價(jià)值工程在空調(diào)冷熱源系統(tǒng)比選中的實(shí)例應(yīng)用

牛 勐

(天津港散貨物流有限責(zé)任公司 天津 300450)

0 引 言

價(jià)值工程起源于第二次世界大戰(zhàn)期間的美國(guó)，是從代用材料(即功能不變，成本降低)的研究開(kāi)始的。目前價(jià)值工程已經(jīng)在改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、改進(jìn)生產(chǎn)工藝、改進(jìn)生產(chǎn)組織和管理等領(lǐng)域得到應(yīng)用，形成了比較完整的科學(xué)體系。而在空調(diào)冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中正確應(yīng)用價(jià)值工程進(jìn)行方案比選，可使方案的選擇更合理，更科學(xué)。

1 工程概況

本工程為天津市醫(yī)院，總建筑面積為71,260,m2，各功能分區(qū)如表1所示：

表1 建筑功能分區(qū)Tab.1 Function division of the building

2 對(duì)原始數(shù)據(jù)的整理歸納

2.1 周邊環(huán)境及具備條件

①熱源：采暖季無(wú)法接入城市供熱管網(wǎng)。

②電源：現(xiàn)場(chǎng)可引入10,kVA高壓雙電源。

③燃?xì)庠矗含F(xiàn)場(chǎng)可接入城市燃?xì)夤芫W(wǎng)。

2.2 冷熱負(fù)荷的確定

取qL＝120,W/m2，則QL＝qL×F＝120×49,400＝5,928,kW

其中：需全天供冷的區(qū)域面積為 12,960,m2，QL＝qL×F＝120×12,960＝1,555,kW

剩余空調(diào)區(qū)域面積為 36,500,m2，QL＝qL×F＝120×36,500＝4,373,kW

取 qR＝60,W/m2，則 QR＝qR×F＝60×71,260＝4,275,kW

2.3 各項(xiàng)能源現(xiàn)行基礎(chǔ)建造費(fèi)及計(jì)量費(fèi)見(jiàn)表2

表2 能源現(xiàn)行基礎(chǔ)建造費(fèi)及計(jì)量費(fèi)Tab.2 Applicable infrastructure construction cost and metering cost regarding energies

3 冷熱源方案比較

3.1 方案的選擇

對(duì)于采用何種能源供冷供熱，必需根據(jù)所在地區(qū)的外部情況確定。一般常用的制冷方式有：①電制冷；②溴化鋰直燃機(jī)(燃?xì)?。常用供熱方式有：①電鍋爐；②熱泵(主要為水源熱泵及風(fēng)冷熱泵)；③溴化鋰直燃機(jī)；④燃油鍋爐；⑤燃?xì)忮仩t；⑥城市外網(wǎng)。

關(guān)于制冷形式，電制冷是一種比較成熟經(jīng)濟(jì)、也是最常用的制冷方式?，F(xiàn)在天津市天然氣資源相對(duì)富余，相關(guān)部門(mén)大幅度降低用戶(hù)的基礎(chǔ)設(shè)施建造費(fèi)，也使直燃機(jī)(燃?xì)?制冷方式較以前經(jīng)濟(jì)。針對(duì)本工程，制冷方式①和②均可考慮。

而對(duì)于供熱形式，電能是一種清潔的高品位能源，我國(guó)的電能中70%是熱電，由燃煤轉(zhuǎn)化而成，其轉(zhuǎn)化率只有30%左右，將高品位的電能轉(zhuǎn)化為低品位的熱能用于供熱是不經(jīng)濟(jì)的，冬季采用電鍋爐供熱，顯然是不合理的，不宜使用方式①；方式②中由于風(fēng)冷熱泵在低溫環(huán)境受限制，穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性沒(méi)有充分保證，因此只考慮水源熱泵；而燃油價(jià)格貴，運(yùn)行費(fèi)用高，一般最多只有幾天的油儲(chǔ)量，需設(shè)專(zhuān)門(mén)的運(yùn)輸車(chē)隊(duì)組織運(yùn)油，非常麻煩，使用不方便，因此也不宜采用方案④；同樣，方式③中直燃機(jī)的燃料也應(yīng)為天然氣；因現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法接入城市外網(wǎng)，更是無(wú)法考慮方式⑥。

綜上所述，本工程可考慮以下幾種制冷供熱方案：

方案 1：夏季使用水冷離心式冷水機(jī)組，冬季使用燃?xì)忮仩t；

方案2：冬夏季均采用溴化鋰直燃機(jī)(燃?xì)?；方案3：冬夏季均采用水源熱泵機(jī)組。

3.2 方案確定原則

本報(bào)告將采用價(jià)值工程估算法則對(duì)本工程空調(diào)冷熱源方案進(jìn)行功能分析、成本分析，計(jì)算不同方案的價(jià)值指數(shù)，取其最大值為最佳方案?？紤]到品牌的差異可能導(dǎo)致的技術(shù)性能差異，本報(bào)告計(jì)算參數(shù)以我單位技術(shù)部門(mén)多年總結(jié)的數(shù)據(jù)，并參照目前市場(chǎng)中高檔次產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)為計(jì)算基準(zhǔn)。

3.3 冷熱源功能分析及功能指數(shù)計(jì)算

3.3.1 冷熱源功能

a. 運(yùn)行費(fèi)用低

b. 安全可靠

c. 便于維護(hù)(自控程度)

d. 使用壽命長(zhǎng)

e. 機(jī)房面積小

f. 環(huán)保效果好

3.3.2 功能重要度系數(shù)計(jì)算

本文對(duì) fi值的確定采用 4分制一對(duì)一比較打分法，兩功能相比較，重要的一方可得 3～4分，另一方則得1～0分；兩功能重要性相當(dāng)，則各得2分。各功能累計(jì)得分為si，功能重要度系數(shù)fi＝si/∑si，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 功能重要度系數(shù)(fi)計(jì)算(4分制)Tab.3 Calculation of functional significance coefficient(fi)(4-point scale)

3.3.3 功能評(píng)分

各功能評(píng)分(ti)采用10分制。某方案該項(xiàng)功能最佳得分 10分，其余兩方案對(duì)比該方案打分。某方案累計(jì)功能得分 Ti＝fi×ti，功能評(píng)價(jià)系數(shù) Fi＝Ti/∑Ti，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 4。限于篇幅，各功能打分原則不再細(xì)述(各方案運(yùn)行費(fèi)用見(jiàn)表5)。

表4 功能得分與功能評(píng)價(jià)系數(shù)(fi)計(jì)算(10分制)Tab.4 Calculation of function scoring and function evaluation coefficient(fi)(10-point scale)

表5 各方案運(yùn)行費(fèi)用(單位：萬(wàn)元)Tab.5 Operation cost of the schemes(unit: 10,000 yuan)

3.4 成本分析及成本指數(shù)計(jì)算

各方案成本Bi＝主要設(shè)備費(fèi)＋變配電設(shè)備費(fèi)。

3個(gè)方案的主要設(shè)備及工程初投資估算見(jiàn)表6～8。變配電設(shè)備費(fèi)計(jì)算中，取單價(jià)為 830,kVA，功率因數(shù)為0.85。

3.4.1 方案1

①夏季供冷時(shí)，部分空調(diào)區(qū)域全天供冷，而剩余部分為 10小時(shí)供冷，故將整個(gè)空調(diào)區(qū)域進(jìn)行分區(qū)，兩臺(tái)Q＝850,kW的螺桿式冷水機(jī)組負(fù)責(zé)需全天供冷空調(diào)區(qū)域的溫濕度控制；兩臺(tái) Q＝2,320,kW 的離心式冷水機(jī)組負(fù)責(zé)剩余空調(diào)區(qū)域(方案2及方案3均對(duì)空調(diào)區(qū)域作相同分區(qū))。

表6 方案1主要設(shè)備清單及初投資估算Tab.6 Main equipment list and initial investment estimation for Scheme 1

表7 方案2主要設(shè)備清單及初投資估算Tab.7 Main equipment list and initial investment estimation for Scheme 2

表8 方案3主要設(shè)備清單及初投資估算Tab.8 Main equipment list and initial investment estimation for Scheme 3

3.4.2 方案2

①兩臺(tái)Q＝867,kW的直燃機(jī)機(jī)組負(fù)責(zé)需全天供冷空調(diào)區(qū)域的溫濕度控制；兩臺(tái) Q＝2,300,kW 的直燃機(jī)機(jī)組負(fù)責(zé)剩余空調(diào)區(qū)域；

②冷熱水系統(tǒng)分泵運(yùn)行。

3.4.3 方案3

①井水出水溫度保持常溫，為 22,℃左右；井水流量約為80,T/h。

②2臺(tái) Q＝890,kW 的水源熱泵機(jī)組負(fù)責(zé)需全天供冷的空調(diào)區(qū)域的溫濕度控制；6臺(tái) Q＝750,kW 的水源熱泵機(jī)組負(fù)責(zé)剩余空調(diào)區(qū)域；

③冬季只需運(yùn)行5臺(tái)Q熱＝920,kW機(jī)組即可滿(mǎn)足符合要求。

3.4.4 成本指數(shù)

各方案成本Bi和成本指數(shù)Ci計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表9。成本指數(shù)Ci＝Bi/∑Bi

表9 成本Bi和成本指數(shù)Ci計(jì)算Tab.9 Calculation of cost Bi and cost index Ci

3.5 價(jià)值指數(shù)Vi計(jì)算及方案評(píng)價(jià)

各方案價(jià)值指數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 10。價(jià)值指數(shù) Vi＝Bi/∑Bi。

表10 價(jià)值指數(shù)計(jì)算Tab.10 Calculation of value indexes

4 結(jié)論及相關(guān)說(shuō)明

①在一次性投資比較中，方案 2最低，其次為方案 1，最后是方案 3。由于燃?xì)夤?yīng)政策的改變(基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)大幅度降低)，造成方案 2在初投資上有著明顯優(yōu)勢(shì)。

②在運(yùn)行費(fèi)用比較中，方案3即水源熱泵系統(tǒng)最節(jié)能，方案1次之，最后為方案2。

③雖然方案1為一種可再生能源利用技術(shù)，環(huán)保節(jié)能，但回報(bào)期過(guò)長(zhǎng)(8年以上)。

結(jié)論：從表10可認(rèn)為，最佳方案為方案2。

5 啟 示

從上文可知，“價(jià)值工程”相對(duì)于“投資回收期”等方法，可將比選對(duì)象各項(xiàng)功能進(jìn)行量化，從而納入整個(gè)評(píng)價(jià)體系，而不是僅僅局限于初投資及運(yùn)行費(fèi)用兩項(xiàng)指標(biāo)。在空調(diào)冷熱源系統(tǒng)方案選擇上采用價(jià)值工程方法可更全面、更科學(xué)地評(píng)價(jià)備選方案，最終選出最合理方案。