中央空调能量分配与计量收费
地源热泵 2008-03-15 11:41:35 阅读35 评论0   字号：大中小 订阅
0 引言
  随着社会经济的发展，能源消耗急剧膨胀，人们的节能意识也逐渐提高。在保定市某住宅小区中央空调工程中，安装了预付费型冷热量表，依据冷热量表进行收费。
  按冷热量表收费具有以下优点：第一：可以提高人们节能的自觉性和主动性，减少能源消耗；第二：适应国家节能环保的要求；第三：改善原来按面积收费的不合理现象；第四：利于物业管理，使居民与物业公司之间有了相互约束机制。
  按冷热量表收费涉及问题很多，冷热量价格就是其中之一。其价格不能按面积价格计算，应综合考虑各项费用后，折算成单位冷量或热量的价格。这里提到的各项费用不仅包括年运行费用，还应包括一次投资费、维护费、人工费、税金、利润及其它不可预见费等。本文将通过实例介绍热价的制定方法。
1 工程概况
  保定市某住宅小区总建筑面积55000m2，一层为商用门脸，共10栋，292户，其中三室二厅、四室二厅各146户。住宅均采用风机盘管系统，由2台WCFX-54B型螺杆冷水机组提供夏季空调冷水，2台SV-18004G型燃气锅炉提供冬季空调热水，冷却水系统采用2台无风机冷却塔。各耗电设备汇总见表1。冷热站由小区物业公司管理运行。
冷热站设备耗电量汇总 表1
序号
项目名称
规格型号
数量
单台耗电量
备注
1
制冷主机
WCFX-54B
2台
332 kW
夏季使用
2
冷却水泵(两用一备)
KQL250-315
3台
75 kW
夏季使用
3
冷冻水泵(两用一备)
KQL200-400(I)B
3台
55kW
夏季使用
4
补水泵(一用一备)
　
2台
3.0 kW
间歇使用
5
污水泵
　
1台
2.2 kW
间歇使用
6
电子除垢仪
　
1台
0.13 kW
夏季使用
7
送风机
　
1台
0.37 kW
冬、夏使用
8
热水锅炉
SV-18004G
2台
5.42 kW 耗气量：183.3m3/h
冬季使用
9
热水泵(两用一备)
KQL150-400B
3台
30 kW
冬季使用
2 冷热价计算方法
2.1 计价原则
  冷热价由固定开支、浮动开支和利润税费共三部分组成。
  (1)固定开支：含土地使用费、机房及辅助用房建设费、设备投资、维修管理、职工工资等。其中前三项费用计入房价中，因此本工程只考虑维修管理及职工工资。
  (2)浮动开支：即运行费用，含燃料消耗、运行耗电、系统用水等。运行费中应包括系统冷热损失。
  (3)利润和税费：本计费单价计算中未含利润，物业公司可根据实际情况和当地物价局文件考虑适当的利润数值。税费按目前税率取值5.55%。
2.2 冷热价计算公式
  由于生产单位冷量和热量所消耗的能源种类、数量及费用不同，因此应对冷热价格分开计算。
  1)夏季按冷热量表计费的计算公式：
  冷单价=(夏季耗电量×电价+用水量×市政水费+人工费+维修费)×税金系数÷Q冷量
  2)冬季按冷热量表计费的计算公式：
  热单价=(冬季耗电量×电价+冬季用气量×天然气费+用水量×市政水费+人工费+维修费)×税金系数÷Q热量
2.3 计价基准
  (1)电费单价按0.534元/kWh（民用动力价格）；
  (2)天然气收费按2.04元/(Nm3/h)；
  (3)市政水费按1.7元/m3；
  (4)人工费(包括：工人工资、奖金等)按15000元/(年·人)；
  (5)税费系数取1.0555。
3 运行费用
  运行费用是冷热价计算中最关键的项，包含了冷热用量（Q冷量、Q热量）、运行能耗及输送损失。由计算式1）、2）可知，该项计算对整个冷热价的制定影响非常大。
3.1 负荷分析
  空调系统无论是夏季还是冬季，需要的供冷或供热量一般都低于设计负荷值。主要受以下两方面影响。
  其一：外界天气因素的影响，即系统制冷或制热量会随着外界空气温度的变化而变化。例如：冬季供热期为11月15日至次年3月15日，11月份和3月份外界气温较高，只需开启一台锅炉即可满足系统使用要求，在最冷时间段1月份，则需开启两台锅炉以满足系统使用要求。表2、表3给出了夏季、冬季负荷分布情况，夏季制冷期按6月1日至10月1日，冬季供热期为11月15日至次年3月15日。
  其二：生活习惯因素的影响。例如：每个人对室内空调舒适温度的数值要求不同，用户将按需节能运行，因此每户空调开启的数量及每天开启时间也不同。
  基于上述原因，用户所消耗的冷量Q冷量和热量Q热量应进行逐时计算或分时段概算，本工程采用了概算（见3.4.1）。
表2 夏季负荷分布情况
系统运行工况
负荷比例
运行时间百分比
开一台压缩机
≤0.17
5%
开两台压缩机
0.17～0.33
50%
开一台主机
0.33～0.50
17%
开一台主机和一台压缩机
0.50～0.67
12%
开一台主机和两台压缩机
0.67～0.83
14%
开两台主机
0.83～1.0
2%
3.2 设备运行策略
  由负荷分析可知，夏季93%的时间冷负荷分布在20%~80%范围内，冬季90%的时间热负荷分布在50%以下。为了经济运行，需根据负荷变化调节冷水机组和锅炉运行模式。
  根据本工程设备具体设置情况，制定出不同的运行策略，夏季制冷时的运行策略见表2，冬季供热时的运行策略见表3。
表3 冬季负荷分布情况
系统运行工况
运行时间百分比
一台锅炉低负荷运行
75%
开一台锅炉
15%
开一台锅炉和另一台锅炉低负荷运行
8%
开两台锅炉
2%
3.3 能耗分析
  下面根据运行策略计算典型负荷年的年能耗。
  3.3.1 夏季不同工况运行单位小时耗电量
  系统在不同工况运行时，投入的设备台数将有所变化，表4给出了夏季6种运行模式下的耗电量及制冷量。
  3.3.2 冬季不同工况运行单位小时耗电量和耗气量
  燃气锅炉运行时可通过调节燃气量来适应负荷的变化，为便于计算，锅炉低负荷运行时燃气耗量按经验数据取全负荷运行时的60%。表5给出了冬季4种运行模式下的耗电/气量及制热量。
表4 夏季不同运行模式下的耗电量及制冷量
运行策略
系统每小时耗电量
系统每小时制冷量
一台压缩机运行
332×1/3+75+55+3×0.5+0.13+0.37+2.2×0.4=243.55 kW
1695×1/3=565 kW
两台压缩机运行
332×2/3+75+55+3×0.5+0.13+0.37+2.2×0.4=354.22 kW
1695×2/3=1130 kW
一台主机运行
332+75+55+3×0.5+0.13+0.37+2.2×0.4=464.88 kW
1695 kW
一台主机和一台压缩机运行
(332×1/3+332)+75×2+55×2+3×0.5+0.13+0.37+2.2×0.4
=705.55 kW
1695×1/3+1695=2260 kW
一台主机和两台压缩机运行
(332×2/3+332)+75×2+55×2+3×0.5+0.13+0.37+2.2×0.4
=816.22 kW
1695×2/3+1695=2825 kW
两台主机运行
332×2+75×2+55×2+3×0.5+0.13+0.37+2.2×0.4=926.88 kW
1695×2=3390 kW
  注：表中污水泵按间歇使用考虑，使用系数为0.4。补水泵也按间歇使用，使用系数为0.5。2台3机头压缩机,按卸载分级调节法使用1台压缩机运行有1/3,以此类推。
表5 冬季不同运行模式下的耗电/气量及制热量
运行策略
系统每小时耗电/气量
系统每小时制热量
一台锅炉低负荷运行
电：5.42+30+3×0.5+0.37+2.2×0.4=38.17 kW
气：183.3×0.6=109.98 Nm3
2093×0.6=1255.8 kW
一台锅炉运行
电：5.42+30+3×0.5+0.37+2.2×0.4=38.17 kW
气：183.3 Nm3
2093 kW
一台锅炉和另一台锅炉低负荷运行
电：5.42×2+30×2+3×0.5+0.37+2.2×0.4=73.59kW
气：183.3×1.6=293.28 Nm3
2093×1.6=3348.8 kW
两台锅炉运行
电：5.42×2+30×2+3×0.5+0.37+2.2×0.4=73.59kW
气：183.3×2=366.6 Nm3
2093×2=4186 kW
  注：表中污水泵按间歇使用考虑，使用系数为0.4。补水泵也按间歇使用，使用系数为0.5。
3.4 运行费用
  3.4.1 系统制冷量和制热量
  (1)制冷量
  根据表2和表4，可以求得夏季制冷机运行时制冷量，系统按122天运行，每天运行16h。
  系统制冷量：(565×5%+1130×50%+1695×17%+2260×12%+2825×14%+3390×2%)×16×122=3154236.8 kWh
  (2)制热量
  根据表3和表5，可以求得冬季锅炉运行时制热量，系统按120天运行，每天运行19h。
  系统制热量：(1255.8×75%+2093×15%+3348.8×8%+4186×2%)×19×120=3664926.7 kWh
  (3)用户耗冷量Q冷量与耗热量Q热量
  用户消耗的冷热量与系统制冷量、制热量是有差别的。系统制冷量、制热量包括了输送冷热过程中的冷热量损失，一般取损失系数为0.05～0.07。因此用户耗冷量与耗热量分别为
  Q冷量=3154236.8×（1-0.05）=2996525.0 kWh
  Q热量=3664926.7×（1-0.07）=3408381.8 kWh
  3.4.2 系统耗电量或耗气量
  (1)夏季系统耗电量
  根据表2和表4可以计算出夏季系统耗电量
  (243.55×5%+354.22×50%+464.88×17%+705.55×12%+816.22×14%+926.88×2%)×16×
122=948265.01 kWh
  (2)冬季系统耗电/气量
  根据表3和表5可以计算出冬季系统耗电/气量
  系统耗电量：(38.17×75%+38.17×15%+73.59×8%+73.59×2%)×19×120=95103.36 kWh
  系统耗气量：(109.98×75%+183.3×15%+293.28×8%+366.6×2%)×19×120=320965.63 Nm3
  3.4.3 系统耗水量
  系统耗水量包括系统充水量及运行期间的补水量。系统充水量是系统投入运行前对系统内所有容纳水的设备和管道充入的水量。由于冬夏季过后需对系统进行检修，因此一年系统需充水2次，分别计入夏季和冬季运行费用中。系统补水量是系统在运行过程中由于管道或设备泄露而造成系统水量损失，其值与系统运行时间、系统泄露情况有关。
  本工程夏季系统充水量约为200m
3，每天补水量根据运行经验，按2 m3考虑，夏季运行122天，则整个夏季系统耗水量为：
  200+2×122=444m3
  冬季系统充水量约200m3，每天补水量根据运行经验，按0.8 m3考虑，运行120天，则整个冬季系统耗水量为：
  200＋0.8×120=296m3
  3.4.4 其他费用
  (1)人工费
  人工费包括全年所有运行管理人员的工资、奖金等，其中半年工资计入夏季制冷收费中，另半年计入冬季制热收费中。系统运行管理人员按6人，每人年薪按10000元计，则夏季和冬季人工费分别为：
  10000×6/2=30000元。

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