俞緒輝

（上海愷珩房地產開發(fā)有限公司　上海　200438）

前言

2016年底～2018年，我國預計開業(yè)的大型商業(yè)項目預計達到178家[1]，大型商業(yè)項目呈快速增長趨勢。以上海地區(qū)10萬m2建筑面積大型購物中心項目為例，空調系統(tǒng)普遍造價約300～400元/m2，僅空調系統(tǒng)造價將到達3000～4000萬元，冷機造價約為空調系統(tǒng)造價的15%左右。在運營階段，冷機電耗約占建筑總能耗的10%，約200～250萬度電/年。因此，對于大型商業(yè)項目而言，在設計和招標階段對冷機方案進行LCC分析將有利于建筑全生命周期成本控制[2]。

1　工程概況及冷源方案

該商業(yè)綜合體位于上海市，業(yè)態(tài)包含商業(yè)、餐飲、辦公等，總建筑面積29.3萬m2，其中采用集中冷站空調面積約為11.7萬m2。夏季空調冷負荷采用DeST軟件進行全年逐時模擬，不滿足50h尖峰冷負荷為3800RT。

集中冷站冷源考慮采用定頻離心式冷水機組+定頻螺桿式冷水機組方案和變頻離心式冷水機組方案兩種經濟性最優(yōu)的方案作為本項目冷源，冷凍泵、冷卻泵均為變頻。

方案一：850RT定頻離心式冷水機組4臺+400RT定頻螺桿式冷水機組1臺；

方案二：775RT變頻離心式冷水機組5臺。

2　冷機方案市場分析

隨著變頻技術的推廣和應用，近年來越來越多的項目開始采用變頻冷機。在我國，變頻驅動裝置的配置率已由2005年的10%增長到了2011年的40%，在美國則增長到了70%[3]，我國變頻冷機市場應用空間仍有進一步上升潛力。

變頻冷機相對比定頻冷機在運行時的靈活性、部分負荷下運行性能和防止喘振發(fā)生更具有優(yōu)勢，變頻冷機相比常規(guī)定頻冷機年運行費用可減少15%，而定頻冷機相對比變頻冷機在初投資、維護方面則價格更便宜。因此，對于是否采用變頻冷機不應僅從運行費用進行分析，應考慮冷機全生命周期投入所有費用綜合分析。

表1　

3　經濟性分析方法及計算

變頻冷機雖然在低負荷運行時能效相對定頻冷機更高、能耗更低，但由于變頻冷機市場仍處于上升期、初投資價格較高，維保成本也相對較高，因此，對于本項目是否采用變頻冷機方案應考慮冷機全生命周期中所發(fā)生所有費用綜合計算分析。

本項目冷站全生命周期經濟性分析方法在暖通空調冷源方案LCC模型基礎上簡化并考慮初投資節(jié)省費用在生命周期內再投資增值的凈現值（以下簡稱“15年再投資凈現值”）因素，即方案的生命周期經濟性分析考慮購投資成本、運行成本和維保成本三大部分對A、B、C三個廠家冷機定頻和冷機變頻共計6種方案進行分析。式中：LCC——冷站全生命周期總成本，萬元；

Ci——冷站設備初投資，萬元；

Ca——初投資節(jié)省費用在生命周期內再投資增值的凈現值，萬元；

Co——冷站在生命周期內運行成本，萬元；Cm——冷站在生命周期內維保成本，萬元。

3.1　投資成本

投資費用包含初投資Ci和15年再投資凈現值Ca。

式中：Ci，i——對應方案設備初投資，萬元；

Cin——設備安裝費用，因兩種冷機方案安裝費用基本相同，Cin=0，萬元；

Ci，min——方案最低初投資，萬元；

i1——四大銀行最高的5年期存款利率2.75%，并考慮上浮30%，即 2.75%×（1+30%）=3.575%；

n——全生命周期，下同，15年。

3.2　運行成本

以冷站全生命周期15年為計算周期，不同冷機方案、品牌的經濟性計算分析如表5所示。

式中：Co，i——對應方案設備年運行費用，萬元；

j——人工費用增長率，取2013年～2015年近三年通貨膨脹率平均值，2.0%；

i2——貼現率，取四大銀行最高的5年以上期貸款利率4.75%，并考慮上浮30%，即4.75%×（1+30%）=6.37%，下同。

3.3　維保成本

由于冷機定頻、變頻方案中冷機基本大修費用、循環(huán)水泵和冷卻塔維保費用基本相同，方案經濟性中暫不考慮。

其中：Cm，b——冷機基本維保費用，萬元；

Cm，VFD——考慮到變頻冷機變頻器故障，變頻冷機維保費用額外增加更換變頻冷機變頻器費用（保守估計按15年生命周期每臺變頻冷機更換1次，即從第2年開始更換，直至第6年結束時所有變頻冷機更換變頻器完畢），萬元；

n′——變頻冷機的變頻器更換周期，6年。

4　對比分析（見圖1）

圖1　6種冷機方案LCC對比分析

綜合對比結果顯示，此次3個廠家共計6種冷機方案，雖然A、B兩廠家變頻冷機15年的生命周期內冷機運行時電耗較低，但由于兩種方案的初投資較高，最終綜合經濟性仍不如初投資相對較低的定頻方案。在冷機初投資費用占LCC超過13%時，初投資較低的LCC低，此時初投資對不同方案間的LCC影響比重更大。

方案選型不能僅關注運行費用，仍需結合全生命周期冷機經濟性考量，選取生命周期綜合費用較低的方案。

5　結語

在此次方案分析中，C廠家的變頻冷機方案和C廠家的定頻冷機方案分別為最優(yōu)經濟行方案和第二優(yōu)經濟性方案，可見初投資對全生命周期經濟性比重較高。C廠家兩種冷機方案中，當變頻冷機變頻器維修更換次數超過12次時，定頻冷機方案將優(yōu)于變頻冷機方案；A廠家兩種冷機方案中，當變頻冷機變頻器維修更換次數超過4次時，定頻冷機方案將優(yōu)于變頻冷機方案。因此，除初投資和運行費用外，冷機變頻器的價格和質量也直接影響其綜合經濟性。

項目最終采用變頻冷機方案，鑒于變頻冷機對運營水平要求較高，應加強對冷機維保及BA系統(tǒng)控制的質量管控要求，保障變頻冷機高效且安全的運行。