中国第一商城低碳能源站能源管理系统设备更换及节能改造项目

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一、案例名称

中国第一商城低碳能源站能源管理系统设备更换及节能改造项目

二、案例业主

中国第一商城是集公寓、商城、写字楼、超五星级酒店于一体的大型现代化高档物业，其中商业总建筑面积12平方米并采用美国商业经营方式。

中国第一商城2号楼一层至三层及地下一层（部分）区域的冬季采暖、夏季制冷的商业中央空调机组更新改造及多级多区远程智能控制，建筑面积约13000平方米。

三、案例内容

1.技术原理及适用领域

（1）空气源热泵。

空气源热泵原理就是利用逆卡诺原理，以极少的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，是一种节能高效的热泵技术。

（2）能源管理系统。

智慧·WESTAR能源管理系统是一个依托于“能源物联网”概念，基于量化模型管理的持续优化分析平台，平台由中心的计算引擎、前端采集设备、后台的专家系统组成，其中计算引擎是核心，采集技术是基础，运行优化是本质，智能控制是关键，意在为客户提供全面建筑能效规划、系统的解决方案和持续优化的全程专业化服务。智慧·WESTAR能源管理系统把建筑内能耗设备的运行状况集中采集并进行动态显示，且通过优化分析平台建模分析给出系统运行的最优节能策略，利用通讯下发至能耗设备，使其按照优化运行策略来高效运行，既节约能源又方便了管理。

（3）节能改造具体内容。

①空气源热泵系统作为提供冷热源的主机设备，安装于室外楼顶冷却塔的位置，利用冷却管道与原有系统的冷热水管路进行连接。

②增加能源管理系统，对空调系统内设备进行优化管理，实现高效节能目的。

③设备安装前，根据平面布置图在设备基础上划出安装基准线。安装基准线包括：按建筑轴线划定设备的纵向中心线；按建筑轴线划定设备的横向中心线；按标高基准线在基础上引出安装标高基准线。

热泵机组安装，在设备安装前须仔细检查基础是否达到强度要求，表面的平整度、位置、尺寸、标高预留孔洞及预埋件是否符合要求。设备就位后，进行找正找平，其纵向、横向水平度允许偏差均为0.5/1000。

四、项目年节能量及节能效益

1.年节能量

（1）改造前后系统（设备）用能情况及主要参数。

更换设备主要参数

（2）节能量计算方法及项目年节能量。

空气源热泵+水泵的运行费用（根据每小时的运行费用计算）。

①设备设计全负荷的运行费用。

制冷：空气源热泵+水泵的费用。

运行时间按1小时计算，电费按照1.0元计算。制冷状态下空调的最大制冷消耗功率为：每组制冷功率为38.5kW,共15组。

空调主机：1.0×38.5×15×0.75（运行负载率）=433.13元；

水泵：1.0×45×2×0.75=67.5元。

采暖：空气源热泵+水泵的费用。

运行时间按1小时计算，电费按照1.0元计算。制热状态下空调的最大制热消耗功率为：每组制热功率为40.4kW，共15组。

空调主机：1.0×40.4×15×0.75=454.5元；

水泵：1.0×45×2×0.75=67.5元。

②设备正常运行的用电费用（根据第一商城项目使用要求数据测算）。

根据面积13000平方米，按照正常使用要求，需要的设计冷负荷为1300kW，空调的能效比为4.2，需要的输入电功率为310kW。

按照正常使用要求，需要的设计热负荷为1560kW，空调的能效比为4.2，需要的输入电功率为：370kW。

制冷运行时间按1小时计算，电费按照1.0元计算。空调的消耗功率为：

空调主机：1.0×310×0.85（运行负载率）=263.5元；

水泵：1.0×45×2×0.85=76.5元。

制热运行时间按1小时计算，电费按照1.0元计算。空调的消耗功率为：

空调主机：1.0×370×0.85（运行负载率）=314.5元；

水泵：1.0×45×2×0.85=76.5元。

③添加WESTAR能源管理系统后，空调系统运行费用（预估值）。

制冷时：

空调主机：［1-（∑η/t×α+ξ）］×原系统能耗=[1-（80％×0.2+4％）]×263.5元=210.8元。

每小时可以节约的费用为：263.5-210.8=52.7元。

制热时：

空调主机：［1-（∑η/t×α+ξ）］×原系统能耗=［1-（80%×0.2+4%）］×314.5元=251.6元。

每小时可以节约的费用为：314.5-251.6=62.9元。

其中，

η=［（每台最佳COP/该机组原平均COP）-1］×该机组运行时间；

t=运行时间总和；

ξ=4%（环境补偿系数）；

α=0.2（运行建筑能源管理系统达到最佳COP的比率）；

根据上述推算，每小时可以节约20%的费用。

运行费用按年计算，换算到元/月/平方米的运行结果。

设备每天的运行时间：8：00—20：00，共计12小时。冬季采暖季4个月，夏季制冷季4个月，建筑面积13000㎡。

④设备设计全负荷的运行费用：

（433.13+67.5）×12×30×4+（454.5+67.5）×（12+12×0.15）×30×4）/12/13000 =10.16元/月/平方米。

（夏季制冷费用+水泵费用）×每天运行时间×每月运行天数×运行月数+（冬季制热费用+水泵费用）×（白天正常运行时间+夜间运行时间×设备使用率）×每月运行天数×运行月数）/按年的月数/建筑面积。

⑤设备正常运行的用电费用（根据第一商城项目使用要求数据测算）:

（263.5+67.5）×12×30×4+（314.5+67.5）×（12+12×0.15）×30×4）/12/13000 =7.11元/月/平方米。

（夏季制冷费用+水泵费用）×每天运行时间×每月运行天数×运行月数+（冬季制热费用+水泵费用）×（白天正常运行时间+夜间运行时间×设备使用率）×每月运行天数×运行月数）/按年的月数/建筑面积。

⑥添加WESTAR能源管理系统后，空调系统运行费用：

（210.8+67.5）×12×30×4+（251.6+67.5）×（12+12×0.15）×30×4）/12/13000 =5.96元/月/平方米。

（夏季制冷费用+水泵费用）×每天运行时间×每月运行天数×运行月数+（冬季制热费用+水泵费用）×（白天正常运行时间+夜间运行时间×设备使用率）×每月运行天数×运行月数）/按年的月数/建筑面积。

2．年节能效益

当地电价1元/kW·h，设备更换+能源管理系统后电费不变的前提下可预计节省总运行费用228万元，减排折合标煤752吨。

五、商业模式

该项目为节能量保证型项目，合同期为2年，节能量保证20%。

六、融资渠道

该项目投资额共315万元，其中100万元为节能服务公司自有资金，215万元来自融资渠道。