机场空调改造项目建议书

黄山机场空调改造项目
项
目
建
议
书
目录
第一章项目概况 (3)
1.1地理位臵 (3)
1.2空调改造范围及投资 (3)
1.3工程地质和水文地质条件 (3)
1.3.1 地形地貌 (3)
1.3.2 工程地质 (4)
1.4 气象条件 (4)
1.5资源分析 (5)
1.5.1机场周边水资源丰富 (5)
1.5.2安徽省分时电价政策 (6)
第二章节能必要性和国家相应节能政策 (7)
2.1节能必要性 (7)
2.1.1能源紧缺 (7)
2.1.2环境污染问题 (8)
2.2 响应国家推广建筑节能实现可持续发展的需要 (8)
2.3相关法律、法规、规划和产业政策支持 (9)
第三章国内外新能源技术现状及发展趋势 (10)
3.1国外水源热泵技术现状及发展趋势 (10)
3.2国内水源热泵技术现状及发展趋势 (10)
第四章投资与节能分析 (11)
4.1水（地）源热泵空调系统简介 (11)
4.1.1水源热泵基本原理 (11)
4.1.2地源热泵基本原理 (12)
4.1.3水/地源热泵系统的特点 (12)
4.2 传统空调和新能源空调系统对比 (13)
4.3 传统空调和新能源空调运行成本比较分析 (14)
4.3.1改造前传统空调年运行费用分析 (14)
4.3.2改造后新能源空调年运行费用分析 (15)
4.3.3 项目年减排量 (15)
第五章项目建议及结论 (16)
5.1机场周边可用节能资源 (16)
5.2新能源空调采用建议 (16)
5.3结论 (17)
第一章项目概况
1.1地理位臵
黄山机场位于黄山市屯溪区西北真方位294°、距黄山市中心5.5km处，机场的地理坐标为东经E118°15′13″、N29°44′05″，跑道方向为磁向131°19′48″～311°19′48″，磁差4°西。

机场计算海拔标高134.21m（黄海高程系）。

1.2空调改造范围及投资
黄山机场空调改造项目分近期（2020）和远期（2040），近期改造投资预算约为1032万元，航站楼872万元，航管楼160万元，航管楼冬季空调总热负荷为117KW。

远期改造投资预算约为5070万元，航站楼4770万元，航管楼300万元，航站楼集中式中央空调系统的夏季空调总冷负荷估算为8750KW。

1.3工程地质和水文地质条件
1.3.1 地形地貌
黄山机场呈东南～西北向展布，南西侧相距0.5～1.0km为丘陵，北东方向濒临横江。

丘陵地区冲畈发育，库塘星罗棋布，丘顶海拔高度187.20m。

机场地处丘陵前缘，由横江冲击洪积形成的Ⅱ～Ⅰ级侵蚀堆积阶地上。

阶面平坦，Ⅱ级阶地面海拔高度131.20～137.66m；Ⅰ级阶地面海拔高度128.60～130.90m,因丘
陵地形坡降而异。

跑道两端高度西北为137.66m，东南为130.20m，地形坡降2.5‰。

1.3.2 工程地质
场区座落于屯溪中生代断陷盆地内，工程层位具二元结构，下部河床相砾类土堆积，上部由漫滩淤积粉质粘土，分布均匀，层位稳定，中间夹过渡类型砂类土，底部基岩。

机场区域地基土共分五层，其中②～④层为全新统Q4。

自上而下分为：
1）填筑土：厚度0.20m～0.85m，分布机场围界内。

灰黄、褐黄色，由粉质粘土混杂碎石及少量碎砖组成，湿～饱和，稍密～松散，呈软塑～可塑态，透水。

2）低液限粘土：厚度1.80m～4.20m,平均厚度2.7m，顶板标高131.27m～130.33m。

灰黄与黄褐色，厚层无层理，中密～密实，稍湿～湿，坚硬～可塑态。

3）砂类土：厚度0.00m～1.53m，顶板标高128.96m～126.59m，呈夹层或透镜体展布。

灰黄、褐黄色，由长石、石英、云母及硅质屑组成，颗粒级配均匀，为粉细砂和中砂粒，含少量粉砂。

松散，饱和，无层理，含孔隙水。

4）砾类土：厚度 1.50m～5.05m，平均厚度 3.45m，顶板标高128.64m～125.13m。

灰黄、黄褐色，由砂和卵石混杂组成，含少量粉质粘土。

松散，含孔隙承压水。

5）粉砂质泥炭岩：标高125.11m～123.20m。

紫红色，泥砂质结构，层状结构，胶结紧密，岩质软。

1.4 气象条件
根据黄山市气象局提供的1981年至1990年十年的统计资料摘述如下：
黄山市地处亚热带，属季风气候，四季分明，雨量充沛。

1）气候概况：冬季，初冬天气晴冷干燥，雨雪稀少，寒冬，雨量逐渐增多，冬季水量约占全年总降水量的18%，风向以东北为主；进入春季，太阳辐射增强，暖湿空气开始活跃，气温逐渐升高，初夏为梅雨期，在此期间，阴雨连绵，雨量集中，时有暴雨，日照稀少，湿度特大；梅雨过后，进入盛夏，受副热带高压控制，天气以晴热为主，进入秋季，气温逐渐下降，降水明显少于其他季节，降水
量约占全年总降水量的11%，风向转为东北风。

2）风：据统计以东北风为最多，占总观测次数的 6.95%；其次为南风，占总观测次数的5.12%；北北东风占总观测次数的4.45，居第三；再次为东北东风，占总观测次数的4.09%，静风为54.94%。

年均风速为1.1m/s，最大风速为20m/s。

本地受台风影响平均每年有2次左右，有的年份多达4次，极少年份无台风影响。

台风影响时一般会出现6～8级大风，同时可降中～大雨或暴雨。

台风一般出现在7～9三个月内。

3）气温：常年平均气温16.2‴，最热月（8月）日最高气温的月平均值为34.5‴，极端最高温度为41.3‴。

最冷月（1月）日最高气温的月平均值为0.8‴，极端最低气温为-15.5‴。

4）降水：年均降水1611.1mm，年最多降水量2295.5mm，年最少降水量1393.9mm。

日最大降水量为203.2mm，年均降水日数158天，最大连续降水日数为11天，降水量为317.8mm。

5）相对湿度：年均相对湿度为80%。

6）雾日数：年均雾日数为69天，年最多雾日数为81天，年最少雾日数为34天，年内各月均有出现，其中秋冬季较夏季为多，但无明显差别。

7）雷暴日：年均雷暴日数54天，年最多雷暴日数69天，年最少雷暴日数28天，主要出现的月份为3～9月。

8）气压：年平均气压为999.3hPa。

1.5资源分析
1.5.1机场周边水资源丰富
场区附近主要的地表水系有横江和占川河。

横江靠机场西北端，离机场约1.6公里，水源丰富，历史最高洪水位131.40m，发生于1996年。

占川河发源于西部丘陵山区，汇水面积40平方公里左右，从西向东径流，注入横江。

机场处于汇水径流地带。

由于河道狭窄，坡度陡，暴雨季节，山洪暴发，最高洪水位可达132.10m，场区延塘村东南段最高洪水位为133.40m。

场内地下水来源于大气降水与区域径流补给，丰水期水位埋深距地表0.20～1.20m，枯水期埋深0.60～2.00m，变幅0.4m上下。

1.5.2安徽省分时电价政策
第二章节能必要性和国家相应节能政策
2.1节能必要性
2.1.1能源紧缺
能源资源不足是我国目前面临的一个严重问题。

我国人口众多，人均占有资源相对贫乏。

政府部门的统计资料显示，我国人均剩余可开采石油储量仅为3.0吨，约为世界平均水平的1/9，石油对外依赖度已经超过40%；煤炭、天然气和森林资源的人均拥有量分别仅为世界平均值的约1/2、1/23和1/6。

按照现有用能速度，我国目前已探明的石油资源只能使用20年，而煤炭作为我国的主要能源资源也只能使用100年。

另一方面，我国目前的人均能源消耗水平仅为世界平均水平的55%，相当于美国人均能源消耗水平的10%，其增长潜力巨大。

一边是能源存量短缺，另一边是能源消耗快速增长，我国能源形势十分严峻。

人均能耗消费水平见图2-1。

图2-1人均能耗消费水平
我国城乡建筑每年都要消耗大量的能源。

根据统计，到2000年，房屋建筑耗能量为3.5亿tce，约占全国总能源消耗量的27.5%，并且呈逐年稳步增长趋势。

一方面，我国正处在高速建设期，每年城乡房屋建筑竣工面积约为20亿平方米；另一方面，我国单位建筑面积能耗高，单位面积采暖能耗达到气候条件相近的发达国家的三倍以上。

大量的高能耗建筑的投入使用必将导致建筑能耗总量快速上
升。

以我国现有建筑能耗水平计算，到2020年建筑能耗将达到10.89亿tce，为2000年的3倍，也就是说，差不多相当于2000年全国能源总消耗量。

建筑能耗增长见图2-2。

图2-2 建筑能耗增长趋势图
2.1.2环境污染问题
环境状况是我国面临的另一大问题。

2002年燃煤造成的SO2和烟尘排放量约占排放总量的70～80%；SO2排放形成的酸雨面积已占国土面积的1/3；CO2排放量约9.0亿吨，约占全球排放总量的13%。

中国主要污染物排放总量均居世界第一位。

城市热岛效应也日益严重。

环境污染直接或间接造成的经济损失占国民生产总值的比例已经达到3～4%。

2.2 响应国家推广建筑节能实现可持续发展的需要
区域新能源系统综合利用是关系国际民生的战略需要，是开发企业义不容辞的责任与义务。

我国地域广阔，人口众多，房屋建筑规模巨大，其中住宅建设约占居住建筑的92%，而住宅，是世界各国都面临的社会问题。

“八五”期间，我国能源生产的年平均增长率3.6%，而建筑能耗年平均增长率为5.84%，大大超过了能源
的增长率。

当前，由于我国建筑物的保温隔热和气密性能很差，供暖系统热效率低，单位住宅建筑面积采暖能耗为相同气候条件下发达国家的3倍。

这就说明，除了坚决采取节约能源、开发新能源、利用可再生能源的措施之外，已别无它路。

使用水源热泵、低谷电能、太阳能等能源，可有效降低建筑能耗70%以上，从国民经济的可持续发展来看，具有举足轻重的现实意义和深远的历史意义。

2.3相关法律、法规、规划和产业政策支持
《中华人民共和国节约能源法》
《中华人民共和国可再生能源法》
《中华人民共和国电力法》
《中华人民共和国建筑法》
《中华人民共和国清洁生产促进法》
《中华人民共和国计量法》
《国务院关于加强节能工作的决定》（国务院令28 号）
《清洁生产审核暂行办法》（国家环境保护总局令第16 号）
《节能中长期专项规划》（国家发改委发改环资[2004]2505 号）
《“十一五”十大重点节能工程实施意见》（国家发改委发改环资[2006]1457 号）
《重点用能单位节能管理办法》（国家经贸委1999.3.10）
《节约用电管理办法》（国家经贸委国家发展计划委[2000]1256 号）
《建设工程质量管理条例》（国务院令279 号）
《民用建筑节能管理规定》（建设部令第143 号）
《建设部关于贯彻<国务院关于加强节能工作的决定>的实施意见》（建科[2006]231 号）
《建设工程勘察设计管理条例》（国务院令293 号）
《关于加强大型公共建筑工程建设管理的若干意见》（建质[2007]1 号）
《能源效率标识管理办法》（国家发改委、国家质检总局2004 年17 号令）
第三章国内外新能源技术现状及发展趋势
3.1国外水源热泵技术现状及发展趋势
在地表水源热泵技术研究方面,国外开展得比较早,在 20世纪 80年代末,美国的学者就对地表水源热泵系统进行了系统的分析,首次提出只要设计安装适当,地表水源热泵空调系统将具有非常吸引人的性能特征。

2003年,土耳其学者对当地的气温和河水温度进行了检测,表明地表水源热泵在全年和供冷季节使用都有优势。

芬兰学者在 2003年对寒冷地区采用湖水作为热源进行研究,为了证明寒冷气候条件下地表水源作为热源的可能性,建立了一个模型来模拟湖水温度分布,以研究水或表面冰层与大气之间的热交换以及垂向水体内部的热交换。

目前,北欧地表水源热泵已经实现了规模化应用,他们的研究还主要集中在热泵机组的优化设计和工程应用上。

在环境影响方面,综合性地指出水源热泵机组提高
了 COP值,有利于提高能源利用率和节能效果,从而减少了 CO
2、SO
x
、NO
x
、固体
颗粒物的排放,对缓解城市热岛效应、降低污染起了积极作用。

3.2国内水源热泵技术现状及发展趋势
我国对于水源热泵的研究起步比较晚,但是发展速度很快。

国内的清华大学、天津大学、重庆建筑大学、天津商学院、中国科学院广州能源研究所等多家大学和研究机构都在对水源热泵进行研究，中国的经济要保持较高速度的增长，但又必须考虑环保和可持续发展问题。

所以要求提高能源利用效率，要求能源结构调整，现在利用海水、湖水、污水的热泵都有应用,随着对建筑节能的日益重视，2008年北京奥运村、广州大学城、南通新城小区等多个大型项目均采用了再生能源技术提供区域冷热源，青岛市在东部沿海地区规划并实施采用区域海水源热泵技术取代传统锅炉，节能减排目前已进入政府工作议程，节能环保意识逐渐深入人心，水源热泵作为一项节能环保的技术，获得广大用户的青睐和推广。

第四章投资与节能分析
4.1水（地）源热泵空调系统简介
4.1.1水源热泵基本原理
图4-1 水源热泵系统示意图
水源热泵系统就是利用地表水或地下水作为作为空调系统的冷热源，夏季为室内供冷，冬季为室内供热。

由于地表水夏季水温低于32‴/37‴的冷却塔工作温度，所以水源热泵系统能效比较传统空调系统高；冬季水源热泵系统通过从地表水中吸收低品位热能(地表水进水温度7‴，出水温度2‴)，系统能效比可达3.0以上，换算成一次能源也可达到1.2以上，远高于燃煤或燃气锅炉75%～80%的热效率，全年运行可节约大量能源。

4.1.2地源热泵基本原理
地源热泵系统利用地下土壤温度常年恒定的特点，夏季将建筑室内热量排入地下，为建筑供冷；冬季冬地下吸收低品位热能为建筑供热。

该系统比传统的家用空调系统和中央空调系统更加节能，稳定。

4.1.3水/地源热泵系统的特点
水源热泵系统要求建筑周围水资源丰富，且水源是流动的。

地源热泵系统则要求建筑占地面积较大(可打井的面积较大)，建筑容积率较低。

水源/地源热泵都具有以下特点：
1、属可再生能源利用技术
水源/地源热泵空调系统是利用了地球水体或土壤所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统，水源/地源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。

2、高效节能
据美国环保署EPA估计，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约用户30～40％的供热制冷空调的运行费用。

地源热泵所节约的运行成本大体相当。

3、运行稳定可靠
水体/地下的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。

是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

4、环境效益显著
设计良好的水源/地源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比，相当于减
少30％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上。

水源热泵技术采用的制冷剂，可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共质。

水源/地源热泵机组的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

5、一机多用，应用范围广
水源/地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装臵或系统。

特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，水源/地源热泵有着明显的优点。

不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，减少了设备的初投资。

水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，小型的水源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。

6、自动运行
水源/地源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，使用寿命长可达到20年以上。

4.2 传统空调和新能源空调系统对比
系统
冬夏季能效比系统夏季能效比：4.0；
系统冬季能效比：3.5；
系统夏季能效比：3.8；
系统冬季能效比：3.5；
系统夏季能效比：
3.5；
90%～95%
单位冷量价格
按照平均0.89/kwh电价计
算，夏季单位冷价为0.22元
/kwh，冬季热价为0.25元
/kwh
按照平均0.89/kwh电
价计算，夏季单位冷价
为0.23元/kwh，冬季
热价为0.25元/kwh
按照平均
0.89/kwh电价计
算，夏季单位冷价
为0.25元/kwh，
按照8.14元
/kg燃油计
算，冬季燃油
锅炉热价为
0.74元/kwh；
系统特点1、冬夏季能效比较高，节能
效果明显；2、属于可再生能
源利用，尤其冬季使用可节
约大量电能；3、省去了冷却
塔系统，每年节约大量冷却
水；4、既可制冷，又可制热，
还可提供生活热水，一机多
用减少投资；5、水体全年温
度变化范围较小，系统运行
较温定；6、符合国家的节能
减排政策，多数地方和获得
政府财政补贴；
1、系统属于可再生能
源，节能减排效果明
显；2、冬夏季土壤温
度较稳定，系统能效比
较高；3、供冷供暖及
生活热水一体化，一机
三用，无需备用热源；
4、地埋管系统运行费
用低、使用寿命长，节
省机房空间；
1、系统冷却塔安
装位臵受限，冷却
塔噪声较大，冷却
水消耗量大；2、
冷却塔需要经常
更换填料；3、系
统只能制冷，冬季
需要再上一套供
热设备
1、锅炉房建设
防火防爆要求
较高；2、资源
类化石能源价
格较高，且还
有上涨趋势；
3、不符合国家
倡导节能减排
的政策
能否
结合水蓄能技术在有峰谷电价政策的地区可
结合蓄能系统，降低系统运
行费用
在有峰谷电价政策的
地区可结合蓄能系统，
降低系统运行费用
在有峰谷电价政
策的地区可结合
蓄能系统，降低系
统运行费用
无法结合蓄能
技术
由上表可知：采用水源热泵或地源热泵新能源空调系统，比传统的水冷机组+燃油锅炉系统供能成本低。

新能源空调系统在投资成本上略超传统空调系统15%左右。

4.3 传统空调和新能源空调运行成本比较分析
黄山机场近远两期空调系统改造区域总冷负荷现预估10000KW，总热负荷取7000KW，夏季空调运行120天，冬季90天，每天12小时供能。

则可知：全年供冷总负荷14400MWH，全年供暖热负荷7560MWH。

4.3.1改造前传统空调年运行费用分析
改造前传统空调以冷水机组+燃油锅炉空调系统测算，则夏季制冷成本为：3
1440010KWH0.25/KWH=360
s=⨯⨯
夏
元
冬季供暖成本为：
3756010KWH 0.74/KWH=559s =⨯⨯冬元万元 4.3.2改造后新能源空调年运行费用分析
改造后新能源空调以水源热泵空调系统测算，则夏季制冷成本为：
31440010KWH 0.22/KWH=317s =⨯⨯夏元万元 冬季供暖成本为：
3756010KWH 0.25/KWH=189s =⨯⨯冬元万元
则全年水源热泵空调系统成本比传统空调系统减少：（559+360）-（317+189）=413万元
按照本方案能源成本0.89元/KWh 计算，年节约电量如下：
41310000
46404490.89
P KWh KWh ⨯=
=节电
即每年可节约电量464万KWh 以上，也即年节约464万度电。

假设本项目用电全部来自燃煤发电，当前燃煤发电效率最高约45%，发电标准煤耗282.6g/KWh ，按此标准折算，年节约标煤量如下：
4640449282.6/1311.41000000/KWh g KWh
Q g ⨯=
=节煤吨吨
按此发电标准煤耗，本项目年节约标煤1311.4吨。

4.3.3 项目年减排量
按照项目年节约标煤1311.4吨计算，由国家发改委提供数据可知，每燃烧一吨标煤就产生CO22620Kg ，SO28.5 Kg ，NOX7.4 Kg ，据此可计算减排量如下：
综合以上计算可知，本项目年减排CO2约2966.4吨，SO2 9.7吨，NOX9.7吨。

第五章项目建议及结论
5.1机场周边可用节能资源
图5-1机场附近环境示意图
横江靠机场西北端，离机场直线距离约1.6公里，上图红色标记的取水管线距离约2.0公里，横江水源丰富，历史最高洪水位131.40m，发生于1996年，机场处于汇水径流地带。

此外，机场场内地下水来源于大气降水与区域径流补给，丰水期水位埋深距地表0.20～1.20m，枯水期埋深0.60～2.00m，变幅0.4m上下。

5.2新能源空调采用建议
该项目可利用附近横江丰富水源这一优势采用水源热泵新能源空调系统给场区空调区域进行供能，此外也可以利用机场场区内的大面积土地资源进行打
井，采用地源热泵空调系统。

采用水源热泵和地源热泵新能源空调系统都将大大提升节能效益，更大程度上降低运行成本，并且带来环保效益。

5.3结论
综合上述，对传统空调系统和水源热泵空调系统、地源热泵空调系统的对比，在设备投资、运行费用、机房所占面积以及配电容量等方面的综合比较，建议黄山机场近远两期期中央空调系统采用水源热泵空调系统或地源热泵新能源空调系统。

且本单位具有众多大型新能源空调系统的设计施工经验，能保障黄山机场中央空调改造项目顺利安全的进行。