地下水用作中央空调冷源的经济性分析

地下水用作中央空调冷源的经济性分析摘要本文采用费用年值法对地下水供冷空调系统进行了经济性分析。以试点工程为例，对地下水供冷空调系统的初投资、年供冷运行费用和供冷费用年值进行了较全面的分析计算，并与其他形式空调冷源作了比较，得到了地下水供冷空调系统与其他形式的空调冷源系统相比较所具有的定量的经济分析数据，可供地下水供冷空调技术推广参考。关键词费用年值地下水供冷空调系统经济性分析THEECONOMICANALYSISOFAROUNDWATERUSEDFORCENTRALAIRCONDITIONINGCOOLINGSOURCEABSTRACTTHISARTICLEUSESTHEEXPENSEYEARVALUEMETHODTOANALYSETHEECONOMYOFTHEGROUNDWATERAIRCONDITIONINGSYSTEMTAKINGTHEPILOTPROJECTFOREXAMPLE,ROUNDLYANALYSESANDCOMPUTESTHEINITIALINVESTMENT,THECOOLINGEXPENSEYEARVALUE,THECOOLINGOPERATINGCOSTSOFTHEGROUNDWATERCOOLINGAIRCONDITIONINGSYSTEM,ANDHASMADETHECOMPARISONWITHOTHERFORMSOFAIRCONDITIONINGCOLDSOURCE,OBTAINEDTHEQUOTAECONOMICANALYSISDATAWHICHTHEGROUNDWATERCOOLINGAIRCONDITIONINGSYSTEMCOMPAREDWITHOTHERFORMSOFAIRCONDITIONINGCOLDSOURCESYSTEM,THISMIGHTSUPPLYTHEREFERENCEOFGROUNDWATERCOOLINGAIRCONDITIONINGTECHNOLOGYPROMOTIONKEYWORDSEXPENSEYEARVALUEGROUNDWATERCOOLINGAIRCONDITIONINGSYSTEMECONOMICANALYSIS0引言能源与环境污染问题是当今世界各国面临的重大社会问题。能源是现代社会和生活的物质基础，也就是说现代文明是建立在对能源和物质大量消耗的前提下。为了解决能源与环境污染问题，寻找无污染的可再生能源成了当前人类社会的首选。地下水供冷空调系统以其具有节能、环保、低费用等特点，得到了专业人士和社会的重视。其工作原理为用深井泵将地下水抽出以后，通过换热器与空气处理所需的冷水进行冷量交换，地下水通过换热器放冷后回灌到地下。地下水供冷空调系统结构形式简单，不需要制冷机组，以换热器代替制冷机组，使其初投资大大减少。1工程概况研究对象是沈阳市某高校办公楼的地下水供冷空调系统。其概况如下该办公楼为五层，建筑面积11030，首层档案馆、二层两个小会议室以及三层一个大会议室，采用低速全空气系统，其他都采用风机盘管加新风系统。夏季空调负荷为894KW,冬季空调设计热负荷为1012KW。夏季运行时间68月份，8001800冬季11月到次年3月，每天24H运行。夏季空调房间的温湿度设计要求为温度为251，相对湿度为605。该空调系统的地下水温度为122，设计空调冷水供水温度为142,回水温度为192。地下水供冷空调系统的设备情况见下表1表1主要设备及其参数设备名称规格型号性能参数数量深井泵250QJ16060/2流量160M3/H，扬程51M,功率37KW1循环泵KQL100160流量100M3/H，扬程32M,功率15KW3KG02D风量2000M3/H，功率07KW5KG03D风量3000M3/H，功率1KW3新风机组KG04D风量4000M3/H，功率14KW2风机盘管FP63WA风量630M3/H为主，功率55W266空调机组KG07WI6风量7000M3/H为主，功率14KW5全自动软水器FY2流量2M3/H，连续供水1旋流除污器XL1501快速除污器KC1501板式换热器BRB08X85换热面积85M222地下水供冷空调系统的初投资计算以下将地下水供冷空调系统与几种常用的空调系统形式进行了比较方案1地下水供冷空调系统；方案2地下水源热泵空调系统；方案3风冷冷水机组空调系统；方案4水冷冷水机组空调系统；方案5溴化理机组空调系统。初投资指空调系统各部分投资之和。包括设备及工、器具购置费用，建筑安装工程费，打井费，工程建设其它费用（设计费，监理费等）等1。CICI1CI2CI3CI421式中CI1设备及工、器具购置费用，它主要包括设备原价、设备运杂费、工具、器具购置费；CI2建筑安装工程费，它主要包括直接工程费（人工费、材料费等）、间接费、利润、税金；CI3打井费，按实际工程打井费为准；CI4工程建设其它费用（设计费，监理费等）。表2各方案初投资情况系统名称地下水供冷空调系统地下水源热泵系统风冷冷水机组系统水冷冷水机组系统溴化锂机组系统/热泵机组2台；风冷冷水机组2台水冷冷水机组2台溴化锂机组2台板式换热器2台/设备购置费用循环泵3台；循环泵3台；循环泵3台；循环泵3台；循环泵3台；潜水泵1台；潜水泵1台；/冷却塔2台；冷却塔2台；新风机组10台；新风机组10台；新风机组10台；新风机组10台新风机组10台空调机组5台；空调机组5台；空调机组5台空调机组5台；空调机组5台；/冷却水泵3台冷却水泵3台风机盘管266台等小计1695万元风机盘管266台等小计214万元风机盘管266台等小计2332万元风机盘管266台等小计2046万元风机盘管266台等小计2326万元建筑安装工程费主要包括人工费、材料费等小计90万元主要包括人工费、材料费等小计905万元主要包括人工费、材料费等小计89万元主要包括人工费、材料费等小计99万元主要包括人工费、材料费等小计99万元打井费1000元/M，共50米，三口井,小计15万元1000元/M共50米，三口井,小计15万元/其它费用取购置费8小计208万元取购置费8小计224万元取购置费8小计257万元取购置费8小计243万元取购置费8小计265万元总计（万元）29533419347932793581造价（元/M2）26853108316329813255分析表2，可以得出该工程采用地下水供冷空调系统总投资2953万元，与地下水源热泵系统、风冷冷水机组系统、水冷冷水机组系统、溴化锂机组系统相比，分别节省了466万元、526万元、326万元、628万元，即总投资与其他方案相比，分别节省158、178、46、11、213通过以上对试点工程地下水供冷空调系统初投资统计，并与其他供冷空调方案比较分析，说明地下水供冷空调系统在初投资上最经济。3地下水供冷空调系统的年运行费用31年运行费用计算分析的原始数据（1）各设备的使用年限按表31取值表31各设备使用年限设备名称板式换热器水源热泵机组风冷冷水机组水冷冷水机组溴化锂机组使用年限年2020102015（2）资源价格表表32各种资源价格表名称用途价格公用（学校）0635电费（元/KWH民用045天然气元/M3公用3000民用2400地下水元/T全部回灌0250自来水元/T民用2000公用160032地下水供冷空调系统年运行费用计算（1）电费地下水供冷空调系统主要消耗电能，主要的设备包括循环泵、潜水泵、末端及空调机组等。夏季制冷总耗电量578269KWH。电费电量电价CK15782690635367万元（2）水费地下水供冷空调系统水费包括地下水和自来水水费。自来水水费共02万元。夏季制冷，抽水量115200M3。水费地下水水费自来水水费CK2115200025200030800308万元（3）燃料费对于地下水供冷空调系统燃料费为零，故CK30。对于溴化锂机组，天然气的发热量按10000KCAL/NM3计算。（4）人工费工人工资按50元/工日计，福利费按工资的15取值，地下水供冷空调系统操作人员2人。CK4（5030503015）3210350元1035万元（5）设备折旧费设备折旧费按34公式计算，地下水供冷空调空调系统设备购置费CI11695万元，设备残值L，按设备购置费5计算,CK5CI1L/N169516955/20805万元（6）维修费维修费主要包括材料费、维修人员工资、平时维修保养费。对维修的主要对象是制冷机组、空气处理机、循环泵、板式换热器及附属的设备及管道。对于地下水供冷空调系统维修费还应包括洗井费，洗井费1500元/次，每年1次。CK6CK53015002565万元（7）其它费用其它费用主要包括管理费、排污费、税金等，取固定资产的25，约424万元。（8）总计地下水供冷空调空调系统年运行费用，按式31计算CKCK1CK2CK3CK4CK5CK6CK73673080103580525654242264万元单位建筑面积年运行费用2052元/M2。33地下水供冷空调系统年运行费用与其它方案比较分析通过以上计算，将地下水供冷空调空调系统和其它方案的年运行费用汇总于表33表33地下水供冷空调系统年运行费用与其它方案比较情况系统名称地下水供冷空调系统地下水源热泵系统风冷冷水机组系统水冷冷水机组系统溴化锂机组系统电费36784415371167399水费308308020025025燃料费/833人工费1035041041041041设备折旧费8058982229721473维修费2565329665292442其它费用424473583512582总计万元22642893506630043795年供冷运行费用（元/M2）205226346052731345分析表33，可以得出该工程采用地下水供冷空调系统年运行费用最低，采用风冷冷水机组系统年运行费用最高。采用地下水供冷空调空调系统年运行费用2264万元，与地下水源热泵系统、风冷冷水机组系统、水冷冷水机组系统、溴化锂机组系统相比分别节省629万元、2802万元，74万元、1531万元，即年供冷运行费用与上面几种方案相比分别节省2778、12376、3269、6762。若地下水供冷空调系统所用的地下水不取费或少取费，其运行费用更少。通过以上对试点工程地下水供冷空调系统年运行费用计算分析，可以得出地下水供冷空调系统在运行费用上与水源热泵机组系统、风冷冷水机组系统、水冷冷水机组系统，溴化锂机组系统相比具有显著的经济性。4各方案的供冷费用年值比较采用资本回收公式把方案的初投资等额折算到每一年并与该年的运行费用求和即可求得供冷费用年值，即3411NIACCK式中AC供冷费用年值，元；CI初投资，元；CK年运行费用，元；N使用年限,年；I回收系数，取10。表4各个方案的供冷费用年值比较分析表4可以得出,在这几种方案中,地下水供冷空调系统的费用年值最小，故该方案从经济角度看是最佳方案。地下水供冷空调系统费用年值5733万元，单位建筑面积费用年值5212元/M2，与水源热泵系统，风冷冷水机组系统、水冷冷水机组系统、溴化锂机组系统相比分别节省了2051、8713、1959、4832。由此可知地下水供冷空调系统与他形式的空调系统相比最经济。5结束语通过以上对地下水供冷空调系统的初投资、年运行费用、和供冷费用年值计算，并分别与地下水源热泵空调系统、风冷冷水机组系统、水冷冷水机组系统、溴化锂机组系统进行比较分析，得出结论是在地下水源比较丰富的地区，地下水温适宜（13以下），利用地下水供冷空调系统供冷最经济且最节能。需要说明的是我国绝大部分地区的地下水温度高于7，关于地下水供冷空调系统供冷效果的研究另文报告。参考文献1李新国低焓能源运用热泵供暖的技术经济分析太阳能学报，199516（1）1911952李新国地源热泵热泵供暖空调的经济性太阳能学报，199522（4）4184223亨利马尔科姆斯坦纳著工程经济学原理第二