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例析制药厂地源热泵方案及应用

一、工程概况

烟台荣昌制药厂新厂区位于烟台市经济技术开发区生物医药工业园内，总规

划用地为27.75公顷（合416亩），分为二期完成，总建筑面积为20万平方米，

其中一期建筑面积7.8万平方米，由九个单体建筑组成，主要建设目的为医药产

品生产、相关的技术研发、孵化和中试等，项目由荣昌制药、荣昌生物和同济大

学三方合作完成。

该工程的规划目标是以用地内的良好生态条件为基础，通过整合周边市政和

自然风景资源，借助国家和当地政府的扶植，围绕园区建设任务中最核心的功能，

将企业建设成低碳生产、绿色办公、示范带动的高科技制药企业。

二、空调冷、热负荷的确定

九个建筑单体空调负荷由设计院提供（详见下附表一），若将所有单体空调

负荷叠加则设计空调总冷负荷为8988kW，空调总热负荷为6103kW，考虑到每

个建筑物功能的不同，使用的时间也不一样，对不同的建筑按不同的使用系数

计入到总负荷中，如下表中的使用系数取值从100%-0%，计算的空调总冷负荷

为7423kW，总热负荷为5191kW。一期工程共设置一个空调机房，由机房分

三路进出水分别供二个车间及生活区（办公楼、餐厅、招待所、职工宿舍），二

个车间为分别为单独回路，生活区为单独回路，为了便于管理及核算运行费用，

每个回路单独设一套计量装置。

二、初投资费用、运行费用及对环境景程的分析对比：

为了选择最适合本项目的冷、热源系统，以下对地源热泵系统（方案一）与

城市热网+冷水机组系统（方案二）这两种方案主要从经济性、节能性以及环境

影响方面对比分析。

1、两方案的初投资费用分析：

1.1：地源热泵系统初投资费用：地源热泵系统（不含室内末端系统）总投

资费用为1830万元，其中主机340万元，机房内附属设备及安装费用、室外管

网安装费用320万元，室外埋管费用1170万元。

1.2：城市热网加冷水机组系统的初投资费用：烟台市城市热网的收费标准

为120元/平方米，7.8万平方米的建筑总投资费用为936万元；冷水系统中主

机的的初投资费用为270万元（主机低于地源热泵主机），机房内附属设备及安

装费用、室外管网安装费用330万元（较地源热泵系统增加冷却水系统的费用），

总投资费用为1556万元。

2、两方案的运行费用分析

空调系统运行费用：根据美国ARI标准和中国行业标准JB/T4329-97，平均

满负荷率一般为60%。

运行费用=装机容量×平均满负荷率×运行天数×每天运行时间×电价

2.1：地源热泵系统运行费用：

夏季运行费用：（305+45+45）×4×0.6×100×16×0.75=113.76万元。

冬季运行费用：=（382+45+45）×3×0.6×135×16×0.75=137.62萬元。

冬、夏两季运行总费用为251.39万元，折合为32.23元/平方米。

2.2：城市热网加冷水机组系统的运行费用：

冬季运行费用分析：烟台市城市热网收费标准为26元/㎡计算，冬季运行费

用为202.80万元。

夏季运行费用分析：相同的空调冷负荷，由于冷水机组的冷凝温度高于地埋

管系统的冷凝温度，其耗功高约20%，水泵的功率相同，冷水机组系统的运行费

用为（305×1.2+45+45）×4×0.6×100×16×0.75=131.33万元。

冬、夏两季运行总费用为334.13万元，折合为42.84元/平方米。

备注：运行费用的计算条件如下：

①夏季空调运行100天，冬季空调运行135天；

②按空调每天平均运行16小时计算；

③平均满负荷率一般为60%；

④电价按0.75元/度，空调总面积7.8万平方米；

⑤冬季开3台机组供暖.夏季开4台机组制冷。

3、两方案对比分析结果如下：将两种方案的初投资费用、运行费用、环境

影响分析对比如下：

通过对两种方案的初投资费用、运行费用及环境影响的分析比较得出，方案

一虽然初投资费用比方案二高274万元，但每年可节约运行82.74万元，静态投

资回收年限仅为3.31年，且每年可节约标煤458吨，减少二氧化碳排放量1245

吨/年，减少二氧化硫排放