方案总设计：深圳节能协会--秦小兵 陈宇
方案总设计：深圳节能协会--秦小兵 陈宇
案例研究目的
通过对深圳市水贝珠宝城节能的实际项目的研究，着重从理论、应用、市场潜力、社会效益及经济效益等方面分析在中国南方地区实施商业楼宇综合节能技术的可行性和必要性，并向全社会进行示范推广。
项目总投资
项目的总投资为人民币160万元左右。
节能效果
深圳市水贝珠宝城经系统节能改造后，节电率为19.7%以上，每年可节省电量65.2万kWh，价值63.2万元（综合电价按0.97元/kWh计），减排二氧化碳672.2吨、二氧化硫5.32吨、氮氢化物0.84吨。
投资回收期
项目投资回收期为2.5年（随着经营情况的变化，项目回收期也随之变化）。
适用对象
系统节能改造方案是深圳市节能协会根据耗能单位的具体情况量身定制的，深圳市节能协会可以针对各个行业的用电企业进行具体的方案制定。
案例源企业
深圳市水贝国际珠宝城
监测单位、设计单位
深圳市节能协会 深圳市罗湖区高新技术创业中心
测试仪器照度计、热辐射测试仪、红外线测温仪、温度计、交直流数字钳形表、电压表、有功功率表、测风仪、流量计、计时器、有功电度表、转速表，所有测试仪器均在检定周期内。
注：深圳市节能协会制作的案例都是经过专家严格论证、由有资格的监测单位出具测试报告、均是经得起市场考验的极具可性行的项目。
一、基本情况
水贝国际珠宝交易中心创建于2004年4月，是雅诺信集团旗下的大型珠宝专业市场，坐落于素有珠宝之城美称的深圳市罗湖区水贝工业区的中心，水贝国际珠宝交易中心集珠宝首饰研发、设计、交易、销售、旅游观光及珠宝文化传播于一体，拥有3层共10000多平方米的经营面积，入驻商户100多家。整个交易中心拥有黄金、铂金、镶嵌、银饰、翡翠、珍珠、宝石、首饰器材等10多个经营区域。
表1-1为雅诺信集团提供能耗统计表
表1-1
地区时间 工厂
2楼 工厂
4楼 工厂
5楼 工厂
6楼 地区时间 珠宝城 珠宝城线损
2005年 1月 11,760 12,532 10,280 7,920 2005年 9月 346350 10155
2005年 2月 8,600 32,532 5,381 6,640 2005年10月
2005年 3月 5,560 9,437 4,860 5,560 2005年11月 328,500 7,942
2005年 4月 9,760 16,586 8,880 8,680 2005年12月
2005年 5月 11,640 22,876 12,160 10,720 2006年 1月 213,900 8,072
2005年 6月 14,680 22,319 16,720 16,720 2006年 2月
2005年 7月 12,560 25,,770 13,920 15,440 2006年 3月 307,200 7,681
2005年 8月 17,880 26,813 11,000 18,800 2006年 4月
2005年 9月 15,600 28,919 7,360 15,960 2006年 5月 370,500 7,942
2005年10月 18,280 14,717 9,880 18,120 2006年 6月
2005年11月 8,640 16,216 4,600 8,440 2006年 7月 398,100 7,942
2005年12月 11,720 15,780 5,280 9,520 2006年 8月
年总耗电量 146,680 219,522 110,321 142,520 年总耗电量 1,964,550 49,734
电价(元/kWh) 0.7646 0.76 0.7646 0.7646 电价(元/kWh) 0.9766 0.9766
电费(元) 112,152 166836 84,351 108,971 电费(元) 1918580 48570
工厂年耗电量：619043kWh；工厂电费：472310元，电价0.76元
珠宝城年耗电量：1964550；珠宝城电费：1918580+48570 =1967150元
珠宝城平均电价为：1967150元÷1964550 = 1元
根据以上数据分析，水贝珠宝城年耗电量为1964550度左右，年电费为1967150元；雅诺信工厂年耗电量为619043度左右，年电费为472310元。深圳水贝国际珠宝交易中心主要能耗系统为照明系统、中央空调系统、及其他各种用电设备。其公共照明都采用了小功率节能灯，入驻商户大部分使用的是小功率节能灯和金卤射灯，本身均是节能型光源，故照明部分保持现状。工厂主要能耗为分体空调、照明、单相式电动机。
针对各项电气设备的实际运行工况、节能潜力及现场测试的数据，确定此次节能改造项目为供配电系统、中央空调系统和电梯系统、工厂照明系统、工厂分体空调，其它暂不考虑。
二、改造结论
1、深圳水贝国际珠宝交易中心的节能改造是一项安全的、投资收益极高的、全新的节能环保技术改造方案。节电系列产品运行十分稳定，使用后对深圳水贝国际珠宝交易中心电网的改善效果将非常显著，既能节约用电成本又能保护设备安全运行，其产生的直接效益和间接效益特别明显, 深圳水贝国际珠宝交易中心的未来发展大有裨益。对用电系统进行的改造和完善，也必将从整体上提高深圳水贝国际珠宝交易中心的节能和环保水平，使深圳水贝国际珠宝交易中心进一步迈入环保商城的行列，展示全新的时代精神。同时也体现了人们对人类共同资源的节约和保护，对改善人类居住环境有着深远的意义。
2、本次节能改造总投资约1607958元，每年节约费用约630877元，节能率19%以上，预计2.5年可收回投资。
投资收益评估表
表2-2
序号 改造项目 改造措施 年节
电度
(kWh) 年节
电费
(元) 节电
率 投资额
(元) 投资
回收期
（年）
1 供配电
系统 珠宝城 加装系统节电器 135823 135823 8% 261800 1.9
工厂 加装系统节电器 46078 35019 8% 180400 5.1
2 中央空调系统 水泵变频技术 201672 201672 27.5% 375000 1.86
冷凝器清洗装置 41400 41400 10% 165000 4
玻璃贴膜 135000 135000 15% 280000 2.1
3 扶梯系统 红外变频控制器 10368 10368 20% 32000 3
4 升降梯 能量回馈 25550 25550 25% 109280 4.3
5 霓虹灯 LED 13315 13315 84% 104500 7.5
6 工厂分体空调 置换制冷剂 23702 18014 10% 64098 3.6
7 工厂照明 更换节能灯 19363 14716 42.3% 35880 2.4
8 合计 652271 630877 19.7% 1607958 2.5
3、改善工作环境，提高工作效率。同时节约19.7%的能源。经节能改造的设备使用寿命普遍延长2-3倍，可节省高达50%的综合成本。
4、节能改造后即响应了政府节能环保的号召，也提高了深圳水贝国际珠宝交易中心的社会形象，同时减少对环境污染物的排放，整个电力系统改造后每年减少发电厂排放二氧化碳672.2吨、二氧化硫5.3吨、氮氢化物2.75吨。
经节能改造后的深圳水贝国际珠宝交易中心对生态环境影响评估表
表2-3
序号 投资项目 改造措施 年节
电度
(kWh) 减少废气排放量（吨/年）
二氧化碳 二氧化硫 氮氢化物
1 供配电
系统 珠宝城 加装系统节电器 135823 149.4 1.2 0.6
工厂 加装系统节电器 46078 33.8 0.3 0.1
2 中央空调系统 水泵变频技术 201672 205.7 1.5 0.7
冷凝器清洗装置 41400 45.5 0.4 0.2
3 扶梯系统 红外变频控制器 10368 11.4 0.1 0.0 5
4 建筑节能 玻璃贴膜 135000 148.5 1.2 0.5
5 升降梯 能量回馈 25,550 26.1 0.2 0.1
6 霓虹灯 LED 13315 14.6 0.12 0.06
7 工厂分体空调 剂置换制冷 23702 17.4 0.1 4 0.07
8 工厂照明 更换节能灯 19363 19.8 0.14 0.07
9 合计 652,271 672.2 5.3 2.75
三、照明系统节能方案
1、现有照明基本情况
雅诺信集团水贝珠宝城部分其公共照明都采用了小功率节能灯，入驻商户大部分使用的是小功率节能灯和
金卤射灯，本身均是节能型光源，故照明部分保持现状，不作改造。
雅诺信集团生产工厂办公区使用40WH型电感荧光灯盘68套，走道及公共部分采用9W-15W小功率节能灯若干
支，由于是节能灯，不纳入改造范畴。车间：采用T8型3×18W灯盘172套，工作台面灯134套合计650支。
T8型36W单管荧光灯32支。每天使用8小时，每月使用26天，电价：0.76元/度。
2、改造方案
采用“圳光”牌T5型15W和T5型25W一体化支架节能灯替换现有的T8型18W和T8型36W荧光灯，替换方便快捷
和平时换支灯管一样简单。
3、改造效果：
3.1照明改造总投资为35880元，改造后可节省电力容量28.2千伏安、节电19363千瓦时、节省电费14716元
，约2.4年左右收回投资；
3.2 T8电感镇流器荧光灯更换为T5电子镇流器荧光灯后照度提高10%以上，显色度由65增加到85，频闪深
度由55%减至15%，从而给人们提供一个舒适、稳定的照明环境, 既提高了工作效率亦保护了人体健康；
3.3年减少淘汰旧灯管341只（因T5荧光灯管寿命是T8荧光灯的两倍以上），每只T8荧光灯管注入汞9毫克
，而T5荧光灯为3毫克，故减少了六分之五（共1023毫克）的汞污染；
3.4减少发电厂排放二氧化碳21.3吨、二氧化硫0.2吨、氮氧化物0.1吨；
3.5减少了50%以上的维修工作量。
照明系统节能改造投资收
益表
表3-1
投资
项目 改造前
年电度
(kWh) 改造后
年电度
(kWh) 年节
电度
(kWh) 年节
电费
(元) 节电
率 投资额
(元) 投资
回收期
（年）
照明系统
节能改造 45696 26333 19363 14716 42.3% 35880 2.4
四、电梯系统节能方案
1、基本情况：
珠宝城：四台扶梯：两台扶梯一楼到二楼，一上一下 ；两台扶梯二楼到三楼，一上一下 。
扶梯品牌：上海三菱，额定功率7.5 kW，速度0.5M/S。现扶梯属于交流单速驱动，微机控制，人工操作开启、停止。实际运行功率在3 kW -4 kW，每天运行时间9小时，每年按360天，平均功率以4 kW计算能耗，单台扶梯的年耗电量为12960 kWh，四台扶梯年耗电量为51840kWh，电价1元/度，年电费51840元。
根据现场目测客流量进行分析，一楼至二楼客流量多于二楼至三楼客流量，由于是珠宝交易中心，客流量并不是很大，一到二楼有30-40%的空载率，二楼到三楼有50%的空载率。这些必将浪费大量的电能，同时也使扶梯部件（如电机、减速机、扶手带等）产生不必要的磨损，造成扶梯的使用寿命降低。
另：与珠宝城临近的深圳阳基物业现有三菱直落升降梯7台，电机功率为18.5kW，每天使时间24小时，每天每台电梯耗电量在40度左右，合计年耗电量为102200kWh，均未采用节能措施。
2、改造方案
2.1扶梯部分。每台扶梯安装一套红外感应装置,扶梯电机安装一台与电机相匹配的变频器。变频器控制采用多段速控制,当有人的时候,红外传感器感应一个开关量信号,控制变频器以50Hz运行,当没人的时候,变频器以15Hz运行。改造效果如下：
2.1.1节电明显：投资为32000元，年节电10368千瓦时、年节省电费110368元，约3年左右收回投资。
2.1.2实现了电机软起动，降低了冲击电流，不会因线路过压、过载而烧坏电机。降低了电机运行温度、减轻绝缘老化，降低无功电流，提高系统功率因数，有效减少线损，从而增加电机的寿命，减少了设备的维修量。
2.1.3 减少机械磨损：采用变频调速后，由于转速下降，使机械部件的磨损明显减少，相对延长了电梯的使用寿命，对于设备的折旧就有很大的空间，也降低扶梯易损件的维护费用。
2.1.4 安全可靠：当扶梯上人后，机器以很慢的加速模糊控制曲线运行，人感觉不到扶梯已进入了额定速度。在改造过程中充分考虑了变频系统与原系统的并存，当变频器故障后，可通过旁路开关切换到原系统，不影响原系统的使用。
2.1.5减少发电厂排放二氧化碳11.4吨、二氧化硫0.09吨、氮氧化物0.04吨。
电梯系统节能改造投资收益表
表4-1
投资
项目 改造前
年电度
(kWh) 改造后
年电度
(kWh) 年节
电度
(kWh) 年节
电费
(元) 节电
率 投资额
(元) 投资
回收期
（年）
电梯系统
节能改造 51840 41472 10368 10368 20% 32000 3
2.2升降梯部分。运用OTT-LHZ有源能量回馈器取代放电电阻将变频器电容中储存的电能转化为交流电回送给电网供周边其他用电设备使用。该技术的应用同时优化主机运行环境，减少了高温对控制系统等部件的不良影响，效果简述如下：
2.2.1回馈器年回馈电网电量25550千瓦时。消除机房热源,可减少机房空调耗电。节省电费25550元。
2.2.2延长了设备的使用寿命，减少了设备的维修量和维护费用。
2.2.3每年减少发电厂排放二氧化碳28.1吨、二氧化硫0.23吨、氮氧化物0.1吨。
电梯系统节能改造的投资收益详见表4-2
电梯系统节能改造投资收益表
表4-2
改造
项目 数量 改造前
年电度
(kWh) 改造后
年电度(kWh) 年节
电量(kWh) 改造后节电费(元) 改造投资金额（元） 投资回收期（年） 节
电
率
升降
电梯 7 102,200 76,650 25,550 25550 109,280 4.3 25%
五、空调系统节能方案
1、基本情况
水贝珠宝交易中心的中央空调主机为2台开利螺杆机组30HXC200A，系统参数如下：
主机为200RT的机组，主机电机功率为138kW；蒸发器流量为120 m3/h，冷凝器流量为143 m3/h。冷冻泵为30kW三台，水泵流量为200 m3/h；冷却泵为45kW三台，水泵流量为200 m3/h；目前情况下只开1.5台机组，投入一台30kW冷冻泵、二台45kW冷却泵运行，开启2台2.2kW冷却塔风机；此时（2006-7-31下午）冷冻泵的出水、回水温度为7.5～11.4℃，冷却泵的进水、出水温度为32.5～35℃；1＃主机电流负载率为45％，2＃主机电流负载率为90％；冷冻和冷却水的进出水温差在3～4℃左右，系统存在大流量小温差，节能空间比较多。
实地调查的空调系统电流如下：总电流约为500A，2＃主机电流为250A，2＃冷冻泵电流为60A，1＃冷却泵电流为91A，2＃冷却泵电流为90A，1＃和2＃冷却塔风机电流合为5A。主机年耗电量为414000度，水系统年耗电量为320543度。
雅诺信珠宝工厂各类型分体式空调机共57台。其中：1.5HP 17台；2HP 2台；3HP 29台；5HP 9台，共161.5HP，折合压缩机功率为118.7kW，制冷剂为R22，属于国家淘汰的非环保产品。
2、改造方案
2.1对水贝珠宝交易中心中央空调系统采用模糊控制技术、计算机技术和变频技术，将原中央空调定流量控制系统改造为变流量控制系统。根据空调末端负荷的变化和空调主机的运行工况，自动对中央空调水系统参数（温度、压力、流量等）进行完整的采样和控制，使系统冷冻水、冷却水流量跟随负荷的变化而同步变化，同时优化主机运行环境，从而达到大幅度降低能源消耗的目的，水系统节电率为50%左右，效果如下：
2.1.1年节电量：水系统320543×50%＝160272度；主机间接节约：414000×10%＝41400万度，合计共节约：201672度。
2.1.2电动机从2Hz开始软起动，对电网的冲击大为减少。
2.1.3管网压力下降，延长管网与阀门的寿命。管网的摩擦损耗降低，可减少因摩擦力而带来的热量，降低主机能耗。软启动水泵，可延长了设备的使用寿命，消除水系统的水锤效应，减少了设备的维修量和维护费用。
2.1.4操作简单方便，运行平稳，电机、压缩机温升正常，噪音、振动减小。变频器损坏后，可手动切换为工频状态。
2.1.5减少发电厂排放二氧化碳222吨、二氧化硫1.8吨、氮氧化物0.9吨。
中央空调变流量装置投资收益表
投资
项目 改造前
年电度
(度) 改造后
年电度
(度) 年节
电度
(度) 年节
电费
(元) 节电
率 投资
额
(元) 投资
回收期
（年）
变流量
系统 水系统 320543 160272 160272 160272 50%
主机 414000 372600 41400 41400 10%
合计 734543 532872 201672 201672 27.5% 375000 1.86
表5-1
2.2采用冷凝器自动在线清洗技术，对冷凝器进行自动在线清洗。中央空调随着运行时间的延长，冷凝器会产生结垢。中央空调冷凝器中污垢、水垢的存在直接降低热交换率和制冷量，科学实验表明：冷凝管中只要有0.3毫米厚的水垢存在，会导致热交换损失21%，多耗电10%；0.6毫米厚的水垢存在，会导致热交换损失34%，多耗电20%；0.9毫米厚的水垢存在，会导致热交换损失44%，多耗电31%。
根据GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》：蒸发温度一定的前提下，冷凝温度每提高1℃，主机效率下降3～4%。
通过安装清洗装置后可使冷凝温差缩小，主机效率可提高10～15%，按保守估计节电率10%计算。效果如下：
2.2.1年节电量为：414000×10%＝41400度
2.2.2在常用的主机上各加装一套冷凝器系统自动清洗装置总投资为165000元，节省电费41400元，约3.6年左右收回投资。
2.2.3减少发电厂排放二氧化碳45.5吨、二氧化硫0.4吨、氮氧化物0.2吨。
中央空调清洗装置投资收益表
表5-2
投资
项目 改造前
年电度
(度) 改造后
年电度
(度) 年节
电度
(度) 年节
电费
(元) 节电
率 投资
额
(元) 投资
回收期
（年）
加装清
洗装置 414000 372600 41400 41400 10% 165000 4
2.3对于外墙玻璃采用贴膜,减少室内热负荷,降低空调能耗。根据对太阳能所产生热量的实测监控，深圳地区夏季直射太阳能所产生的热负荷为900W/M²，综合考虑折算玻璃平均热负荷为300W/M²，深圳全年累计日照时间2,000小时，则每年因太阳辐射带进室内热量按1280M²玻璃计算为使空调能耗增加：（1280M²×300W/M²×2,000H）/4=192,000kWh（中央空调的能效比为4）。隔热玻璃膜除具有隔热节能的效果外，还有以下特点：①、可以阻隔98%紫外线，保护室内物品不会因紫外线的照射而褪色；②、同时，使原来的玻璃具有更好的防爆性和装饰性，大大提高了普通平板玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃的安全性能。
2.3.1隔热率按70%计算,年节电: 192,000kWh×70%＝135000 kWh
2.3.2总投资28万元，投资回收期为2.1年。
2.4对珠宝工厂的的分体空调，使用清华绿冷制冷剂更换原R22制冷剂。
2.4.1年节电量为23702度,年节电费18014元，约3.6年左右收回投资。
2.4.2更换制冷剂后，可提高制冷量，减少泄漏，延长压缩机寿命，降低噪音。
2.4.3减少发电厂排放二氧化碳26.1吨、二氧化硫0.2吨、氮氧化物0.1吨。
分体空调置换制冷剂投资收益表
表5-3
投资
项目 改造前
年电度
(度) 改造后
年电度
(度) 年节
电度
(度) 年节
电费
(元) 节电
率 投资
额
(元) 投资
回收期
（年）
置换制
冷剂 237020 213318 23702 18014 10% 64098 3.6
六、水贝国际珠宝交易中心霓虹灯节能方案
1、原系统状况
图6-1
背景部分使用霓虹灯管,共计700条,字体部分使用约60条黄色霓虹灯管.
原夜间效果图6-2 原夜间效果图6-3
2、改造方案
将原“水贝国际珠宝交易中心”霓虹灯更换为半导体照明LED显示：
“水贝国际珠宝交易中心”文字部分使用不锈钢板表面镀金，黄色LED光源外露。背景部分使用全彩LED点光源，整体色彩变换。
3、改造效果
改造后白天效果图6-4 改造后夜间效图6-5
.1改造前与改造后性能比较见表6-1
表6-1
比较 原系统 新系统
白天效果 文字表面霓虹弯曲,画面不清晰，不够醒目 画面干净,文字立体突出，
醒目，且表面镀金，高雅大方。
夜间效果 背景画面简单，主题文字不突出，文字为勾边形，通俗，无特色。 背景画面多种选择,吸引路人注意，有特点.
维护 约3个月就需要维护一次
原夜间效果2可见，已经有大批量霓虹管失效，造成形象损失。 每年最多维护一次
驱动 高压驱动，危险。 低压驱动,安全,减少隐患
消耗电量 平均约200-250W/平方 平均约35W/'平方
维护费用 每平方约250元/年 每平方仅50元/年
3.2每年节约的电费计算：
(以6小时计算每天)，霓虹灯每平米按225W计算。
32平方×(225－35)×6小时×365天×1/1000=13315元
每年节约的维护费用：
32平方×(250-50)=6400元
3.3减少发电厂排放二氧化碳14.6吨、二氧化硫0.12吨、氮氧化物0.06吨。
霓虹灯节能改造投资收益表
表6-2
投资
项目 改造前
年电度
(kWh) 改造后
年电度
(kWh) 年节
电度
(kWh) 年节
电费
(元) 节电
率 投资额
(元) 投资
回收期
（年）
霓虹灯节
能改造 15768 2453 13315 13315 84% 104500 7.5
备注：如包括节省的维护费用，投资回收期为5.3年
七、供配电系统节能方案
1、基本情况
深圳水贝国际珠宝交易中心配电系统用电设备主要是照明、空调、电梯等设备，珠宝工厂主要是照明、空调、单相电动机。由于设备的频繁加卸载、日光灯的开关动作及其所有整流设备等都会产生大量的谐波杂波，对内部电网造成了严重污染，使电网中瞬变浪涌大量增加，影响了其它设备的使用，并且增加了相当多的电耗。体现了以下特点：（A）主要电路的谐波大部分都大于国家标准（小于5%），并且谐波分布较广。(B)负载变化大，电流电压变化大。某一负载变化影响到相邻设备的运行。(C)电污染严重，主要设备支路上的瞬流量都在7万次/小时以上，瞬流使整个系统效率降低，耗电增加，还会对一些敏感设备造成损坏。因此有较大节能空间。
2、改造方案
根据水贝国际珠宝交易中心及珠宝工厂设备情况，在交易中心及工厂的总配电母排及楼层配电母排安装系统节电器，以抑制和消除电网中的大量浪涌和瞬变。
3、改造效果
通过抑制和吸收瞬流、减少损耗、提高系统用电效率来节电:
3.1降低用电设备（电机）的能耗，年节电181901度。
3.2抑制瞬流、峰值电压钳位、清洁电源, 提高电源质量、使线路电压损失下降。
3.3改善运行条件,降低配电网的功率损耗、增加电网输电能力、提高设备利用率，保护设备、延长设备寿命、减少维护费用。
3.4减少发电厂排放二氧化碳200吨、二氧化硫1.6吨、氮氧化物0.8吨。
供配电系统节能改造投资收益表
表7-1
改造
项目 改前年
用电量(kWh) 改后年
用电量
(kWh) 改后年
节电量(kWh) 改后年
节电费
(元) 节
电
率 改造
投资额（元） 投资
回收期（年）
珠宝城配电系统 1697795 1549722 135823 135823 8% 261800 1.9
珠宝工厂配电系统 575978 529900 46078 35019 8% 180400 5.1
合计 2273773 2079622 181901 170842 8% 442200 2.6