1. 프로젝트 소개
프로젝트 부지는 베이징 창핑구 남쪽에 위치하며, 사무실 총 건축면적을 포함한 총 건축면적은 10,000m2이다. , 레스토랑, 객실 및 기타 부대 건물 8400m2, 임시 기숙사 면적은 약 1600m2이며 건물은 분산되어 있으며 건물의 가장 높은 층 수는 3개입니다. 원래는 난방용으로 석유 보일러를, 냉방용으로 분할형 에어컨을 사용했는데, 석유 보일러는 수명이 다해 교체가 필요하다.
사전 수문지질조사 결과 사업대상지는 원유강 상류인 동사강에 의해 형성된 작은 충적선상 하부에 위치하고 있으며 지층은 주로 점토질과 끈적끈적한 모래로 구성되어 있다. 대수층의 암석은 주로 중간 정도의 거친 모래이며, 두께는 15m를 초과하지 않으며, 물의 풍부도는 낮고, 단일 우물의 물 생산량은 약 500m3/d이며, 재충전량은 일반적으로 30%에 불과합니다. 펌핑된 물의 양. 따라서 현지 수문지질학적 조건은 지하수 지열원 히트펌프 기술의 사용에 적합하지 않습니다. 프로젝트 부지의 넓은 녹지 공간과 고속도로 면적을 기반으로 지질 조사 부서는 지하 파이프 지열원 히트 펌프의 사용을 권장합니다. 겨울에는 난방을, 여름에는 물을 공급하는 기술입니다.
중국건설기술그룹(주)이 제공한 설계도면에 따르면 에어컨 시스템의 난방부하는 618kW, 냉방부하가 773kW로 나타났다.
이 프로젝트는 2005년 8월 착공해 같은 해 11월 공식적으로 완료됐다. 총 투자액은 약 440만 위안이다. 프로젝트의 주요 장비는 표 6-1과 같으며 프로젝트의 주요 장비에 대한 통계표는 다음과 같습니다. 주 엔진과 순환 펌프의 전력 소비를 별도로 측정하므로 프로젝트의 경제성 분석을 위한 기초가 된다는 점에 유의해야 합니다.
표 6-1 프로젝트 주요장비 통계표
본 프로젝트에는 U파이프와 PE파이프 1개를 설치한 후 총 183개의 깊이 100m 매립파이프 홀을 시공하였다. 모두 구멍은 중간 정도의 거친 모래로 되메우고 수평 헤더는 매립 깊이 1.5m 미만의 Φ50 PE 파이프로 33개 라인으로 나누어 기계실 분지 물탱크와 연결됩니다. 모든 시추공은 부지의 녹지 및 주차장 표면 아래에 배치됩니다. 부지 6-1의 지하 배관공 분포도를 참조하십시오.
그림 6-1 현장 지하 배관공 분포
2. 선정된 프로젝트의 대표적인 특징과 대표성
프로젝트의 대표적인 특징은 다음과 같다. 또한 본 사업을 선정한 이유는 본 사업이 다음과 같은 5가지 특징을 가지고 있기 때문이다:
1) 냉난방 분리사업
본 사업은 냉난방 분리사업이며, 지열 열펌프 프로젝트의 경제성 분석을 용이하게 하기 위한 보조 냉각 또는 열원(예: 얼음 저장고, 전기 난방 및 냉각탑 등).
2) 리모델링 프로젝트
본 프로젝트는 원래 난방방식은 난방용 기름보일러, 냉방방식은 냉방용 분리형 에어컨을 사용한 리모델링 프로젝트입니다. 따라서 프로젝트 실행 후 프로그램 경제성을 직접 비교할 수 있습니다.
3) 프로그램 선택이 합리적이고 전체적인 설계가 합리적이며 건설 난이도가 보통입니다.
이 프로젝트는 지역과 일치하는 지하 파이프 지열 열 펌프 기술을 사용합니다. 본 프로젝트의 전체 설계는 중국건설기술그룹(China Construction Technology Group Co., Ltd.)이 제공하고 프로젝트 시작 전에 설계 계획이 합리적이며 베이징 지질 공학 조사 연구소에서 예비 조사와 시추 테스트를 실시했습니다. 이며, 공사난이도는 보통정도였습니다.
4) 프로젝트 실행 후 모든 모니터링 기록이 완료됩니다
프로젝트 소유자의 내부 관리는 진지하고 책임감이 있으며 모든 중요한 데이터는 완벽하게 모니터링되고 자세하게 기록됩니다. 기술적, 경제적 분석에 도움이 됩니다.
5) 프로젝트 기능 및 용도는 보통입니다.
프로젝트 건물은 주로 사무실, 주택, 호텔 등으로 장소, 수영장, 온실, 건물 등과는 다른 일반 건물입니다. 등 및 그 용도 난방시즌 내내 24시간 수준으로 학교 등의 간헐난방 시설과는 다릅니다.
이 프로젝트는 위와 같은 특징을 가지고 있기 때문에, 많은 구축된 프로젝트들 중에서 어느 정도 대표성을 갖고 있습니다. 따라서 경제성 분석 결과는 건설된 프로젝트의 경제성을 객관적으로 반영하게 됩니다.
3. 프로젝트의 경제성 평가
프로젝트의 경제성 평가는 "국가 발전 개혁위원회 및 건설부의 경제 평가 발행에 관한 고시"에 근거합니다. 건설사업의 방법 및 매개변수'(개발 및 개혁 투자 [2006] 제1325호)가 시행된다. 평가 내용은 문서의 세 가지 부록인 "건설 프로젝트의 경제성 평가에 관한 몇 가지 조항", "건설 프로젝트의 경제성 평가 방법" 및 "건설 프로젝트의 경제성 평가 매개변수"를 기반으로 구현됩니다.
겨울철 난방 문제를 해결하기 위해 소유자에게는 두 가지 옵션이 있습니다.
옵션 1: 석유 연소 보일러를 업데이트하고 난방용으로 석유 연소 보일러를 계속 사용합니다. >
옵션 2: 난방을 위해 지하 배관 지열 히트펌프를 사용합니다.
본 사업의 특성에 따라 경제성 평가 방식은 비용 효율성 분석 방식을 채택할 계획이다. 비용효과성 분석은 사업에 대해 예상되는 효과와 지급된 비용을 비교하여 사업비의 효과성이나 경제적 합리성을 판단하는 것을 말한다. 효과의 현금화가 어렵거나 불가능하거나, 현금화 효과가 사업 목표의 주요 대상이 아닌 경우, 경제성 평가에 비용효과성 분석 방법을 활용하고, 그 결론은 사업 투자의 기초 중 하나로 활용됩니다. 결정. 그 중 비용효과성 분석에서의 비용은 프로젝트가 미리 정한 목표를 달성하기 위해 지불하는 금융비용 또는 경제적 비용을 말하며 화폐로 측정된다. 비용 효율성 분석 방법은 여러 대안을 비교하고 선택하는 원칙을 따릅니다. 분석된 프로젝트는 다음 조건을 충족해야 합니다.
(1) 대안이 2개 이상이고 상호 배타적이거나 상호 배타적이어야 합니다. 상호 배타적인 유형의 계획으로 전환될 수 있습니다.
(2) 대체 계획의 목표는 동일합니다.
(3) 대체 계획의 비용은 현금화되어야 합니다.
(4) 대안은 비슷한 수명 주기를 가져야 합니다.
(5) 효과는 동일한 비금전적 측정 단위를 사용하여 측정되어야 합니다.
위 요구 사항을 바탕으로 프로젝트에 대한 비용 효율성 분석 방법의 적응성을 분석합니다.
(1) 이 프로젝트에는 상호 배타적인 두 가지 대안이 있습니다. 즉, 옵션 1과 2 중 하나만 채택할 수 있습니다.
(2) 이 프로젝트의 목표는 동일합니다. 기존 HVAC 기술에 따르면 두 옵션의 효과를 모두 충족할 수 있습니다. .
(3) 두 솔루션의 비용(즉, 비용)은 현금화할 수 있으며, 둘 다 초기 투자 비용과 운영 비용입니다.
(4) 옵션 1의 석유 연소 보일러의 수명은 8년이고, 8년마다 보일러를 추가하는 비용은 지열 열 펌프 호스트의 수명인 500,000위안입니다. 옵션 2의 경우 15년이고, 15년마다 호스트를 추가하는 비용이 든다. 비용은 60만 위안이고, 지하관의 수명은 50년이다.
(5) 터미널 건물을 개조하지 않았기 때문에 두 방식의 열부하가 동일하고 난방효과도 일정하다고 볼 수 있다. 옵션 2도 여름 냉방을 달성할 수 있고 일반적인 분할 에어컨을 제거할 수 있으므로 옵션 2의 효과가 옵션 1의 효과보다 훨씬 크다는 점을 지적해야 합니다. 옵션 2는 동일한 것으로 일반화됩니다.
위의 적응성 분석을 통해 비용효과성 분석 방법이 본 프로젝트의 경제성 평가에 적합한 것으로 판단할 수 있다.
옵션 1과 2의 비용은 초기 투자비와 운영비로 구성된다. 두 가지 옵션의 초기 투자 및 운영 비용은 아래에서 비교됩니다.
1) 옵션 1
초기 투자:
옵션 1의 초기 투자는 석유 연소 보일러 구입, 보조 노후 장비 및 파이프라인 업데이트, 설치 및 시운전 비용은 약 500,000위안입니다. 표 6-2(소유주가 제공한 데이터)를 참조하세요.
표 6-2 1차 계획 초기 투자 계획
운영비 :
겨울 운영비는 연도별 실제 운영 데이터를 바탕으로 소유자가 제공 , 주로 디젤로 구성되며, 순환펌프 소비전력과 인건비 구성은 Table 6-3과 같다.
표 6-3 옵션 1의 겨울 운영비 통계
2) 옵션 2
초기 투자:
소유주가 옵션을 채택 2 실제 초기 투자금액은 440만 위안(시공 및 설계 포함)이며, 여기에는 주로 주 엔진 구매 및 설치, 지하 배관 구멍 건설, 팬 코일 유닛 구매 및 설치, 외부 건설 등이 포함됩니다. 파이프라인. 이 프로젝트는 2005년 8월부터 11월까지 베이징 지질 공학 조사 연구소(Beijing Geological Engineering Survey Institute)에 의해 완료되었습니다.
운영 비용:
옵션 2는 실제로 두 번의 난방 시즌, 즉 2005~2006년 및 2006~2007년 난방 시즌에 운영되었습니다. 운영 비용은 주로 주 엔진과 순환에 사용됩니다. 펌프, 팬 코일 장치의 실제 전력 소비량, 자세한 내용은 표 6-4를 참조하십시오.
표 6-4 옵션 2의 실제 전력 소비 통계표
두 옵션의 초기 투자비와 운영 비용을 비교한 내용은 그림 6-2와 6-3에 나와 있다.
그림 6-2: 플랜 1과 플랜 2의 초기 투자 비교 차트
그림 6-3: 플랜 1과 플랜 2의 운영 비용 비교
플랜 1의 초기 투자 비용은 적으나 운영 비용이 높다. 두 번째 옵션은 초기 투자 비용은 크지만 운영 비용은 낮다는 점을 토대로 두 가지 옵션을 과학적으로 평가한 것이다. 비용의 현재가치(PC)와 연간비용가치(AC)를 전제로 한다.
평가기간 동안 경유단가, 전기료, 인건비 등의 단가를 가정한다. 변경되지 않습니다;
옵션 1에 따르면 석유 연소 보일러의 수명은 7-8년이며, 계획 2에 따르면 추가 보일러 비용은 500,000위안입니다. 지열원 열펌프 호스트의 수명은 15년이고 호스트 비용은 15년마다 60만 위안씩 증가하며 지하 파이프의 수명은 50년입니다.
계산 기간 동안 은행 할인율은 그대로 유지됩니다.
(1) 사업비(PC)의 현재가치 계산식은 식 6-1과 같습니다.
베이징의 얕은 지열 에너지 자원
공식: (CO)t——기간 t의 현금 유출;
n——계산 기간;
n——계산 기간;< / p>
i——연간 4%로 계산된 할인율,
(P/F,i,t)——현재 가치 계수.
계산 후 플랜 1과 플랜 2의 비용 현재가치는 표 6-5와 같다. 계산 과정은 7년차, 15년차, 22년차, 30년차에 해당한다. , 석유보일러의 수명이 만료되었기 때문에 보일러 추가비용은 500,000원입니다. 마찬가지로 운영 15년과 30년이 되면 지열원 히트펌프 호스트의 서비스 수명이 만료되고 호스트 비용이 각각 60만씩 증가한다.
표 6-5 프로젝트 투자계획 비용의 현재가치표 단위: 10,000위안
표 6-5에서 볼 수 있듯이 두 계획의 발열효과는 다음과 같다. 일관성(즉, 옵션 2를 여름에 사용할 수 있다는 사실과 옵션 2의 환경 보호 및 안전 이점을 고려하지 않고), 작동 후 5년차에 옵션 1 비용의 현재 가치는 458.31만 위안입니다. 옵션 2의 현재 가치는 6,2983,000위안입니다. 옵션 2는 옵션 1보다 1,7152,000위안 높지만 10년째, 옵션 2는 옵션 1보다 475,800위안 낮습니다. 30년이 지나면서 옵션 2의 비용 현재 가치는 옵션 1보다 점점 낮아져 점차 옵션 2의 우월성을 보여줍니다.
계산 결과, 두 제도의 비용 현재 가치는 시행 후 약 8.5년 동안 동일해졌습니다. 제도 1과 2의 비용 현재 가치를 비교한 그림 6-4를 참조하세요. 15년차와 15년차에 두 계획 모두 장비를 업데이트한 후, 즉 두 계획 모두 새로운 작동 상태에 있는 30년 동안 계획 2 비용의 현재 가치는 여전히 두 번째 계획보다 낮다는 것을 알 수 있습니다. 계획 2의 장점을 보여주는 계획 1입니다.
그림 6-4 계획 1과 계획 2의 비용 현재가치 비교
(2) 연간 비용 가치(AC) 계산식은 다음 식과 같다. 6-2.
베이징의 얕은 지열 에너지 자원
공식에서: (A/P,i,t)——자금 회수 계수는 이전과 동일합니다.
계산 후 두 가지 옵션의 연간 비용표는 표 6-6과 같다.
표 6-6 프로젝트 투자 계획의 연간 비용 가치 표 단위: 10,000위안
표 6-6에서도 두 번째 계획의 연간 비용 가치를 알 수 있다. 초기 단계의 계획 1보다 높지만 시간이 지남에 따라 옵션 2의 경제적 이점이 점차 분명해집니다.
두 요금제의 연간 비용 비교는 <그림 6-5>와 같다. 15년차 요금제 1의 연간 비용 가치는 102.37만원인 것을 알 수 있다. 2번 계획의 연간 비용 가치는 85.33위안으로 170,400위안을 절약하고 30년차에는 295,600위안을 절약합니다.
그림 6-5 플랜 1과 플랜 2의 연간 비용 가치 비교표
따라서 위의 분석을 바탕으로 비용 효율성 분석을 활용하면 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다. 방법은 석유보일러 계획과 지열원 히트펌프 솔루션의 효과가 같다고 가정할 때, 약 8.5년 운전 후 지열원 히트펌프 솔루션이 석유보일러 솔루션보다 우수하며, 시간이 길어질수록 , 경제가 더 분명해집니다. 실제로 지열원 히트펌프 솔루션은 여름철에도 사용이 가능하기 때문에 기름보일러 솔루션보다 우수하고, 기름보일러에 비해 환경 보호, 안전 등 간접적인 이점도 많다.
본 프로젝트의 지열 히트펌프의 단위면적당 난방비는 상대적으로 높지만(41위안/m2), 석유보일러(88.19위안/m2)에 비하면 여전히 절약된다. 운영비가 절반. 지열 열 펌프의 운영 비용이 높은 이유는 다음과 같습니다.
(1) 순환 펌프가 너무 많은 전력을 소비합니다.
통계 결과에 따르면 순환펌프의 전력 소비량은 프로젝트 동절기 전체 전력 소비량의 36%, 하절기 운전 시 전체 전력 소비량의 45%를 차지하는 것으로 나타났다. 일반 프로젝트보다 높습니다.
첫 번째 이유는 터미널 건물이 분산되어 있어 순환펌프의 설계전력(22kW)이 크다는 점이다. 실제 조사 결과, 프로젝트에 포함된 대부분의 건물은 단층으로 이루어져 있으며 그림 6-6과 같이 남북으로 320m, 동서로 120m의 거리로 분산되어 있습니다.
두 번째 이유는 프로젝트 건설 시 지하 배관 구멍이 183개로 부지 제한으로 인해 지하 배관 구멍이 주 기관실에서 멀리 떨어져 있어 출력이 높다는 점이다. 지하순환펌프(22kW).
그림 6-6 프로젝트 건물의 분포 및 연결 파이프라인의 개략도
세 번째 이유는 순환 펌프에 주파수 변환 장치가 장착되어 있지 않기 때문입니다. 주 엔진이 가동되면서 순환 펌프는 44kW·h의 전력을 소비하는데, 이는 난방의 초기 및 최종 단계에서 명백히 비경제적입니다.
네 번째 이유는 이 프로젝트의 단공 열교환 용량이 22w/m로 일반 프로젝트보다 현저히 낮기 때문에 프로젝트 초기 투자 비용이 상대적으로 크다는 것이다. 그리고 지하 순환 펌프의 상대적으로 큰 힘.
(2) 프로젝트의 난방 기간은 최대 5개월입니다.
프로젝트가 창평구에 위치해 있기 때문에 도시 지역에 비해 날씨가 추우므로 난방 시간은 일반 난방 시간보다 한 달 더 길어 최대 5개월까지 소요된다.
(3) 프로젝트의 전기 가격은 상대적으로 높으며 피크 및 밸리 전기 가격은 실현되지 않았습니다.
프로젝트 소유자가 지불하는 실제 전기 요금은 0.79 위안/kW·h입니다. 지열 히트 펌프 프로젝트의 운영 비용은 기본적으로 전력 공급 비용이므로 높은 전기 가격은 직접적으로 발생합니다. 난방비 증가. 겨울철 난방시 본체의 전력 소비는 주로 야간에 집중되기 때문에 본 프로젝트에서는 피크 및 밸리 전력 가격을 구현하지 않으므로 이점이 반영되지 않습니다.
(4) 프로젝트 건물은 단열 성능이 좋지 않은 경량 차체실이므로 부하가 커지고 호스트 시스템의 전력 소비가 증가합니다.
위의 문제와 결함을 고려하여 최적화 계획과 제안을 제시합니다.
(1) 분산된 컴퓨터실과 자동 주파수 변환 제어를 사용합니다.
프로젝트의 분산된 건물과 매설된 파이프 구멍의 실제 상황을 고려할 때 시스템의 COP 가치를 향상시키기 위해 분산된 컴퓨터실을 사용하는 것이 좋습니다. 이는 특히 분산된 건물이 있는 프로젝트에서 그렇습니다. 그리고 넓은 서비스 지역이 중요합니다.
자동 주파수 변환 제어를 사용하는 것은 에너지 소비를 줄이는 효과적인 방법이지만 유량을 줄인 후 가장 먼 건물의 난방 효과에 주의하거나 순환 펌프를 2개로 사용해야 합니다. 헤드가 변경되지 않은 상태에서 작은 유량 단위(원래 펌프 유량의 절반) 순환 펌프를 사용한 다음 실제 상황에 따라 순환 펌프의 개구부 수를 제어합니다.
가장 멀리 있는 건물의 면적이 작을 경우에는 다른 난방 방법을 활용하는 것이 좋습니다. 이 프로젝트의 가장 끝은 서비스 면적이 약 30m2에 불과한 주유소입니다. 그러나 난방을 제공하기 위해 파이프 직경이 커질뿐만 아니라 경제적으로 순환 펌프의 전력도 증가합니다. , 겸용 에어컨을 직접 사용하는 것보다 경제적입니다.
(2) 관리 시스템을 강화합니다.
호스트의 전력 소모는 단말의 부하에 따라 결정되는데, 부하를 줄이면 운영 비용이 직접적으로 절감될 수 있다. 따라서 터미널 부하를 줄이기 위한 효과적인 관리 시스템을 채택하면 운영 비용이 절감됩니다. 예를 들어, 밤에는 사무실 온도를 5°C 내외로 조절하고, 낮에는 사람이 없을 때 기숙사 온도를 적절하게 낮추는 등 유연한 조치를 취하면 운영 비용을 효과적으로 절감할 수 있습니다.
프로젝트의 난방 시간은 최대 5개월에 달하며, 난방 초기와 후기 단계에서는 기상 조건에 따라 호스트를 적절하게 시작하고 중지하는 것도 에너지 절약을 위한 매우 중요한 조치입니다. .
(3) 관련 정부 부처는 피크 및 밸리 전력 가격의 적용 범위를 확대할 것을 권장합니다. 피크 및 비피크 전기 요금을 활용하고, 전기 요금이 저렴한 밤에 열이나 냉기를 저장하기 위한 열 및 냉장 장치와 결합하여, 낮 동안 이를 재활용하면 운영 비용을 효과적으로 절감할 수 있습니다.
(4) 연구와 모니터링을 강화하고, 지하 공급 및 환수 온도에 따라 지하 순환 펌프의 출력과 모델을 적절하게 조정하여 공간의 에너지 절약을 더욱 강화할 것입니다. 또한 모니터링 데이터는 향후 다른 프로젝트의 중요한 설계 매개변수(확장된 미터당 열 교환 용량)로 사용됩니다.