|
|
Сравнение центральных систем кондиционирования воздуха с автономными типа "сплит" |
|
|
В настоящей статье сравниваются энергопотребление и стоимость центральной СКВ и сплит-систем для высотного (29-этажного) офисного здания, при этом учитываются первоначальные затраты, затраты на ремонт и обслуживание и другие факторы. Площадь здания составляет 5 303 м2 (такая небольшая площадь объясняется высокими ценами на недвижимость в Гонконге). Центральная СКВ с холодильной станцией обслуживает первые четыре этажа; на всех остальных этажах в конторских помещениях, а также в лифтовом вестибюле на первом этаже установлены сплит-системы.
Анализ затрат на систему за срок службы
Системы сравнивались по приведенным затратам за срок службы, включающим первоначальные затраты (проектирование, затраты на приобретение оборудования, монтаж, приемка) и эксплуатационные затраты (электроэнергия, трудозатраты и стоимость материалов на обслуживание, ремонт). Амортизация капитальных затрат на обе системы показана в табл. 1. В этом здании капитальные затраты в расчете на единицу площади кондиционируемых помещений для центральных систем существенно выше, чем для сплит-систем. Для центральных систем эта величина составляет $ 502, а для сплит-систем - $ 198.
Таблица 1 Первоначальные затраты на системы кондиционирования (1 фут2=0,0929 м2) |
Наименование показателей |
Центральные СКВ (HK$, гонконгский доллар, HK$1=US$0,13) |
Сплит-системы (HK$, гонконгский доллар, HK$1=US$0,13) |
Холодильные установки |
578 550 |
- |
Насосы |
56 202 |
- |
Оборудование для обработки воздуха |
290 652 |
- |
Вентиляторные доводчики |
100 861 |
- |
Конденсаторы |
- |
1 163 572 |
Комнатные блоки |
- |
713 158 |
Трубопроводы хладагента |
- |
351 120 |
Система вентиляции |
- |
320 958 |
Системы регулирования |
48 375 |
103 425 |
Испытание и сдача в эксплуатацию |
23 981 |
23 905 |
Соответствующие строительные работы |
44 475 |
Включено в стоимость |
Общие затраты |
1 929 475 |
2 874 769 |
Обслуживаемая площадь |
491,89 м2 |
1875,43 м2 |
Затраты на единицу обслуживаемой площади |
3920,5 |
1547,7 | |
Были проанализированы затраты на срок службы для систем различной производительности по тому и другому типу, результаты анализа представлены на рис. 1. Из графика видно, что для обоих рассматриваемых типов систем рост производительности приводит к росту затрат, однако темпы роста при этом различны. Затраты для центральных СКВ остаются более высокими, пока обслуживаемая площадь не превышает 1 180 м2. Таким образом, когда выбор систем производится только по стоимости и обслуживаемая площадь не менее 1 180 м2 (критическое значение), в рассматриваемом здании преимущество имеют центральные СКВ.
Однако различные нормы амортизационных отчислений и другие особенности проектных решений оказывают влияние на величину затрат и наклон графиков. Критическое значение обслуживаемой площади также изменяется. Например, влияние норм амортизационных отчислений иллюстрируется данными табл. 2. Снижение величины амортизации приводит к уменьшению "критической" площади обслуживания.
Таблица 2 Критическая величина площади обслуживания для различных значений амортизации |
Норма амортизации, % |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Критическая площадь, м2 |
472 |
557 |
626 |
707 |
799 |
907 |
1 032 |
1 180 |
Норма амортизации, % |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
Критическая площадь, м2 |
1 357 |
1 570 |
1 832 |
2 157 |
2 573 |
3 120 |
3 868 |
| |
Данные по стоимости оборудования были получены у различных фирм - поставщиков кондиционеров; эксплуатационные расходы определялись на основе анализа статистических данных. Основные параметры приведены в табл. 3.
Таблица 3 Исходные данные для анализа затрат на СКВ за срок службы (HK$1=US$0,13) |
Позиции |
Данные |
А. Общие позиции |
Норма ежегодной амортизации, % |
4, 7 или 10 |
Расчетный период (лет) |
20 |
Рост стоимости электроэнергии |
2% (1990-2000) 1% (2000-2010) |
Стоимость электроэнергии (HK$/кВтoч) |
0,86 |
B. Сплит-системы |
Первоначальные затраты на единицу площади |
HK$1 548/м2 |
Годовые затраты на обслуживание, на единицу площади |
HK$3,2/м2 |
Срок службы сплит-систем (AHSRAE, 1997) |
10 лет |
С. Центральные СКВ |
Первоначальные затраты на вентиляторные доводчики, на единицу площади |
HK$205/м2 |
Первоначальные затраты на холодильные установки, на единицу площади |
HK$ 1 176/м2 |
Первоначальные затраты на водяные насосы и трубопроводы |
HK$1561/м2 |
Первоначальные затраты на оборудование для обработки воздуха |
HK$591/м2 |
Прочие первоначальные затраты |
HK$387/м2 |
Стоимость обслуживания |
HK$ 6 000/год |
Срок службы холодильных установок |
20 лет | |
Энергопотребление
Был проведен мониторинг сравниваемых систем с целью определения годового потребления энергии. Результаты сравнения представлены на рис. 2. Потребление электрической энергии составляет соответственно 126 кВт·ч/м2 для центральной системы и 170 кВт·ч/м2 для сплит-системы. Таким образом, годовые затраты энергии для сплит-системы примерно на 35 % выше. Разница более заметна в летнее время, когда тепловая нагрузка на систему больше. Повышенная энергоемкость сплит-систем объясняется более низкой эффективностью использования электроэнергии.
Качество работы систем кондиционирования
Для сравнения качества работы двух систем кондиционирования воздуха проводились измерения температуры воздуха по сухому и мокрому термометрам в различных обслуживаемых помещениях. На рис. 3 показано изменение температуры в течение дня в помещениях, обслуживаемых сравниваемыми системами (при типичной для климата и времени года температуре наружного воздуха). Из графика видно, что сплит-системы обеспечивают меньшую устойчивость температуры воздуха в помещении главным образом из-за недостатков системы регулирования температуры в этих системах. Максимальный диапазон колебаний температуры составил 5,2°С. Большие колебания температуры воздуха в помещении снижают уровень комфорта и отрицательно сказываются на производительности труда служащих.
|
Хотя первоначальные затраты на сплит-системы кондиционирования воздуха ниже, качество их работы хуже из-за больших колебаний температуры воздуха в помещениях. Поскольку подача свежего воздуха возможна только через открытые окна, качество воздуха в помещениях также более низкое по сравнению с создаваемым центральными СКВ из-за отсутствия очистки наружного воздуха. Таким образом, с точки зрения качества работы предпочтение следует отдать центральным СКВ.
Опрос пользователей
Для выявления субъективных оценок удобства эксплуатации различных систем кондиционирования был проведен опрос пользователей этих систем. Наибольшее число жалоб относилось к колебаниям температуры и высокому удельному энергопотреблению сплит-систем. Однако, при этом большинство опрошенных все же предпочитают сплит-системы, так как их удобнее включать и выключать. Обследование показало, что 75 % пользователей сплит-систем выключали кондиционеры в зимнее время для экономии энергии. Лишь половина пользователей центральных СКВ выключали зимой вентиляторные доводчики (в Гонконге оплата за центральные СКВ производится в зависимости от обслуживаемой площади и ориентации помещения).
В результате собеседований выяснилось, что пользователи выбирают сплит-системы по причине невысокой стоимости и удобства включения-выключения, не придавая значения суммарным затратам за срок службы, показателю качества воздуха, безопасности и прочим факторам. Если бы в центральных СКВ измерение расхода энергии производилось отдельно для каждого помещения и оплата исчислялась в зависимости от этой величины, у пользователей появился бы стимул экономии энергии и, возможно, именно эти системы стали более популярными.
Сравнение по другим показателям
При выборе типа систем кондиционирования для коммерческих зданий многое принимается в расчет. Такие факторы, как комфорт, надежность, местные обычаи и др., достаточно сложно оценивать [3]. Характеристики сравниваемых систем приведены в табл. 4. Из таблицы видно, что центральные системы кондиционирования воздуха обладают преимуществами по сравнению со сплит-системами: более высокой располагаемой холодопроизводительностью, лучшей системой регулирования холодопроизводительности в соответствии с текущей нагрузкой, повышенной эффективностью, большим сроком службы и т. д.
Таблица 4 Сравнение сплит-систем и центральных СКВ |
Энергосберегающие мероприятия
Наименование показателя |
Центральные СКВ |
Сплит-системы |
Регулирование температуры |
Лучшее качество регулирования |
Большие колебания температуры |
Чистота воздуха |
Удовлетворительная (может быть использован любой тип фильтра) |
Неудовлетворительная (установлены низкоэффективные фильтры) |
Подача наружного воздуха |
Да |
Нет |
Уровень шума в помещении |
Низкий уровень по кривой замеров (широкие возможности проектирования шумоглушения) |
Низкий уровень по кривой замеров |
Изменение холодопроизводительности |
Изменение в широком диапазоне |
Нет возможности изменения |
Эффективность систем |
Высокая |
Низкая |
Срок службы оборудования |
Больший |
Меньший |
Обслуживание |
Низкие трудозатраты |
Высокие трудозатраты |
Контроль задымления |
Нет затруднений |
Более сложно |
Оператор системы |
Есть необходимость |
Нет необходимости |
Первоначальные затраты |
Более высокие |
Более низкие |
Стоимость энергопотребления |
Более низкая |
Более высокая |
Помещение для оборудования |
Необходимо помещение для холодильных установок и приточных/вытяжных вентиляторов |
Помещение для оборудования не требуется |
Управление |
Более сложно |
Более просто |
Монтаж |
Более сложно |
Просто и быстро |
Индивидуальный замер энергопотребления |
Сложно осуществить |
Нет затруднений |
Возможность расширения системы |
Возможности ограничены |
Свободное расширение | |
Стоимость 1 кВт•ч тепловой энергии, руб. (центов) |
Вариант 1 |
11,6 лет |
8,3 лет |
Вариант 2 |
13,6 лет |
9,7 лет | |
Выводы
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.
Полные первоначальные затраты на центральную СКВ составляют $ 5,414/фут2, а на сплит-систему - $ 2,136/фут2. В рассматриваемом здании первоначальные затраты для центральных СКВ в расчете на единицу площади охлаждаемых помещений существенно выше. Хотя кондиционеры типа "сплит" обходятся дешевле, качество кондиционирования воздуха при этом более низкое из-за больших колебаний температуры воздуха в помещениях.
Затраты за срок службы той и другой системы возрастают с увеличением обслуживаемой площади, но темп роста затрат при этом различен. При норме амортизации 7 % критическая величина обслуживаемой площади составляет 1 180 м2. При другом значении амортизации и различиях в проекте критическая величина обслуживаемой площади может измениться.
Годовой расход энергии сплит-системами примерно на 35 % больше, чем центральными СКВ; это различие особенно очевидно в летнее время.
Несмотря на то, что пользователи сплит-систем жалуются на большие колебания температуры в помещениях и значительные энергозатраты, они все же отдают предпочтение именно этим системам.
Для крупных зданий с большой зоной обслуживания рекомендуется использовать центральные системы кондиционирования, так как они в этом случае имеют преимущества по первоначальным затратам, энергосбережению, качеству воздуха в помещениях, регулированию, обслуживанию и др. Если в таких зданиях существующие сплит-системы заменить центральными, срок окупаемости затрат, например для условий Гонконга, составит 3,9 года.
Статья предоставлена журналом ABOK: http://www.abok.ru |