上海虹口世纪大酒店综合节能改造合同能源管理项目

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一、案例名称

上海虹口世纪大酒店综合节能改造合同能源管理项目

二、案例业主

上海虹口世纪大酒店隶属上海虹口世纪大酒店有限公司，是一家涉外综合四星级酒店，年营业额约为6500万元人民币，主要来自酒店营业以及写字楼出租。建筑楼高31层、总高96米，总建筑面积约60000平方米，酒店建筑功能布局见表1。上海虹口世纪大酒店原主要用能为电、柴油（采暖、热水）和城市煤气（厨具），酒店原用能数据如表2所示。

表1  建筑功能布局

表2  能耗基准数据（2009—2010年）

三、案例内容

该项目拟采用的技术、设备都是非常成熟的产品，其高效、可靠性等关键指标已经在实际项目中得到过充分的验证。基于上述数据和理由，该项目具有高度的可行性，能够为酒店带来显著的经济效益。

该项目主要涉及以下能源系统的改造：采用风冷热泵系统代替原柴油锅炉，提供酒店冬季采暖；采用空气源热泵热水器系统代替原柴油锅炉，提供酒店所需生活热水；夏季回收冷水机组冷凝热，辅助生产生活热水，进一步降低热水能耗；电机系统应用智能变频控制技术，降低空调系统风机、水泵能耗；采用LED灯具替换原有灯具；采用变频调节和能量反馈器技术和设备对电梯进行节能改造；采用高效节能炉芯对燃气灶具进行节能改造；应用能源管理系统（EMS）代替人工巡检和抄表，提高能源管理水平、效率和精确性，实现远程化、实时化、可视化、智能化管理。

图1  能源系统改造图

1.空气源热泵热水器系统

图2  热泵热水器系统制热原理

热泵热水系统根据逆卡诺循环原理，机组以少量电能为驱动力，以制冷剂为载体，吸收空气或自然环境中的低品位热能，转化为高品位热能，再将高品位热能释放到水中制取热水。由于热泵技术利用热泵循环，供热的大部分热量来自于环境空气，因此能源利用率高。

酒店原热水系统用柴油锅炉制取，耗能大。采用空气源热泵热水系统改造后，节能效果显著，热泵热水系统示意如图3。与柴油锅炉相比，热泵热水机组具有耗能低，能源效率高，无环境污染和安全可靠等特点。

图3  空气源热泵生活热水系统示意图

热泵热水机组本身还具有以下几个优点：

（1）运行噪音小。

（2）产品模块化，占地面积小，便于安放。

（3）模块之间互备互用，便于调节负荷，使机组始终处于高效运行状态。

（4）模块之间交替化霜，提高系统运行安全性。

2.风冷热泵空调系统

酒店原采用废旧离心机组提供夏季空调，设备陈旧，效率低耗能大，设备维护费用高。项目采用约克YCAE61RC模块式风冷热泵为建筑提供夏季空调和冬季采暖，机组分布示意图如图4，模块式风冷热泵并联运行，分组控制，机组互为备用，在系统运行安全性上优于选用大型的螺杆风冷热泵。

与原系统的离心式制冷系统相比，风冷热泵系统具有以下特点：

（1）系统冷热源合一，更适合同时采暖和制冷需求的用户，同时省去了锅炉房。

（2)机组户外安装，省去了冷冻机房，节约了建筑投资。

（3）风冷热泵机组的一次能源利用率可达90%，节约了能源消耗，大大降低了用户成本。

图4  风冷热泵系统示意图

3.LED照明系统

随着技术产品的成熟、成本的不断下降，以及市场认知度的上升，LED（Lighting Emitting Diode,发光二极管）光源逐步成为理想的节能、绿色光源。如表3所示，由于二极管发光机理与传统白炽灯、荧光灯有着本质的区别，其电能转化为光能的效率远远高于这两类灯具；即使与用于普通建筑照明的三基色节能荧光灯相比，LED灯具仍然能够节省约30%~40%的照明用电。此外，LED灯具还具有不含汞等重金属、无频闪等优势，故被称为“绿色”照明。

表3 LED灯具替代其他类型灯具的节能效果

根据统计的灯具类型、数量、开灯时间，以及相应替换灯具的节能率，估算出照明系统改造前、后的电能消耗和支出费用。总共替换灯具5445盏，节能效果显著。

表4  灯具数量统计和节能量计算

4.节能炉灶

灶具通常分成两种，炒菜灶和蒸灶。节能炒菜灶具的构造如图5所示，一般比普通炉芯节能15%~30%。灶具也是酒店常见的用能设备，目前灶具的节能改造主要通过更换炉芯和改善控制两种方式。传统炉芯的燃烧方式为燃料和空气边混合边燃烧，易造成燃烧不完全，造成“化学热损失”。

图5 节能灶具构造

节能灶具的原理和特点如下：

（1）全预混技术：特殊炉芯结构设计，使燃气和空气在燃烧之前得到充分的预混和取得最佳的空燃比。

(2)强力的火力状态：燃烧腔侧旋气流喷射设计，使燃烧过程中火焰对锅底的冲刷有力，传热迅猛，爆发力强，充分满足厨师对火力的要求。

（3）优越的实用性：炉芯用优质不锈钢材料制造，经久耐用，使用寿命长；厨师在操作中无需改变操作习惯。

蒸灶通常通过蒸汽发生器的优化和改造达到节能的目的。具体的措施和特点包括：微电脑管理供水，精确控制、蒸汽常压供应；燃气尾气余热回收；不改变蒸箱结构，与原蒸箱燃烧器互为备用。

5．电梯

电梯传统制动方式均采用传统的电阻制动方式，电梯下行时的势能转换产生的电能都通过电阻散热排放。该项目拟采用变频能量反馈制动装置回收电梯下行时的势能，其原理如图6所示。电梯下行的势能首先通过制动装置转换为直流电，经能量储存装置、AC/DC转换器转换成交流电，最后经过滤波整形反馈到电网。

图6  电梯能量反馈制动装置的原理

6.EMS系统

EMS能源管理系统由能源管理平台、采集设备、终端计量设备三部分组成，其原理示意图如图7。通过采用实时能源监控、分项能源统计分析、重点能耗设备监控、能耗费分析等多种手段，使应用者对能源成本比重和发展趋势有准确的掌握，制定有的放矢的节能策略，并将节能指标分解到各个部门，使节能工作责任明确。

图7 EMS原理示意图

项目各改造系统自2011年签订合同开始正式进入施工期，顺利竣工，各系统竣工时间见表5。

表5  各系统施工与竣工时间

四、项目年节能量及节能效益

1.项目总体节能量和节能效益

表6  节能量和节能效益统计

2.各系统节能量计量方法

空调、热水系统：新系统的耗电量由分时电表记录，电费以分时耗电记录和约定的分时电价计算确定，节能量基本形式即基准柴油费用减去热泵热水器、风冷热泵系统的电费。

照明系统：由原灯具功率减去替换的新的LED灯具功率，统计替换灯具数量、开灯时间即可计算出照明系统的节能量。

电梯：电梯的节能来自于能量反馈器回收的电量和节省下来的电梯设备空调的能耗，能量反馈器回收的电量使用单独的电表计量，原设备空调按照其冷量、功率、运行时间测算。

五、商业模式

该项目采用“合同能源管理模式”，效益分享期为6年，按下述约定分享节能效益：

第一至第三年：业主分享节能效益的20%，节能服务公司分享节能效益的80%。

第四至第六年：业主分享节能效益的40%，节能服务公司分享节能效益的60%。

在该合同期限内，业主享有30%，节能服务公司享有70%。合同结束之后，该项目涉及的碳排放相关经济利益归业主所有。

六、融资渠道

该项目初投资533万元，由节能服务公司负责100%投资。该项目以合同能源管理未来收益为质押，由上海市再担保公司提供担保，由招商银行提供500万元贷款，保障了项目顺利实施。

七、优惠政策

根据《合同能源管理财政奖励资金管理暂行办法》（财建[2010]249号）和《上海市合同能源管理项目财政奖励办法》（沪经信法[2010]833号），通过第三方审计机构上海建筑科学研究院的审核，项目按照上述政策节能服务公司获得165.9万元的财政奖励，同时业主方获得上海市虹口区的相关节能奖励。

该项目被上海市发改委和经信委授予“2012年度上海市合同能源管理示范项目”和“2012年度上海市楼宇节能改造合同能源管理示范项目”。