广东粤华发电有限责任公司 广东省广州市 510000
摘要：本文以广东黄埔电厂“三旧”改革试点的区域供冷项目为例，对其系统设计以及经济效益进行了探讨。首先，对该项目的供冷负荷计算进行了介绍，通过模拟分析与实际数据校正的方式，能够获得更符合实际的空调负荷面积指标值以及负荷曲线。基于计算的空调负荷，重点对比分析了水蓄冷和冰蓄冷两种方式的可行性，在该项目中水蓄冷技术更具有更优的经济效益。结合项目条件，确定了以电制冷与水蓄冷有机结合的区域供冷系统，分析了系统的经济效益以及项目开发过程中不确定性因素对内部收益率的影响。
关键词：区域供冷；电制冷；水蓄冷；经济性
1.工程概况
1.1项目背景
黄埔电厂区域供冷项目位于广州市黄浦区，是我国当前首个区级“三旧”改造改革创新试点地区。图1为旧改项目的区域规划图。该项目主要包括黄埔电厂旧改及其场地内用冷区域，庙头、南湾以及夏园三个旧改区域，总供冷面积为194.41万m2。区域内建筑类型多、容积率大、建筑负荷密度高，且符合具有错峰特性。其中，办公类建筑占比70.3%，约为136.7万m2；商业类占比22.8%。
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图1广东黄埔发电厂旧改规划图
2.区域供冷系统设计
2.1区域建筑负荷计算
在规划阶段，区域建筑负荷的合理计算影响冷源系统设备选型以及运行策略的确定。为准确计算该项目的区域供冷负荷，首先采用DesignBuilder分别对商业建筑、办公建筑和学校建筑分别进行模拟，相关参数设置均按照《公共建筑节能设计标准》[5]对夏热冬暖地区甲类公共建筑维护结构热工性能等参数的规定进行设置，经模拟结果获得三种类型建筑的单位面积空调负荷指标：办公建筑115W/m2，商业建筑159W/m2，以及学校建筑137W/m2。
建筑的用冷需求在实际使用中往往具有“部分时间、部分空间”的特点，能耗模拟值与实际值通常存在较大偏差，过高估计供冷负荷。因此，对其进行一定修正，能够获得更符合实际建筑的空调负荷面积指标值，使系统设计和设备配置更加合理。根据《深圳市2018年公共大型建筑能耗检测报告》的统计结果，办公类建筑、商业建筑、宾馆饭店建筑和综合建筑的盈余冷量百分比中位值分别为42%、29%、46%和46%。基于这一统计数据，对建筑负荷计算指标进行修正，三种主要类型建筑的负荷指标的最终取值分别为75W/m2、114W/m2和100W/m2。与此同时，通过用户端能源监控平台实测广州市多栋建筑空调实时空调耗电的大量统计数据，通过筛选可分析出不同建筑类型的空调负荷逐时变化系数。
2.2区域供冷系统设计及运行策略
区域供冷系统冷源方案需结合项目的资源条件，并综合分析不同冷源方案的经济成本效益而确定。由于项目的能源站选址位于电厂内部，具备利用电厂余热的有利条件，因此，对于该项目可采取的制冷方案主要有两种，即电制冷和蒸汽吸收式制冷。经换算，与同等制冷量的电价相比，若蒸汽价格为230元/吨，采用蒸汽吸收式制冷的成本为1.535元/kWh，大于基于商业电价以及蓄冷峰值电价的电制冷成本。因此，采用电制冷系统作为冷源是经济效益最优的方案。
3.经济性分析
经济性分析是区域供冷系统分析的重要组成部分，本项目中重点从初投资和运行维护费用等方面进行经济性因素分析。本项目供冷站建设期静态总投资为50854.92万元，其中建设安装费用43658.46万元，共分为两个建设期：1)2022年进行供冷站一期建设以及室外管网，安装费为29838.98万元，2023年投产；2)2027年进行供冷站二期建设，安装费为13819.48万元，2028年投产。对于运行费用，采用部分负荷折算天数的方法进行校核，项目中采用某供冷站实际供冷负荷数据为计算依据，具体折算结果如表1所示。从表中可知，本项目供冷站的全年累计供冷量约为21814.15万kWh，年基本运行费用约为2601.67万元。
表1区域供冷系统全年运行费用
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通过各项经济效益指标的计算和分析，本项目采用贷款70%，初装费125元/平方米，使用费5.6元/（平米.月）方案，各项评价指标均符合行业标准，项目总投资所得税后内部收益率为8.10%；所得税后财务净现值为344.78万元，投资回收期为12.05年（含建设期）。
对于区域供冷系统的应用，有必要分析在项目投资、运行以及未来市场开发的全过程中，可能面临的不确定性因素对内部收益率等经济效益的影响。本项目中对项目总投资、电价、初装费、能源使用费用四个主要因素进行敏感性分析，具体计算结果如图9所示。从图9中可以看到，项目总投资的敏感性系数绝对值较大，说明项目总投资对内部收益率影响相对较大。内部收益率随总投资的减少而增加。项目效益对使用费单价的敏感程度较高，即内部收益率随使用费单价的增加而显著增加，说明用冷价格/售冷量对内部收益率影响程度较大。总体来看，在四种因素分析中，使用费与项目总投资对项目经济效益的敏感性较强，电价及初装费对项目经济效益的敏感性较弱。
4.结论
本文对于广州市黄浦发电厂“三旧”改造区域供冷项目的工程概况、系统设计以及经济效益进行了简要分析，得出如下结论：
（1）项目中通过能耗模拟和实际数据的有机结合，为规划阶段空调负荷的合理估算提供了可靠保证。
（2）区域供冷系统方案的选择，经综合考虑资源条件、经济成本、环境条件等因素，充分利用旧改项目场地优势以及广州市电价机制，项目中采用电制冷与水蓄冷技术有机结合的技术方案，共设置8台离心式冷水机组用于蓄冷，5台蓄冷罐，1台基载主机。
（3）经敏感性分析发现，项目总投资和冷量定价机制对项目经济效益的影响最为显著，而电价和出装费用影响相对较小。
参考文献
[1]马宏权,龙惟定.区域供冷系统的应用现状与展望[J].暖通空调,2009, 39(10):52-59.
[2]刘芳,马晓雯,方赵嵩.广州大学城某高校区域供冷项目经济性分析[J].煤气与热力,2016,36(07):36-40.
[3]中国建筑科学研究院.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范:GB 50736-2012[S].北京:中国建筑工业出版社,2012:178