層次分析法在空調(diào)冷熱源方案選擇中的應(yīng)用

1、層次分析法在層次分析法在冷熱源方案優(yōu)選中的應(yīng)用冷熱源方案優(yōu)選中的應(yīng)用常婧常婧Page 2工程概況工程概況該建筑位于江蘇省徐州市，為多層框架結(jié)構(gòu)該建筑位于江蘇省徐州市，為多層框架結(jié)構(gòu)的高檔綜合型商業(yè)與辦公大廈，建筑面積約的高檔綜合型商業(yè)與辦公大廈，建筑面積約16萬萬，地上，地上5層用于商業(yè)及辦公，地下層用于商業(yè)及辦公，地下2層為車庫。層為車庫。該建筑所在區(qū)為繁華商業(yè)地段，天然氣供應(yīng)充該建筑所在區(qū)為繁華商業(yè)地段，天然氣供應(yīng)充足，足，附近同時(shí)配有熱力管網(wǎng)。附近同時(shí)配有熱力管網(wǎng)。Page 3冷熱源備選方案的制定冷熱源備選方案的制定基于該建筑所處地理位置和附近能源供應(yīng)基于該建筑所處地理位置和附近能源供應(yīng)

2、情況，擬定冷熱源備選方案有：電制冷燃?xì)忮伹闆r，擬定冷熱源備選方案有：電制冷燃?xì)忮仩t，地源熱泵系統(tǒng)，冰蓄冷燃?xì)忮仩t。爐，地源熱泵系統(tǒng)，冰蓄冷燃?xì)忮仩t。Page 4地源熱泵系統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)作為一種可再生能源技術(shù)，可將低位能轉(zhuǎn)作為一種可再生能源技術(shù)，可將低位能轉(zhuǎn)為高位能，熱量傳遞效率高，具有很好的環(huán)境效為高位能，熱量傳遞效率高，具有很好的環(huán)境效益，可以實(shí)現(xiàn)冬夏季的冷熱聯(lián)供，是一種綠色節(jié)益，可以實(shí)現(xiàn)冬夏季的冷熱聯(lián)供，是一種綠色節(jié)能技術(shù)，符合能源發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略；能技術(shù)，符合能源發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略；理論相對成熟，但應(yīng)用技術(shù)相對不完善，理論相對成熟，但應(yīng)用技術(shù)相對不完善，埋管場地要求開闊，初投資大，維護(hù)困難，可能埋

3、管場地要求開闊，初投資大，維護(hù)困難，可能存在冬夏不平衡。存在冬夏不平衡。Page 5冰蓄冷燃?xì)忮仩t冰蓄冷燃?xì)忮仩t冰蓄冷系統(tǒng)在夜間制冰，進(jìn)行蓄冷，然后冰蓄冷系統(tǒng)在夜間制冰，進(jìn)行蓄冷，然后將此冷量用在用電高峰期，轉(zhuǎn)移了制冷設(shè)備的運(yùn)將此冷量用在用電高峰期，轉(zhuǎn)移了制冷設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間。這樣既可以利用夜間的廉價(jià)電力，也減行時(shí)間。這樣既可以利用夜間的廉價(jià)電力，也減少了白天峰值的用電負(fù)荷，達(dá)到電力削峰填谷的少了白天峰值的用電負(fù)荷，達(dá)到電力削峰填谷的目的，緩解了電網(wǎng)壓力，是國家積極支持的系統(tǒng)；目的，緩解了電網(wǎng)壓力，是國家積極支持的系統(tǒng)；制冰時(shí)主機(jī)效率下降，儲藏冷量時(shí)冷損失制冰時(shí)主機(jī)效率下降，儲藏冷量時(shí)冷損失較大

4、，系統(tǒng)能耗加大，增加了溶液蓄冰系統(tǒng)，系較大，系統(tǒng)能耗加大，增加了溶液蓄冰系統(tǒng)，系統(tǒng)較復(fù)雜且難于控制與優(yōu)化。統(tǒng)較復(fù)雜且難于控制與優(yōu)化。Page 6通過對燃?xì)忮仩t和城市熱網(wǎng)兩種方案進(jìn)行通過對燃?xì)忮仩t和城市熱網(wǎng)兩種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析可知，城市熱網(wǎng)的初投資與年運(yùn)行費(fèi)經(jīng)濟(jì)性分析可知，城市熱網(wǎng)的初投資與年運(yùn)行費(fèi)用均遠(yuǎn)高于燃?xì)忮仩t，所以就經(jīng)濟(jì)性而言燃?xì)忮佊镁h(yuǎn)高于燃?xì)忮仩t，所以就經(jīng)濟(jì)性而言燃?xì)忮仩t更適合本項(xiàng)目。比較過程如下：爐更適合本項(xiàng)目。比較過程如下：冬季熱源為何不選擇城市熱網(wǎng)？冬季熱源為何不選擇城市熱網(wǎng)？Page 7燃?xì)忮仩t燃?xì)忮仩t城市熱網(wǎng)城市熱網(wǎng)項(xiàng)目數(shù)值項(xiàng)目數(shù)值燃?xì)馊刖W(wǎng)費(fèi)(元/)430熱網(wǎng)入網(wǎng)費(fèi)(元/

5、)60天然氣價(jià)格(元/m)2.8熱網(wǎng)運(yùn)行費(fèi)(元/)30鍋爐(元/kW)160板式交換器(元/kW)140板式交換器(元/kW)140安裝費(fèi)折算0.15天然氣熱值(kWh)9102.6熱網(wǎng)使用年限50鍋爐熱效率0.8安裝費(fèi)折算0.15燃?xì)夤苈肥褂媚晗?0鍋爐使用年限20熱負(fù)荷與價(jià)格估算參數(shù)熱負(fù)荷與價(jià)格估算參數(shù)供熱面積：16649，最大熱負(fù)荷：1184kWPage 8城市入網(wǎng)費(fèi)城市入網(wǎng)費(fèi)（萬元）（萬元）設(shè)備費(fèi)設(shè)備費(fèi)（萬元）（萬元）安裝調(diào)試費(fèi)安裝調(diào)試費(fèi)（萬元）（萬元）初投資初投資（萬元）（萬元）燃?xì)忮仩t50.82635.465.31991.605城市熱網(wǎng)99.895816.5482.4822118.

6、926燃料費(fèi)燃料費(fèi)（萬元）（萬元）折舊費(fèi)折舊費(fèi)（萬元）（萬元）折合年運(yùn)行費(fèi)折合年運(yùn)行費(fèi)（萬元）（萬元）燃?xì)忮仩t18.952.7921.74城市熱網(wǎng)49.952.8352.77經(jīng)計(jì)算可得：經(jīng)計(jì)算可得：初投資費(fèi)用初投資費(fèi)用年運(yùn)行費(fèi)用年運(yùn)行費(fèi)用Page 9評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：從經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)條件、環(huán)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：從經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)條件、環(huán)境效益、社會效益四個(gè)方面來評價(jià)境效益、社會效益四個(gè)方面來評價(jià)（1）經(jīng)濟(jì)效益）經(jīng)濟(jì)效益全壽命周期費(fèi)用法（全壽命周期費(fèi)用法（LCCA）全壽命周期費(fèi)用全壽命周期費(fèi)用=初投資運(yùn)行費(fèi)用初投資運(yùn)行費(fèi)用方案方案方案一方案一方案二方案二方案三方案三全壽命周期費(fèi)用（萬元）1244.751236.39

7、1228.61方案一：電制冷燃?xì)忮仩t方案一：電制冷燃?xì)忮仩t方案二：地源熱泵方案二：地源熱泵方案三：冰蓄冷燃?xì)忮仩t方案三：冰蓄冷燃?xì)忮仩tPage 10（2）技術(shù)條件）技術(shù)條件根據(jù)各方案的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)壽命、節(jié)省面積等指根據(jù)各方案的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)壽命、節(jié)省面積等指標(biāo)，以優(yōu)、良、中等、一般、差五個(gè)等級來評定。標(biāo)，以優(yōu)、良、中等、一般、差五個(gè)等級來評定。方案方案方案一方案一方案二方案二方案三方案三安全可靠性良中等中等節(jié)省占地面積中等一般一般平均使用壽命優(yōu)良中等Page 11（3）環(huán)境效益）環(huán)境效益 年排放量年排放量方案方案方案一方案一方案二方案二方案三方案三 排放量（噸）707.96533.627

8、07.652CO2CO（4）社會效）社會效益益方案方案方案一方案一方案二方案二方案三方案三能效比良優(yōu)一般區(qū)域電力調(diào)荷潛力一般良優(yōu)Page 12層次分析法在冷熱源方案選擇中的應(yīng)用層次分析法在冷熱源方案選擇中的應(yīng)用空調(diào)冷熱源方案空調(diào)冷熱源方案A技術(shù)條件技術(shù)條件B2電制冷電制冷燃?xì)忮仩t燃?xì)忮仩tC1目標(biāo)層目標(biāo)層標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)層方案層方案層（1）建立層次結(jié)構(gòu)圖）建立層次結(jié)構(gòu)圖環(huán)境效益環(huán)境效益B3社會效益社會效益B4經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)效益B1地源熱泵地源熱泵C2冰蓄冷冰蓄冷燃?xì)忮仩t燃?xì)忮仩tC3Page 13（2）構(gòu)造判斷矩陣）構(gòu)造判斷矩陣 要比較某一層要比較某一層n n個(gè)因素個(gè)因素x x1 1，x x2 2，x x

9、n n對上一層一個(gè)因素對上一層一個(gè)因素P P的影響的影響, ,可從可從x x1 1，x x2 2，x xn n中任取中任取x xi i與與x xj j，比較他們對于比較他們對于P P的重要性大小。按照如下的重要性大小。按照如下“1“19 9比例尺度比例尺度”給給x xijij賦值。賦值。相對重要性取值相對重要性取值含義含義1xi與xj具有同樣重要性3xi比xj略顯重要5xi比xj明顯重要7xi比xj強(qiáng)烈重要9xi比xj極端重要2、4、6、8為上述相鄰判斷的中間值上數(shù)的倒數(shù)反比較（xj比xi）Page 14得到判斷矩陣得到判斷矩陣Z=(xij)，xij0，xji=1/xij經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)條件、環(huán)

10、境效益、社會效益經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)條件、環(huán)境效益、社會效益4 4個(gè)因素對于個(gè)因素對于目標(biāo)（冷熱源方案的選擇）的判斷矩陣及權(quán)重如下：目標(biāo)（冷熱源方案的選擇）的判斷矩陣及權(quán)重如下：AB1B2B3B4行之積開4次方權(quán)重WiB11335452.590.52B21/3113110.2B31/3113110.2B41/51/31/311/450.3860.08合計(jì)4.9761.00Page 15（3）一致性檢驗(yàn)）一致性檢驗(yàn) 構(gòu)建的判斷矩陣不一定能夠滿足完全一致性條件，即構(gòu)建的判斷矩陣不一定能夠滿足完全一致性條件，即矩陣中元素不一定滿足矩陣中元素不一定滿足就需要對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。就需要對判斷矩陣進(jìn)行一致

11、性檢驗(yàn)。jkikijxxx RICICR 1maxnnCI一致性指標(biāo)一致性指標(biāo)相對一致性指標(biāo)相對一致性指標(biāo)Page 16平均隨機(jī)一致性指標(biāo)平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI隨矩陣的維數(shù)而變動隨矩陣的維數(shù)而變動 矩陣維數(shù)矩陣維數(shù)n12345678910RI000.60.91.11.21.321.411.451.49RICICR 若若CRCR0.10.1，則判斷，則判斷矩陣矩陣的不一致性程度在容許范圍內(nèi)Page 17方案層對經(jīng)濟(jì)效益的判斷矩陣、權(quán)重及一致性檢驗(yàn)方案層對經(jīng)濟(jì)效益的判斷矩陣、權(quán)重及一致性檢驗(yàn)B1C1C2C3行之積行之積開開3次方次方權(quán)重權(quán)重WiC1111/31/30.690.21C2111/21/

12、20.790.24C332161.820.55合計(jì)3.301.0001.3max00636. 0. IC0106. 0.RC60. 0.IRB2C1C2C3行之積行之積開開3次方次方權(quán)重權(quán)重WiC112361.820.54C21/212110.30C31/31/211/60.550.16合計(jì)3.371.0002.3max00833. 0. IC0139. 0.RC60. 0.IR方案層對技術(shù)條件的判斷矩陣、權(quán)重及一致性檢驗(yàn)方案層對技術(shù)條件的判斷矩陣、權(quán)重及一致性檢驗(yàn)Page 18方案層對環(huán)境效益的判斷矩陣、權(quán)重及一致性檢驗(yàn)方案層對環(huán)境效益的判斷矩陣、權(quán)重及一致性檢驗(yàn)B2C1C2C3行之積行之積

13、開開3次方次方權(quán)重權(quán)重WiC111/21/31/60.550.17C221121.260.39C331131.440.44合計(jì)3.251.0016.4max053. 0. IC059. 0.RC90. 0.IR方案層對社會效益的判斷矩陣、權(quán)重及一致性檢驗(yàn)方案層對社會效益的判斷矩陣、權(quán)重及一致性檢驗(yàn)B1C1C2C3行之積行之積開開3次方次方權(quán)重權(quán)重WiC111/211/20.790.24C221361.820.55C311/311/30.690.21合計(jì)3.301.0002.3max00969. 0.IC0161. 0.RC60. 0.IRPage 19空調(diào)冷熱源方案空調(diào)冷熱源方案A技術(shù)條件技術(shù)

14、條件B2C1（4）結(jié)果與分析）結(jié)果與分析環(huán)境效益環(huán)境效益B3社會效益社會效益B4經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)效益B1C2C3C1C2C3C1C2C3C1C2C30.520.200.200.080.550.240.210.160.300.540.440.390.170.210.550.24方案一在目標(biāo)中的組合權(quán)重應(yīng)為相應(yīng)項(xiàng)的兩兩乘積之和，方案一在目標(biāo)中的組合權(quán)重應(yīng)為相應(yīng)項(xiàng)的兩兩乘積之和，即：即：2788. 008. 017. 02 . 024. 02 . 054. 052. 021. 01WPage 20 同理可得方案二、三在目標(biāo)中的組合權(quán)重分別同理可得方案二、三在目標(biāo)中的組合權(quán)重分別為為 326. 008. 039. 02