǎn)保險。

1）生產(chǎn)用電。生產(chǎn)用電按兩部制分時電價計算。

2）水費。項目運營水費按5.0元/m3計算。

3）燃氣費用。上海市目前鍋爐用燃氣價格為4.59元/m3。

4）維修維護費。按每冷頓200元計算。

5）人員工資及福利。人員工資按7萬元/年計（含福利），具體人員定額按運營需要確定。

6）固定資產(chǎn)保險。按固定資產(chǎn)額度的0.25%計。

表11 制冷機房成本匯總表（萬元）

6.3 財務及管理成本

對空調系統(tǒng)進行經(jīng)濟性分析和比較時，經(jīng)常采用年經(jīng)營費方法，它包括固定費和年運行費[4]。

制冷、制熱機房建設投資按部分從銀行貸款計算，貸款利率6.55%，貸款年限6年。還款方式選擇等額本息還清貸款，第4年開始還貸。

設備折舊期限按15年，折舊殘值5%。

建設期3年，第一年自有資金，第二、第三年貸款，每年投入比例40:40:20。

表12 冷凍機房建設投資貸款利息表（萬元）

6.4 能源（冷熱媒）價格分析

能源價格按公式：

能源價格=(固定投入每年分期還款額+全年生產(chǎn)成本)/全年供冷(熱)量

計算結果匯總見表13。

表13 能源價格匯總表

7 結論

1）進行區(qū)域能源價格上限的計算是必要的，定價過高會失去一部分用戶，減弱了規(guī)模效應帶來的好處，反而抬高了冷熱水成本不利于推廣。

2）案例計算出的上限冷、熱水價格為0.99元/kWh和1.03元/kWh，不同地區(qū)、不同辦公建筑個體計算結果會有差別，區(qū)域能源的供給方和使用方都可以根據(jù)本文提供的方法確定自己能接受的價格。

3）用戶的空調使用習慣及空調運行時間對全年空調負荷影響較大，用得越多價格越低，計算分析有利于雙方進行商務談判。

4）對區(qū)域能源中心來講如要提高利潤空間可以采取余熱利用或三聯(lián)供等形式以取得最佳的一次能源利用率，包括使用余熱鍋爐、高效煙氣溴化鋰機組等形式；能源中心機房位置盡量靠近負荷中心來減少輸送能耗；另外運營方還需要具有較高的管理能力來降低全年運行成本。