《國家能源局:全國可再生能源供暖典型案例匯編(249頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《國家能源局:全國可再生能源供暖典型案例匯編(249頁).pdf(249頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、I 匯 編 II 編 委 會 主 任 李創軍 彭 程 李 昇 副 主 任 任育之 王大鵬 易躍春 趙增海 謝宏文 趙太平 主 編 孔 濤 辛頌旭 副 主 編 張 鵬 張佳麗 編寫人員 陸國成 喬 勇 嵇建飛 李成軍 趙 源 朱 波 李少彥 查 浩 王躍峰 賈浩帥 弭 轍 王 虓 孔 斌 郭珍妮 I 目 錄 第一章第一章 可再生能源供暖技術簡介可再生能源供暖技術簡介.1 1.1 可再生能源供暖技術簡介.1 1.2 技術類型.1 1.3 應用場景.1 第二章第二章 能源局征集案例能源局征集案例.3 2.1 安徽省.3 合肥濱湖科學城地熱供暖項目.3 國禎生態阜陽市城南新區高溫熱水供暖項目.9 安徽
2、德博永鋒生物質氣化供 10t/h 鍋爐聯產炭項目.14 淮北礦業集團辦公中心地源熱泵項目.21 2.2 北京市.23 北苑家園地熱供暖項目.23 奧運村再生水熱泵冷熱源項目.28 北京世界園藝博覽會地熱綜合供熱項目.33 北京用友軟件園地源熱泵及冰蓄冷項目.40 北京城市副中心 6#能源站項目.45 2.3 陜西省.48 中共陜西省委機關中深層無干擾地熱供熱清潔取暖典型案例.48 蒲白礦區集中供熱改造項目.53 2.4 山東省.56 陽信縣生物質清潔能源供熱典型案例.56 費縣太陽能清潔供熱供暖與高效溫室一體化示范項目.61 2.5 貴州省.65 貴陽中天 未來方舟區域能源集中供能項目.65
3、貴州省地質科技園淺層地溫能中央空調系統典型工程案例.70 貴州中煙銅仁卷煙廠復合式地源熱泵系統典型工程案例.73 遵義大酒店建設項目淺層地溫能系統典型工程案例.79 II 2.6 吉林省.82 石嶺鎮生物質集中供熱項目.82 吉林乾安縣聚太生物發電有限公司2X30MW生物質熱電聯產供暖典型案例.84 2.7 內蒙古.86 零碳烏海市第六人民醫院綜合樓示范項目.86 烏海市可再生能源供暖典型項目.92 2.8 江蘇省.96 江蘇省地質環境勘查院南通分院太陽能-地下水地源熱泵耦合項目.96 2.9 山西省.104 繁峙縣雁頭村槽式太陽能供暖示范項目.104 廣靈縣一斗泉鄉槽式太陽能供暖示范項目.1
4、07 國家電投繁峙風電清沽能源供暖項目.111 第三章第三章 企業征集案例企業征集案例.114 3.1 安徽省.114 合肥濱湖新區核心區區域能源項目.114 3.2 北京市.122 榆垡鎮農業服務中心清潔能源應用項目.122 北京密云區石城鎮桃花地新村太陽能主被動結合供熱采暖項目.126 密云穆家峪華潤希望小鎮太陽能采暖項目.131 昌平區馬池口綜合辦公樓多能互補采暖項目.135 3.3 天津市.138 天津武清大自然文薈廣場中深層地巖換熱供暖項目.138 3.4 河北省.143 宣化京張奧園區展示交易中心電極鍋爐蓄熱項目項目.143 晉州市 2019-2020 年農村地區“電代煤”-分體式
5、地源熱泵清潔采暖項目.148 河北省清河縣污水源熱泵供熱項目.152 四季沐歌河北益民五金股份有限公司太陽能+地源熱泵清潔供熱項目.156 低能耗獨立農宅陶瓷太陽能取暖系統項目.160 昌黎縣 2020 年光熱+生物質冬季清潔取暖改造項目.168 太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖項目.171 III 秦皇島“光熱+生物質”采暖項目.179 河北省邯鄲市魏縣扶貧異地搬遷中深層地巖換熱供暖項目.184 3.5 陜西省.190 中國西部科技創新港科教板塊綜合能源供應項目可再生能源供暖典型案例.190 西安大興新區三民村再生水源熱泵集中供熱(冷)項目.195 3.6 山東省.201 東營龍源清潔能源科
6、技有限公司東營市牛莊“清潔供暖無煙小鎮”項目.201 山東省禹城市分布式地熱能清潔供暖項目.204 3.7 西藏自治區.208 拉薩市才納鄉大平板集熱器太陽能采暖項目.208 西藏浪卡子縣城太陽能供熱工程采暖項目.211 西藏仲巴縣大型太陽能集中供熱項目.215 3.8 湖北省.219 湖北省潛江市江漢油田礦區地熱供暖項目.219 湖北省武漢市漢口濱江國際商務區江水源可再生能源站示范項目.224 3.9 浙江省.227 海創基地可再生能源綜合利用項目.227 3.10 遼寧省.230 遼寧省葫蘆島市興城清潔取暖項目典型案例.230 3.11 四川省.233 四川九寨溝太陽能熱水采暖項目案例.2
7、33 第四章第四章 總結與展望總結與展望.239 4.1 有益經驗.239 4.2 發展建議及展望.239 IV 可再生能源供暖案例類型索引(能源局征集案例)1 地熱供暖工程地熱供暖工程 合肥濱湖科學城地熱供暖項目.3 北苑家園地熱供暖項目.23 中共陜西省委機關中深層無干擾地熱供熱清潔取暖典型案例.48 貴州省地質科技園淺層地溫能中央空調系統典型工程案例.70 貴州中煙銅仁卷煙廠復合式地源熱泵系統典型工程案例.73 遵義大酒店建設項目(地源熱泵中央空調)淺層地溫能系統典型工程案例.79 2 生物質供暖工程生物質供暖工程 蒲白礦區集中供熱改造項目.53 國禎生態阜陽市南新區高溫熱水供暖項目.9
8、 石嶺鎮生物質集中供熱項目.82 吉林乾安縣聚太生物發電有限公司2X30MW生物質熱電聯產供暖典型案例.84 安徽德博永鋒生物質氣化供 10t/h 鍋爐聯產炭項目.14 陽信縣生物質清潔能源供熱典型案例.56 3 太陽能太陽能供暖供暖工程工程 零碳烏海市第六人民醫院綜合樓示范項目.86 烏海市可再生能源供暖典型項目.92 太陽能清潔供熱供暖與高效溫室一體化示范項目.61 繁峙縣雁頭村槽式太陽能供暖示范項目.104 廣靈縣一斗泉鄉槽式太陽能供暖示范項目.107 4 風電供暖工程風電供暖工程 國家電投繁峙風電清沽能源供暖項目.111 5 水源熱泵供暖工程水源熱泵供暖工程 奧運村再生水熱泵冷熱源項目
9、.28 6 多能互補工程多能互補工程 淮北礦業集團辦公中心地源熱泵項目.21 北京世界園藝博覽會地熱綜合供熱項目.33 V 北京用友軟件園地源熱泵及冰蓄冷項目.40 江蘇省地質環境勘查院南通分院太陽能-地下水地源熱泵耦合項目.96 北京城市副中心 6#能源站項目.45 貴陽中天 未來方舟區域能源集中供能項目.65 VI 可再生能源供暖案例類型索引(企業征集案例)1 地熱供暖工程地熱供暖工程 晉州市2019-2020年農村地區“電代煤”-分體式地源熱泵清潔采暖項目.148 東營龍源清潔能源科技有限公司東營市牛莊“清潔供暖無煙小鎮”項目.201 河北省清河縣污水源熱泵供熱項目.152 湖北省潛江市
10、江漢油田礦區地熱供暖項目.219 河北省邯鄲市魏縣扶貧異地搬遷中深層地巖換熱供暖項目.184 天津武清大自然文薈廣場中深層地巖換熱供暖項目.138 中國西部科技創新港科教板塊綜合能源供應項目.190 山東省禹城市分布式地熱能清潔供暖項目.204 2 太陽能太陽能供暖供暖工程工程 四季沐歌河北益民五金股份有限公司太陽能+地源熱泵清潔供熱項目.156 拉薩市才納鄉大平板集熱器太陽能采暖項目.208 榆垡鎮農業服務中心清潔能源應用項目.122 北京密云區石城鎮桃花地新村太陽能主被動結合供熱采暖項目.126 低能耗獨立農宅陶瓷太陽能取暖系統項目.160 遼寧省葫蘆島市興城清潔取暖項目典型案例.230
11、密云穆家峪華潤希望小鎮太陽能采暖項目.131 四川九寨溝太陽能熱水采暖項目案例.233 西藏浪卡子縣城太陽能供熱工程采暖項目.211 西藏仲巴縣大型太陽能集中供熱項目.215 3 水源熱泵供暖工程水源熱泵供暖工程 西安大興新區三民村再生水源熱泵集中供熱(冷)項目.195 湖北省武漢市漢口濱江國際商務區江水源可再生能源站示范項目.224 4 綠電綠電供熱供熱工程工程 宣化京張奧園區展示交易中心電極鍋爐蓄熱項目項目.143 5 多能互補工程多能互補工程 合肥濱湖新區核心區區域能源項目.114 VII 昌黎縣 2020 年光熱+生物質冬季清潔取暖改造項目.168 海創基地可再生能源綜合利用項目.22
12、7 昌平區馬池口綜合辦公樓多能互補采暖項目.135 太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖項目.171 秦皇島“光熱+生物質”采暖項目.179 1 第一章 可再生能源供暖技術簡介 1.1 可再生能源供暖技術簡介 可再生能源供暖技術是指利用地熱能、太陽能、生物質能等可再生能源進行供暖的技術。2021 年國家能源局印發關于因地制宜做好可再生能源供暖工作的通知(國能發新能20213 號,以下簡稱通知),提出因地制宜推廣各類可再生能源供暖技術,積極推廣地熱能開發利用、合理發展生物質能供暖、繼續推進太陽能和風電供暖。為了做好可再生能源供暖支持政策保障,通知提出,綜合考慮可再生能源與常規能源供暖成本、居民承受能
13、力等因素,合理制定供暖價格,探索建立符合市場化原則的可再生能源供暖投資運營模式。鼓勵地方對地熱能供暖、生物質能清潔供暖等可再生能源供暖項目積極給予支持。鼓勵優先建設生物質熱電聯產項目,從嚴控制只發電不供熱項目。同等條件下,生物質發電補貼優先支持生物質熱電聯產項目。1.2 技術類型 可再生能源供暖技術包括地熱供暖、生物質供暖、太陽能供暖、綠電供暖以及多能互補等。1.3 應用場景 要科學統籌規劃可再生能源供暖工作,需要根據當地資源稟賦和用能需求推廣可再生能源供暖技術,合理布局可再生能源供暖項目。例如在青海、西藏等地熱資源豐富的地方,可以考慮布置地熱供暖工程,在太陽能資源豐富的地方布置太陽能供熱項目
14、等。繼續推動試點示范工作和重大項目建設,探索可再生能源供暖項目運行和管理經驗。例如鼓勵在居住分散、集中供暖供氣困難、生物質資源豐富的農村地區,以縣域為單位統籌考慮開展生物質能加工站建設試點,對當地生物質資源實行統2 一開發、運營、服務和管理,有效降低農村地區生物質能取暖成本,提高農村生物質資源綜合利用水平。在地熱資源稟賦較好的地區可實施地熱能供暖重大項目建設和重點項目推廣。鼓勵以縣為單位推進生物質清潔供暖運行管理。支持將風電、光伏、儲能和微電網方式用于北方地區取暖。3 第二章 能源局征集案例 2.1 安徽省 合肥濱湖科學城地熱供暖項目合肥濱湖科學城地熱供暖項目 一、一、項目基本情況項目基本情況
15、 本項目采用地源熱泵、污水源熱泵、水蓄能、冰蓄冷、天然氣三聯供等多種互補的能源供應形式,優化能源配置。提升能源結構,并且全部為可再生能源或清潔能源,具有低碳節能、綠色環保、安全可靠等突出特點。項目規劃為“三站兩網”,即設置 3 個區域供冷供熱能源站互為補充、互為保障,增強能源供應的穩定性;3 個能源站通過 2 個室外區域環網(供水網、回水網)互相溝通,合理高效地為用戶提供能源。二、二、技術路線及工藝流程技術路線及工藝流程 地源熱泵、污水源熱泵、水蓄能、冰蓄冷、天然氣三聯供等多種互補的能源供應形式和多源環狀多級泵形式的能源總線系統,確保了項目運行的安全可靠。(一)大溫差供能模式 本區域能源系統采
16、用地源熱泵、污水源熱泵、水蓄能、冰蓄冷、天然氣三聯供等多種互補的能源供應形式。為了進一步提高運行效率,加大系統輸送能效,再生水源熱泵機組、地源熱泵機組及離心冷水機組均通過兩臺機組串聯成為一個大溫差機組模塊。(二)再生水源熱泵系統 在濱湖新區廬州大道與方興大道交叉口的西北側,塘西河南岸有一座再生水廠塘西河再生水廠,其設計處理污水能力為 35000 噸/天,現階段產能為 20000噸/天,水質達到城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918)中一級 A 與城市污水再生利用景觀環境用水水質(GB/T 18921)中娛樂性景觀用水的標準中較為嚴格的標準,滿足污水源熱泵對水質的要求。根據塘西河再生水廠對
17、水溫的監測表明,污水處理廠再生水流量均勻,每天 24h 處理水量均勻為4 231.5kg/s;出水溫度穩定,冬季為 12,夏季為 25;能滿足全天各個時段的供冷供熱需求。(三)冷熱電三聯供系統 天然氣分布式能源系統的主要優點為:冷熱電聯產,有效提高了能源的綜合利用率;節能減排,屬于清潔環保能源系統。(四)地源熱泵+水蓄能系統 空調蓄能技術是指采用冷熱機組和蓄能裝置,在電網低谷的電費計時時段,進行蓄能作業,而在空調負荷高峰時,將所蓄能量釋放的成套技術。本水蓄能系統采用地源熱泵型離心機組模塊制冷制熱進行蓄能,根據合肥市峰谷電價時段劃分,全部低谷電價時刻總計 9 小時運行離心熱泵機組模塊蓄能運行,為
18、每個自然日 23 點到次日凌晨 8 點,其他平段時刻可實現直接對外供冷供熱。錯峰用電,削峰填谷,優化電網電力結構,利用低谷及部分平段電價蓄能,在高峰電價釋能,提高系統經濟效益。三、三、主要設備選型主要設備選型 選擇高效節能設備:(1)空調主機選用地源熱泵、污水源熱泵、水蓄能主機等,三聯供采用煙氣溴化鋰制冷主機,均為高效節能設備。(2)空調電制冷主機采用中壓電機,10kV 供電,可有效降低供電線路的損耗。燃氣發電機選用中壓燃氣燃燒器,提高燃氣的燃燒效率。(3)空調一、二級泵均采用變頻水泵,每臺水泵均單設變頻器。(4)冷卻塔風機變頻運行,每臺單設變頻器。(5)空調水系統采用 9大溫差冷凍水,與 5
19、溫差的水系統相比,冷凍水循環水泵的流量減少 41%。(6)空調制冷劑選用 R134a 環保冷媒,空調及通風系統均選用先進的節能型低噪聲設備。(7)冬季電氣用房直接引入室外冷空氣進行降溫。消聲減振:(1)空調及通風系統均設置消聲器以控制噪聲對室內外環境的影響,使之符合國家及的噪聲控制標準。5 (2)各空調、通風設備及管道的安裝均采取減振、隔振措施。(3)設備用房內壁均貼吸聲材料,選用防火隔聲門密閉隔聲。暖通環保:(1)室外各種排風口距地高度及距周圍敏感目標的間距均符合有關環保規定。(2)新風口遠離建筑物的排風口、開放式冷卻塔和其他污染源,并設置防蟲鼠的不銹鋼防護網和初效過濾器。(3)三聯供燃氣發
20、電機的燃料采用天然氣,燃燒后產物為 CO2 和水,屬于清潔能源。發電機壓燃燒后的煙氣經過余熱回收利用后通過煙囪高空排放,煙囪設置高度要高于屋面 2m 以上??照{水凈化裝置:(1)空調冷卻水處理采用化學法,設自動化學加藥處理設備+帶反沖洗的集中過濾裝置(螺旋除污器),抑制冷卻水中藻類、軍團菌等有害生物的產生。(2)空調冷凍水和熱水的補水采用經全自動鈉離子交換器處理后的軟化水,同時設置帶反沖洗的集中過濾裝置(螺旋除污器)。能量計量裝置:(1)空調水系統、燃氣系統的能量結算點均設置能量計量裝置,每個支路上應設置超聲波式冷/熱量計量裝置。(2)冷凍機房、換熱機房、三聯供機房、水泵間風機房、空調機房均應
21、設置電表,計量設備用電量。(3)空調冷凍水系統、冷卻水系統的補水管均設置水表,計量空調補水的用水量。四、四、生產運行情況生產運行情況 合肥濱湖新區核心區區域能源項目規劃建設 3 個能源站進行供冷供熱,項目規劃供能建筑面積 300-500 萬平方米,目前已簽約用戶 163 萬平方米,2019-2020年度夏季供冷量 1136.98 萬千瓦時,用電量 444 萬千瓦時,低谷電用電量占比55.06%,高峰用電量占比 16.41%,平均電度電價為 0.53 元/(KWh);冬季供熱量 541.8 萬千瓦時(受新冠疫情影響),用電量 266.84 萬千瓦時,低谷用電量占比 75.36%,高峰用電量占比
22、4.55%,平均電度電價為 0.44 元/(KWh)。項目運行6 初期各種不利因素導致系統損耗非常大,合理調整運行策略雖然并不能有效地減少系統損耗,但是顯著地降低了電費成本這一主要的供能成本,使得項目初期既能具備較好的經濟性。后續隨著整個項目建設完工及供能面積增大,用戶相繼投入使用,增大用能負荷;三個能源站就近響應用戶的用能需求,減小輸送距離,系統損耗會大幅度減小,系統綜合 COP 會有顯著地提升,供能成本還會有進一步地降低,項目綠色環保、低碳節能的特點將會愈發顯著。五、五、項目經濟性、環境及社會效益項目經濟性、環境及社會效益 (一)經濟性 項目能夠使能源使用單位減少能源系統初投資和運行使用費
23、用;濱湖新區區域能源項目能夠有效提升該區域新建項目的“綠色建筑”星級潛力;項目建成后將為濱湖新區的經濟增長做出貢獻;碳交易實行后,將會進一步增加經濟創收。(二)環境效益 能夠大幅提高能源的綜合利用效率。根據已建成項目運營數據分析,區域能源系統平均能夠較分散式空調系統節能 21.6%。如果通過更加合理優化的系統設計、建設和運營管理,綜合能耗將能夠降低 30%左右,從而大幅降低了用戶的使用費用和區域二氧化碳的排放量。同時,取消了大量的空調室外機、冷卻塔等空調設施,不僅改善了建筑外觀、美化了城市形象,還有效的緩解了區域熱島效應。(三)社會效益 統計數據表明,中國建筑能耗的總量逐年上升,在能源消費總量
24、中所占的比例已從上世紀 70 年代末的 10%,上升到近年的 27.5%。而建筑最大的耗能點是采暖和空調,占建筑總能耗的比例高達 50%。因此從采暖和空調節能方面入手,是實現區域低碳生態目標的重要途徑。本項目完全契合濱湖新區城市生態建設試點區發展主旨,不僅能有效的推動合肥市甚至整個中國節能環保事業的快速、健康發展,開創可再生能源高效利用的新紀元,還為合肥市建設成為資源節約型、環境友好型城市打下良好的基礎。本項目在建設過程中能夠解決大量的勞動就業人口,項目建成投產后將會為社會提供約 100 人的固定就業機會,定員來源采用社會公開招聘,擇選錄用原則,優先考慮有相應技術經驗的工人,增加了就業結構和就
25、業機會。項目能源站選址在公共綠地和城市防護綠地內,遠離居民生活聚居區,7 并且能源站多為地下建筑物,能夠有效避免對周邊居民生活環境的影響。本項目充分合理地利用了土地資源。采用下沉廣場和景觀綠化掩蔽,不破壞原有市政景觀規劃。六、六、典型經驗和做法典型經驗和做法 本項目采用以市政熱源、電能、天然氣、可再生能源等多種能源形式相結合的復合型能源,并通過多能源站互聯的形式,極大地提高了系統的穩定性和可靠性。同時采用區域能源系統有效減少了用戶側的設備和人員投入、管理,很大程度上降低了能源系統出現安全事故的概率。項目建成投產后將成為能源梯級利用、可再生能源規?;瘧玫膰壹壍浞?,具有重大的推廣價值和社會意義
26、。該項目可以利用室外大管網進行蓄能,充分利用低谷電,峰時通過流量調節減少機組運行負荷,通過負荷預測、動態調整,實現供需平衡。七、七、問題和建議問題和建議 問題包括兩方面,一是配套優惠政策有待加強,為推廣地熱能等可再生能源利用,應給予蓄能電價優惠或補貼,進一步促進可持續發展。二是區域能源系統未納入到園區規劃,在市場開發過程中,部分用戶已經建設或采用其他能源形式,造成區域能源系統負荷使用指標低,也造成資源浪費。相關建議如下:(1)利用可再生能源系統的供熱基礎設施建設納入大建設,緩解企業經營困難,為“碳達峰、碳中和”雙碳目標早日實現奠定基礎。(2)加大地熱能開發和重視程度,促進能源規劃落地實施,出臺
27、相關能源政策,保護區域能源項目,鼓勵使用地源熱泵等新能源項目推廣應用,逐步形成開發有度、市場有序的良好局面。(3)加大資金支持,促進地熱產業可持續發展,對利用地熱資源項目的前期投入建設和技術研發等給予適當資金補助。(4)夏熱冬冷地區區域能源規模建議控制在 100 萬平方米,供能區域在 3km以內。(5)建議以地源、水源等可再生能源熱泵作為區域能源的基礎能源形式,根據用戶業態特點配置蓄能系統,輔以太陽能、天然氣等為補充,熱泵系統建議按照區域能源總負荷合理配置,在 60%左右比較經濟。8 (6)用戶開發注意用戶用能時間的互補,減少蓄能設備的投入,提高系統的運行效率,比如公建和住宅,學校和其他用戶。
28、(7)能源站建設結合用戶的建設時序分期實施。(8)夏熱冬冷地區兼顧夏天制冷與冬天供暖需求,與傳統暖氣片末端不同,用戶末端一般為風機盤管形式(也可輔以地暖保障冬季供暖),以各種形式熱泵為基礎能源的區域能源站建議冬季供暖溫度在 45-50之間,輔以燃氣鍋爐調峰,如此可在保障用暖需求下,實現能源站節能性、環保性最大化。9 國禎生態阜陽市城南新區高溫熱水供暖項目國禎生態阜陽市城南新區高溫熱水供暖項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 國禎美潔供暖范圍覆蓋阜陽南部城南新區主城區,工程供暖面積可達 500萬平方米;供熱范圍可滿足阜陽經濟技術開發區、潁州經濟開發區、阜合產業園區等所有工業用戶的用熱需求,替代
29、各類鍋爐 60 多臺。還利用余熱生產供應熱水,供阜城各類浴池使用。國禎美潔年可利用桔稈等農林廢棄物 43.2 萬噸,年減排溫室氣體二氧化碳約 35 萬噸,年節約傳統化石能源約 20 萬噸標煤。二、二、供暖面積供暖面積 設計供暖面積為 500 萬平方米,已簽訂合同供暖面積超 300 萬平方米。2019-2020 冬供順利實現供暖,供暖面積達 50 萬平方米(包括阜陽市人民醫院、紅星美凱龍大商業、民生醫院、寶龍溫德姆至尊豪廷大酒店),2020-2021 年冬供投入供暖面積約 85 萬平方米,另外城南熱水供熱管網二期項目前期規劃、設計已初步完成,正在積極籌備開工事宜。三、三、技術路線及工藝流程技術路
30、線及工藝流程 以利用可再生能源的生物質熱電暖聯產項目為基礎,充分利用冷卻汽輪機排汽的循環水余熱,通過做過一定功的汽輪機抽汽對循環水進一步加熱,以達到供暖需求溫度,合格的供暖熱水通過管網供到采暖用戶,具體供暖工藝流程如下:供熱首站分為蒸汽系統、凝結水系統、循環水系統、市售熱水系統、補水系統、電氣系統、熱控系統七大系統。其中汽源來自國禎美潔汽輪機分兩路經首站蒸汽系統,一路供給基本換熱器(尖峰換熱器)、市售熱水換熱器、除氧器,一路供給汽動凝泵、汽動循泵。換熱器加熱合格后的高溫熱水由循泵(汽動、電動)提供動力進入供水主管,途徑城南熱用戶后回至供暖回水管,經旋流除污器后進入循泵(汽動、電動);供熱面積達
31、到允許的前提下,利用國禎美潔循環水進行供熱,國禎美潔冷卻塔進入循泵,由循泵提供動力進入供暖供水母管,循環后經旋流除污器進入國禎美潔冷凝器,回水溫度不夠部分有首站換熱器提供。換熱器產生的凝結水匯集至凝結水箱,由凝泵打回國禎美潔除氧器,部分進入首站加藥水箱。工藝流程圖如下:10 四、四、主要設備選型主要設備選型 序號序號 設備名稱設備名稱 規格型號參數規格型號參數 單位單位 數量數量 一一 熱電聯產主設備熱電聯產主設備 1 生物質鍋爐 NG-130/9.2/540-S 臺 2 2 抽凝式汽輪機 C30-8.83/1.27 臺 1 3 發電機 QF-30-2 臺 1 4 凝汽器 N-2400 臺 1
32、 5 循環水泵 KQSN700-M27/510 臺 3 6 生物質燃料棚 1#12367,2#6335.8,3#12481,4#4011.6,共計 35195.4 座 4 二二 供暖系統主設備供暖系統主設備 1 汽動循環泵 Q=3500t/h,H=125m,1541Km 臺 1 2 電動循環泵 Q=3500t/h,H=125m,1541Km 臺 1 3 凝結水汽動泵 Q=193.3t/h,H=135m,114Km 臺 1 4 凝結水電動泵 Q=50t/h,H=135m,29Km 臺 1 5 固定管板式換熱器 HRJCL-1200-370-2.5/1.6-2,Q=993.9t/h 臺 2 6 固
33、定管板式換熱器 HRJCL-1200-370-2.5/1.6-2,Q=306.8t/h 臺 1 7 旋膜式除氧器 Q=140t/h 臺 1 8 驅動汽輪機 B1.6-1.37/0.3,汽耗 4.2t/h 臺 1 9 驅動汽輪機 B1.6-1.37/0.3,汽耗 3.5t/h 臺 1 11 五、五、生產運行情況生產運行情況 本工程采暖熱負荷采用兩級熱網供暖方式,即汽輪機低參數調整抽汽通過設在廠區內的一級熱網加熱站加熱一級熱網水,然后由一級熱網水通過設在各熱力站的二級熱交換站加熱二級熱網水,最后由二級熱網水把熱量供給熱用戶。熱網供回水溫度為 95/40,熱網循環水量為 3500 t/h。共設有 2
34、 臺循環泵,供暖初期熱網循環泵單臺運行,熱負荷增大后兩臺循環泵并列運行,由熱網加熱器進汽門調整供水溫度,實現熱網調節方式質調和量調相結合。(1)公建供暖:由首站加熱后至 70 度左右的一次熱水,通過供熱水網到公建站房經過板換與二次網水進行交換后使溫度達到 50 度左右產生的熱量通過風機盤管出風口達到供暖目的(供暖溫度 182)。(2)民用供暖:由首站加熱后至 70 度左右的一次熱水,通過供熱水網到民用站房經過板換與二次網冷水進行交換后使溫度達到 45 度左右產生的熱水打到地暖盤管,通過散熱達到供暖目的(供暖溫度 182)。六、六、建設運營模式建設運營模式 建設運營采用 BOOT(建設-擁有-運
35、營-移交)的運作方式,建設資金來自國禎生態,特許經營期限為 30 年,期滿后特許經營權由政府收回,并將項目公司投資建設經營管道供暖所形成的資產,移交給政府或其指定單位并保證其在移交時處于正常運行狀態后無償轉讓。七、七、項目經濟性項目經濟性 (1)項目采用循環水余熱加上汽機抽汽熱能,以水為載體,具有較好的經濟性和安全性。(2)換熱器出來的凝結水全部回收二次循環利用,減少水、熱能損失。(3)供暖首站內采用高效換熱器,提高換熱效率,減小占地面積。水泵等設備全部采用高壓變頻控制,節能效果明顯。(4)熱控系統全部實現自動化控制,采暖溫度和壓力實現自動調節控制,提高了安全、經濟性。12 項目 單位 現運營
36、 達產運營 營業總收入 萬元 5,778.81 7,169.36 營業成本 萬元 5,271.12 5,391.38 稅金及附加 萬元 226.07 382.31 財務費用 萬元 433.51 867.03 利潤總額 萬元-151.89 528.64 折舊及攤銷 萬元 781.39 1,302.71 經營性現金凈流量 萬元 629.50 2,657.28 投資總額 萬元 14,500.00 28,490.81 投資回收期 年 23.03 9.48 八、八、環境及社會效益環境及社會效益 項目采用可再的生物質能進行供暖、供熱、發電三聯產,可有效的減少化石能源約 20 萬噸標煤/年。積極踐行零碳行動
37、,年減排溫室氣體二氧化碳約 35 萬噸,符合國家碳達峰、碳中和的戰略目標。年可利用桔稈等農林廢棄物約 43 萬噸,有效的疏導、杜絕桔稈焚燒現象,并為秸稈供應鏈人員增收超 1 億元,提供就業崗位 1000 多人。同時,隨著人們物質文化水平的提高,對生活品質提升也有更高的需求,正如十九大報告中指出的,我國社會主要矛盾已經轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾。國禎生態積極開發集中供暖項目,提高阜城人民對冬季采暖的需求,提高阜城人員生活品質,得到了廣大居民的認可和政府的支持。九、九、典型經驗和做法典型經驗和做法 (一)與政府規劃、道路建設、土地拍賣保持一致性,節約投資、減少協
38、調量項目的成功來源于高品質的施工質量和運行、營銷服務,更來源于政府的大力支持。在工程建設過程中得到阜陽市城南新區建設管委會各級領導的大力支持,才能促成項目的快速建設、投運。圍繞規劃設計、項目管理,結合政府的道路修建計劃、下穿京九鐵路施工計劃,結合開發商公建、民建投資節點,保持信息對稱,步調一致,有利于節約投資、減少協調。(二)市場營銷(1)前期公建投運保障供暖穩定,后期民建供暖面積穩定增長市醫院、民13 生醫院、寶龍溫德姆酒店晝夜負荷穩定,輔以紅星美凱龍商業、新城吾悅廣場商業,保障機組穩定運行。隨著后期民建項目三年周期建成、投運,民建供暖負荷穩步增長。(2)供暖宣傳根據交房計劃,提前與物業對接
39、,將供暖宣傳材料放入交房包。宣傳材料包含供暖政策、服務標準、辦事程序、供暖知識,裝修注意事項等。(3)利用數字化,便民繳費,充分利用數字化,通過銀企直連系統,關注微信公眾號,建立客戶電子檔案,提前交費。實時掌握用戶需求,提高供暖產品質量和客戶服務水平,推進供暖管理向精細化和智能化發展。(三)技術創新 該項目融合了多項創新技術包括直埋無補償安裝技術、水平定向鉆施工運用和綜合管廊內管道的敷設。十、十、問題和建議問題和建議 (一)供暖管網的設計、建設要與城市規劃、建設同步進行,減小施工難度和項目投資,需要當地政府大力支持。國禎生態供暖管網建設就得到了阜陽政府的大力支持,工程建設推進快、重復開挖建設少
40、。(二)供暖是民生工程,對于像阜陽“非強制性供暖區域”,管網投資建設均由企業負責,建設投資大,回收周期長,企業很難支撐高額的運行和財務費用,如果供暖市場開發緩慢,很容易把企業拖垮。如國禎生態建設供暖面積 500 萬平方,投資約 3 億元,企業自籌 30%,70%源于貸款,對于民營企業來說,融資難,融資成本大,造成企業后期增長乏力,再加入生物質發電電價補貼不能及時支付,企業將難以生存。建議政府對可再生的生物質熱電暖聯產的企業給予政策支持,比如對生物質熱電暖聯產企業電價補貼給予優先支付,對城市配套供暖管網給予資金支持等。14 安徽德博永鋒生物質氣化供安徽德博永鋒生物質氣化供 10t/h10t/h
41、鍋爐聯產炭項目鍋爐聯產炭項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 安徽德博永鋒生物質氣化供10t/h鍋爐聯產炭項目于2018年9月開工建設,2018 年 12 月正式投入生產運營。項目總投資約 2000 萬元,年銷售收入 2702 萬元,年利潤總額 934.8 萬元。年消納農業廢棄物(稻殼、秸稈)2.8 萬噸,年替代標煤 1.31 萬噸,年減排二氧化碳 3.53 萬噸,年供熱 7 萬噸,年產生物炭 0.84萬噸。鍋爐尾氣污染物排放濃度能夠滿足新建天然氣鍋爐的排放標準,生物炭全部作為炭產品銷售,系統無焦油、污水、灰渣排放。二、二、技術路線及工藝流程技術路線及工藝流程 綜合考慮用戶需求、生物質原料(
42、稻殼、秸稈)及其氣化特性,設計一套生物質氣化供鍋爐聯產炭系統。擬采用 2 額定產氣量為 3000Nm/h 的下吸式固定床氣化反應器和 1 臺 10t/h 蒸汽鍋爐相組合的形式,實現稻殼、秸稈高效轉化為熱力和生物炭。原料由輸送系統送入氣化反應器中,與爐頂加入的少量空氣發生氧化還原反應,產生的能量保持系統運行在穩定的反應狀態,實現生物質高效轉化成生物質燃氣和生物炭,生物質燃氣經燃氣增壓風機加壓后送入燃燒系統中燃燒,為鍋爐系統提供熱源;稻殼、秸稈氣化后的生物炭經排炭螺旋輸送機排出氣化爐,并通過炭輸送系統輸送至炭倉庫收集、打包。通過合理設計氣化反應器爐膛直徑、高度及氣化反應器的附屬設備,保證爐內優良的
43、氣化條件及原料在爐內的停留時間,實現生物質高效轉化。工藝流程簡圖如圖 1 所示。15 圖 1、生物質氣化供鍋爐聯產炭系統工藝流程簡圖 1、氣化反應器本體,2、旋風分離器,3、除塵器,4、鍋爐引風機,5、煙囪,6、炭冷卻螺旋輸送機,7、星型卸料器,8、燃氣增壓風機,9、燃氣鼓風機,10、燃氣燃燒器,11、鍋爐。三、三、氣化系統工藝參數氣化系統工藝參數 序號 項 目 單位 規格/數據 備注 單臺爐 兩臺爐 1 氣化反應器型號 DBXG-3000 2 設計原料 稻殼、秸稈 3 設計水分%10 4 設計熱值 kcal/kg 3280 5 生物質消耗量 kg/h 2000 4000 6 燃氣產量 Nm3
44、/h 3000 6000 7 燃氣熱值 kcal/Nm3 9001100 8 燃氣出口溫度 400450 9 生物炭產量 kg/h 600 1200 310燃氣495118672116 四、四、鍋爐系統工藝參數鍋爐系統工藝參數 序號 項 目 單位 規 格/數 據 備注 1 鍋爐額定蒸發量 t/h 10 2 蒸汽壓力 MPa 1.25 3 蒸汽溫度 190 4 給水溫度 20 五、五、主要設備選型主要設備選型 序號序號 設備名稱設備名稱 規格規格/型號型號 單位單位 數量數量 備注備注 一一 下吸式氣化系統下吸式氣化系統 套套 2 2 1 原料輸送系統 套 1 2 氣化反應器本體 DBXG-30
45、00 臺 2 3 爐頂罩 臺 2 4 液壓升降撥料器 套 2 5 爐內撥料器 套 2 6 爐排 套 2 7 爐底撥料器 套 2 8 炭冷卻螺旋輸送機 臺 2 9 星型卸料器 臺 2 10 旋風分離器 臺 2 11 燃氣增壓風機 臺 2 12 耐火材料 套 2 13 保溫材料 套 2 14 冷卻水泵 臺 2 1 用 1 備 二二 炭輸送系統炭輸送系統 套套 2 2 1 旋風分離器 臺 2 2 引風機 臺 2 3 脈沖除塵器 臺 2 4 星型卸料器 臺 2 5 小炭倉 臺 2 6 空壓機 臺 1 17 序號序號 設備名稱設備名稱 規格規格/型號型號 單位單位 數量數量 備注備注 三三 燃氣燃燒及鍋
46、爐系統燃氣燃燒及鍋爐系統 套套 1 1 1 鍋爐主機 臺 1 2 PLC 電控 臺 1 3 給水泵 臺 2 4 節能器 臺 1 5 布袋除塵 10t/h 臺 1 6 引風機 臺 1 7 二次鼓風機 臺 1 8 一次閥門 套 1 9 就地儀表 套 1 10 電器監測儀表 套 1 11 燃燒器 套 2 12 燃燒室 套 1 四四 儀表、閥門及控制系統儀表、閥門及控制系統 套套 2 2 1 閥門 套 2 2 壓力表 套 2 3 溫度儀 套 2 4 熱電偶 套 2 5 壓力變送器 套 2 6 控制系統 套 1 7 監控系統 套 1 五五 其它其它 套套 2 2 1 安裝管材及輔材 套 2 2 電線電纜
47、、橋架 套 2 六、六、生產運行情況生產運行情況 氣化反應器內高溫工作部件均采用耐高溫材料,減少了發生運行故障的可能性。本項目采用了生物質氣化供鍋爐聯產炭工藝技術,由于生物質原料中的硫、18 氮含量均很低,而且稻殼、秸稈中的大部分碳、硫、氮元素保留在生物炭中,生物質燃氣以高溫狀態直接送入鍋爐燃燒系統中燃燒,無廢水、廢液排放。生物炭作為產品出售,系統中無固體廢棄物排放。所以本項目技術的經濟性、環保性更好,更符合綠色、可持續及循環經濟的要求。采用生物質氣化供鍋爐聯產炭工藝,實現稻殼、秸稈的高效、無公害及資源化利用,在為鍋爐系統提供熱能的同時聯產優質生物炭。生物炭可用作鋼鐵廠的保溫材料或用以生產炭基
48、復合肥。七、七、項目經濟性項目經濟性 序號序號 項目項目 單位單位 數值數值 備注備注 一一 基礎數據基礎數據 1 總投資估算 萬元 2000 2 年運行時間 h/a 7000 3 鍋爐額定蒸發量 t/h 10 二二 經營成本估算經營成本估算 1 生物質消耗量 t/h 4.00 2 年生物質消耗量 萬 t/a 2.80 3 生物質價格 元/t 450 入爐價格 4 生物質成本費用 萬元/a 1260.0 5 水耗 t/h 11 6 年用水量 萬 t/a 7.70 7 工業用水價格 元/t 3 8 年水費 萬元/a 23.1 9 電耗 kW.h/h 220 10 年用電量 萬 kW.h/a 15
49、4.00 11 工業用電價格 元/kW.h 0.8 12 年電費 萬元/a 123.2 13 勞動定員 人 18 14 人員工資 元/月 6000 估算 15 人員工資費用 萬元/a 129.6 16 折舊費 萬元/a 126.7 15 年線性折舊 17 設備維修 萬元/a 12.7 按折舊費 10%估算 19 序號序號 項目項目 單位單位 數值數值 備注備注 18 管理費用 萬元/a 27.0 按銷售收入 1%估算 19 總經營成本合計 萬元/a 1702.3 三三 銷售收入銷售收入 1 生物炭產量 t/h 1.20 2 年生物炭產量 萬 t/a 0.84 3 生物炭價格 元/t 1300
50、4 年生物炭銷售收入 萬元/a 1092.0 5 年供汽量 萬 t/a 7.00 6 蒸汽價格 元/t 230 7 年供熱收入 萬元/a 1610.0 8 年收入合計 萬元/a 2702.0 四四 利潤合計利潤合計 1 銷售稅金及附加 萬元/a 65.0 2 利潤總額 萬元/a 934.8 3 所得稅 萬元/a 233.7 4 稅后利潤 萬元/a 701.1 5 稅后投資回收期 年 2.4 不含建設期 八、八、典型經驗和做法典型經驗和做法 該項目采用合同能源管理的商業模式,由安徽德博永鋒新能源有限公司負責將蒸汽和生物炭產品銷售給用戶。該項目以生物質資源(稻殼、秸稈)為原料,采用生物質氣化供熱聯
51、產炭技術,將生物質資源轉化為熱力和生物炭,不僅解決了當地農業廢棄物就地焚燒帶來的環境污染問題,同時為企業提供清潔低價的能源,降低了企業的生產成本,提高了企業的市場競爭力。與天然氣鍋爐供熱相比,使用生物質氣化供熱聯產炭技術,按年供熱 7 萬噸蒸汽計算,每年可為企業節約供熱成本 389.2 萬元。該模式適用于各類能源應用領域,可替代天然氣、煤等化石能源。九、九、問題和建議問題和建議 生物質氣化供熱聯產炭項目夠替代化石能源進行供熱,達到節能減排的目的,同時副產品生物質炭可用以生產炭基復合肥等產品,從而徹底解決生物質焚燒、20 生物質粉碎還田帶來的諸多問題。希望在項目推進、審批、建設、運營過程中,政府
52、部門能夠在以下方面給予幫助:(一)政策 專門出臺關于生物質氣化清潔供熱政策,開展生物質氣化供熱項目試點工作,將生物質氣化供熱設備納入生物質處理農機設備,對項目建設給予資金和政策支持。(二)資金 一是納入政府扶持資金,引導孵化企業規?;ㄉ鲜校┌l展;二是在企業融資上能夠幫助提供相關國企平臺擔保;三是申請生物質等農林廢棄物方面專項資金補貼等予以支持;四是生物質氣化關鍵裝置、生物質燃氣燃燒關鍵技術研發過程給予適當的資金支持。(三)產品推廣 以政府牽頭組織開展生物質氣化供熱項目推介會等加以推廣,尤其是向采用天然氣供熱、生物質顆粒燃料供熱的生產企業和工業園區進行推廣。(四)產學研 一是與省內科研、設計等
53、單位建立密切的合作關系;二是有條件情況下,與對口專業人才結對,成立德博能源研究所(院、室),共同制訂行業國標。三是搭建優秀的生物質氣化專業人才平臺。(五)項目建設 一是項目落地建設過程中希望政府部門在土地、交通運輸等方面給予一定優惠和支持;二是項目運營過程中,按消納的生物質量給予補貼,同時在生物質收儲運環節給予支持和協調。(六)合作開發 一是希望政府部門按照省內農林廢棄物資源分布狀況推薦德博與各級政府企業合作;二是希望政府引導成立全省范圍的收儲中心,集中資源開發,從環保角度消納農林廢棄物,達到社會、經濟、環保效益的高度統一。21 淮北礦業集團辦公中心地源熱泵項目淮北礦業集團辦公中心地源熱泵項目
54、 一、一、項目基本情況項目基本情況 淮北礦業集團辦公中心和配套住宅中央地源空調項目包含三大能源中心,總建筑面積 48 萬平方米,其中辦公中心建筑面積 12 萬平方米,配套高層住宅建筑面積 19 萬平方米;桓湖花園(南、北區)建筑面積共為 17 萬平方米。辦公中心和配套住宅中央空調能源中心采用地源熱泵和冰蓄冷耦合系統,桓湖花園(南、北區)住宅中央空調能源中心采用地源熱泵和冷水機耦合系統。夏季供冷由冰蓄冷系統(或冷水機)和地源熱泵機組供應,室內采用風機盤管,冬季供暖由地源熱泵供應,室內采用地板輻射采暖。二、二、地源熱泵系統方案地源熱泵系統方案 地源熱泵系統利用地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季地源把
55、熱量從地下土壤中轉移到建筑物內,夏季再把地下的冷量轉移到建筑物內,一個年度形成一個冷熱循環系統,實現節能減排的功能。在制冷狀態下,地源熱泵機組內的壓縮機對冷媒做功,使其進行汽-液轉化的循環。通過蒸發器內冷媒的蒸發將由風機盤管循環所攜帶的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環同時再通過冷凝器內冷媒的冷凝,由水路循環將冷媒所攜帶的熱量吸收,最終由水路循環轉移至地水、地下水或土壤里。在室內熱量不斷轉移至地下的過程中,通過風機盤管,以 13以下的冷風的形式為房間供冷。在供暖狀態下,壓縮機對冷媒做功,并通過換向閥將冷媒流動方向換向。由地下的水路循環吸收地表水、地下水或土壤里的熱量,通過冷凝器內冷媒的蒸發,將水路循
56、環中的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環的同時再通過蒸發器內冷媒的冷凝,由風機盤管循環將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉移至室內的過程中,以 35以上熱風的形式向室內供暖。三、三、地源熱泵設備選型地源熱泵設備選型 辦公中心采用特靈牌雙工況離心式冷水機組、低區離心式地源熱泵機組;住宅區域采用特靈牌高區離心式地源熱泵機組;桓湖花園采用特靈牌螺桿式地源熱泵機組、螺桿式冷水機組。22 四、四、生產運行情況生產運行情況 按照淮北的天氣變化情況,確定運行時間為 7 個月,供暖時間 4 個月(11月 15 日到次年 3 月 15 日)、制冷時間 3 個月(6 月 15 日到次年 9 月 15 日)。自20
57、15 年投入運行以來,冬季供暖、夏季制冷運行效果良好。地溫保持穩定,溫度為:冬季 49,夏季 2130??照{側出水溫度:冬季 3840,夏季 913,即可滿足空調需求。至今未出現系統性問題。五、五、建設運營模式建設運營模式 本項目為淮北礦業集團自主投資建設,總體投資 1.2 億元。自主物業公司管理運營,辦公中心與小區根據能量計量分開計費,設置客服中心、運行和維修中心,負責收費、運行、維護及維修管理工作。六、六、項目效益項目效益 本項目經濟效益明顯,社會效益顯著,做到了有效節約資源,降低污染排放,保護環境。在同等建筑面積下,與鍋爐供暖+普通空調供冷比較,年節約費用 667萬元左右。每年減少二氧化
58、碳排放 24595.94 噸、減少二氧化硫排放 162.79 噸、減少氮氧化物排放 153.91 噸、減少煙塵排放 94.71 噸。七、七、典型經驗和做法典型經驗和做法 運行過程中將原本三個控制室,通過信息化技術將三個系統綜合到一個控制室,實現了“一站點“遠程集中控制,減員節支。以物聯網技術改造入戶收費計量系統,實現信息化能耗數據監測和收費管理。開發云平臺,針對數據進行存儲統計、綜合分析,提高運行效率,提升管理水平。日常維護是保證系統安全、穩定運行的基礎,重視維護工作是管理的關鍵。本系統工程可適用于空調、熱水供應等能源應用,綠色節能。八、八、問題和建議問題和建議 存在的問題:夏天、冬季冷熱量需
59、求不平衡,可能會導致地溫持續上升和下降,密切關注地溫變化,注意冬夏季冷熱量調節或采用補熱方式,盡可能保持平衡。建議:目前只有居民集中應用才能享受每度電 0.056 元的優惠政策,不利于推廣應用。建議對工業、商用集中冷暖供應均給予電價優惠,刺激工商業的投入應用。23 2.2 北京市 北苑家園地熱供暖項目北苑家園地熱供暖項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 該項目是北京市最大的區域供暖項目,實現地熱供暖面積 40 萬平方米,供生活熱水面積為 50 萬平方米。實現了地熱水的梯級利用,結合水源熱泵系統,滿足了小區內的冬季供暖、夏季制冷負荷,同時提供溫泉洗浴熱水。作為該地區最大的地熱熱泵項目,不僅有力
60、地證明了此系統的可行性,還為奧運公園開發利用地熱資源提供了很好的依據。北苑家園深層地熱井供暖供生活熱水項目,在北苑家園鉆鑿 3 眼地熱井,1抽 1 灌 1 備,單井深 3400m,單井出水量約 150m3/h,出水溫度 68左右,設計回灌溫度 18。小區采暖系統根據系統壓力和形式分為三個系統,即住宅高環、住宅低環及配套用房的散熱器采暖系統。小區采暖總負荷 23464kW,其中住宅高環系統 8000kW、低環系統 14000kW,散熱器系統 3000kW。住宅地板采暖供回水溫度 50/40,散熱器采暖系統供回水溫度 60/40。由于現有地熱水供熱量有限,不足部分由北苑小區集中燃氣鍋爐房供熱系統補
61、充加熱,即調峰。各熱源分配比例見表 3-1。熱源系統見圖 3-1。表 3-1 各熱源分配比例表 供/回水 溫度()設計負荷(kW)地熱出力(kW)熱泵出力(kW)調峰鍋爐(kW)設計供熱量(kW)裙房 60/50 2572 1044 1956 3000 高區 50/40 7403 2958 5042 8000 低區 50/40 13489 5992 8008 14000 總計 23464 4002 5992 15006 25000 各熱源比例 16%24%60%24 圖 31 系統設計簡圖 二、二、典型經驗和做法典型經驗和做法 (一)地下水(或土壤)源地源熱泵系統 該項目實現了地熱水的梯級利用
62、,結合水源熱泵系統,滿足了小區內的冬季供暖、夏季制冷負荷,同時提供溫泉洗浴熱水。高區 1675KW(板換 1)2649KW(板換 2)2174KW(調峰)總計 6.5MW 低區 6000KW(熱泵)3500KW(調峰)總計 9.5MW 72,41 板換 1 板換 2 板換 3 板換 4 板換 5 2845 2037 45 37 15板換 2 41 1#離心機組 152#離心機組 83#離心機組 29 19 23 10 調峰 調峰 M M M M 25 (二)地源熱泵運行穩定性 深層水源熱泵系統充分利用了深層水資源蘊含的能量,首先通過板式換熱器對高溫水資源的溫度進行梯級利用,水溫降低后用電能控制
63、換熱系統,從水溫中提取能量,其電能只是控制驅動能,而不是主要來源能,因此節能了電能。通常水源熱泵消耗 1kW 的能量,用戶可以得到 4kW 以上的熱能或冷量。另外,水溫度較恒定的特性,使得熱能機組運行更可靠、穩定,也保證了系統的高效性和經濟性。(三)開發利用的社會、經濟、環境效益分析 眾所周知,能源問題逐漸成為限制一個國家發展的重要因素,因此合理利用能源、節約能源顯得尤為重要。城市作為一個經濟文化交流的中心,人口密集、工業集中、能源需求量大,城市勿擾越來越嚴重。為保護城市環境,必須提出使用清潔能源,限制使用高硫煤等污染型能源。地熱作為一只清潔能源,不僅無污染,熱水中還含有多種對人體有益的礦物元
64、素,普遍受到人們的歡迎。北苑家園地熱項目的實施,其意義重大。(四)地質環境保護的主要措施及其有效性 北苑家園地熱供暖項目的實施在供暖技術上是一種創新。北苑家園地熱供暖采用熱泵技術,提高地熱能的利用率,增大供暖面積,同時采用回灌技術,對地熱資源起到了積極的保護作用。(五)動態監測網建設及監測工作 2007 年,北京市地質勘察技術院承擔了北京平原區監測站網建設及環境影響評估項目,完成了“2 站+20 個點”的淺層地溫能資源開發利用監測網絡建設,首次采用 GPRS 無線遠程傳輸系統和網絡化管理的方法,建立了地下水地源熱泵系統監測站 1 處、地埋管地源熱泵系統監測站 1 處以及 20 個地源熱泵系統監
65、測點,實現了現場數據的遠程傳輸,系統運行各項數據的實時監控,并取得了部分監測數據。2010 年,依托北京市淺層地溫能調查評價政府采購項目,在原有監測站點的基礎上又增加了 20 個監測點,初步建成了“2 站+40 個點”的北京市平原區淺層地溫能資源開發利用監測網。安裝了溫度傳感器、數據采集儀及 GPRS遠程數據傳輸系統,建立了地溫場監測及采集系統,不僅對 140m 深度范圍內的地層溫度進行監測,而且對淺部(030m)的地層溫度同時進行監測,為研究淺26 表層地溫的分布范圍提供實測數據。同時,通過中心站監測系統基本的運行狀態,隨著各個系統的運行,開展熱泵系統運轉的能效、水位、水質等監測,評估淺層地
66、溫能資源的開發利用對地質環境的影響,積累了大量工作經驗,也為淺層地溫能資源的進一步開發利用提供可靠的實驗依據。監測工作具體實施分為:信息及技術調研數據中心維護監測點維護網絡維護幾部分,保證監測系統良好運行。(六)數據中心維護 硬件維護:對數據中心服務器、VPN 服務器、數據接收模塊等進行定期除塵、除潮,檢查服務器指示燈、風扇、顯示器等運轉情況,檢查線路連接情況,對出現松動的接口進行緊固連接。軟件維護:軟件維護主要是定期檢查監控程序軟件運行情況,確保沒有受到病毒、人為誤操作等的影響而出現運行異常。數據維護:技術人員按周對數據中心監測數據上傳情況進行檢查,對出現異常的站點及時進行故障排查。首先檢查
67、網絡連接情況,第二檢查程序運行情況,第三檢查硬件運轉情況,第四進行監測站點現場故障排查。按月將監測數據分階段下載導出。(七)監測點維護 巡視檢查:年度內對每個監測站點進行巡視檢查,主要對監測機柜、巡檢儀、工控機、遠傳設備、傳感器、配電狀況等進行檢查,除塵、除濕,檢查線路連接情況,發現存在故障隱患及時維修、更換或調試,以確保監測過程的連續性且收集到的監測數據真實可靠。故障維修:數據中心檢查中發現數據傳輸故障,排除數據中心原因后,則進行現場故障排查維修。首先排查監測系統外供電情況,對外供電中斷的站點,與系統使用方溝通,查明供電中斷原因,協調解決后重新供電。第二排查電源開關和直流電源等內供電設備及線
68、路連接情況,存在故障及時維修或更換。第三排查巡檢儀等數據采集設備以及線路連接情況,如數采設備地址、信號類型、量程設置等,存在故障及時維修或更換。第四則排查觸摸屏、工控機等數據存儲設備及線路連接情況,存在故障及時維修或更換。第五排查 DTU 等數據發送設備及線路、通訊卡連接情況,如 DTU 設備地址、遠程 IP 地址設置等,存在故障及時維修或27 更換。第六排查通訊信號是否正常,對無信號地帶安裝無紙記錄儀或觸摸屏進行現場數據記錄。第七排查測量設備是否正常,對于故障設備進行維修或更換。三、三、問題和建議問題和建議 2013 年 1 月,國家能源局、財政部、國土資源部、住房和城鄉建設部就聯合發布關于
69、促進地熱能開發利用的指導意見,明確提出地熱能“十二五”發展目標:到 2015 年,全國地熱供暖面積達到 5 億平方米,地熱發電裝機容量達到 100 兆瓦,地熱能年利用量達到 2000 萬噸標準煤。到 2020 年,地熱能開發利用量達到 5000 萬噸標準煤。要實現上述目標,必須要破解地熱能發展的瓶頸,地熱的開發利用對于技術和裝備要求比較高,尤其在地熱發電方面更是如此。投資大、周期長、風險高意味著國家必須通過國家規劃、技術引進、項目示范、政策優惠等方式推動地熱資源的開發利用。國家發展改革委副主任、國家能源局局長吳新雄在 2014 年 2 月召開的全國地熱能開發利用現場會上,強調重點抓好以下幾項工
70、作,開展地熱能資源勘查與評價,理清地熱能資源的地區分布和可開發利用潛力;做好地熱能開發利用規劃,統籌開展地熱能開發利用;積極推廣淺層地熱能開發利用,鼓勵推廣利用熱泵系統,提高熱泵系統在城市供暖和制冷中的普及率;加快推進中深層地熱能開發利用;建立健全地熱能開發利用產業體系,為地熱能開發利用提供強有力的產業支撐等。目前,要實現中國地熱資源開發利用規?;?、產業化,著力改變企業生產布局、產品結構和利用方式不合理的現狀,還要加強國際間技術、資金和資源的交流合作,更好地分享其他國家在地熱研究和利用中的技術,吸收其他國家的先進經驗,用清潔生產技術的基本形式來實現循環經濟的健康發展。28 奧運村再生水熱泵冷熱
71、源項目奧運村再生水熱泵冷熱源項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 奧運村運動員公寓總計 42 棟建筑(包括 22 棟地上 6 層樓建筑和 20 棟地上9 層樓建筑),其建筑風格一致,建筑面積共計 38 萬平方米,此外,公建(地上3 層)建筑面積為 3.05 萬平方米(賽后將增加公建面積 2750m2)。為落實申奧承諾,奧運村需采用清潔能源方式供冷、供熱,為此在 2001 年到 2005 年期間進行了深層地熱勘察,地熱、淺層地熱能(地下水源熱泵、地源熱泵)等多種方案的比選,最終確定了利用清河污水處理廠二級排水水源熱泵的方案。2005 年 11 月 20 日,市政府主管部門主持召開了“奧運村再生
72、水熱泵冷熱源項目方案專家論證會”,專家組一致認為:項目方案充分體現了“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的三大理念,全面落實了對國際奧委會及國際社會的承諾,是“綠色奧運”的亮點工程;水源有可靠保證,應急方案合理;再生水過濾、換熱技術,主要設備技術先進;系統技術方案設計合理、安全可靠完全可以保證奧運賽時的安全運行及奧運會后的經濟合理運行;可為北京乃至全國的城市污水熱能利用開發,為可再生能源產業化、市場化建設,發展循環經濟,建設節約型城市、實現可持續發展起到典型的示范作用和良好的推動作用。市發改委在 2005年底和 2006 年初先后完成了項目建議書的批復和可研批復。工程開工時間為2006 年 4 月
73、,竣工時間為 2007 年 8 月,并于 2007 年 89 月進行了制冷調試運行,2007 年 11 月2008 年 3 月進行了制熱調試運行。2008 年 5 月2008 年 9月圓滿完成了奧運賽前和賽時保障。運行狀況良好。二、二、系統設計系統設計 (一)設計空調冷熱負荷 奧運賽時奧運村建筑冷負荷 28.187MW;賽后夏季冷負荷 19.048MW;賽后冬季熱負荷 20.937MW。(二)空調室內設計參數及形式 夏季:空調采用風機盤管系統(無新風)。末端需求冷水供回水溫度為夏季7/12,溫差 5。冬季:低溫地板輻射采暖系統。末端需求熱水供回水溫度44/38,溫差 6。公建部分:按集中空調設
74、計,主要采用風機盤管新風系29 統或全空氣空調系統。水溫同上。(三)冷熱源系統 由取水、引水、退水系統;換熱站提升、換熱系統;循環水換熱系統;中心機房制熱、制冷系統;冷熱水輸送系統;室內末端系統 6 大系統組成。在清河南岸二級水排水渠入清河前設置取水構筑物,用 DN1600 加強水泥管,靠高程差(5.8m)自行流入換熱站內蓄水池(4000m3)中,項目最大需水量按奧運賽時計為 3500m3/h。換熱站提升、換熱系統:換熱站設置 5 臺提升提升泵、自清洗過濾器、板式換熱器,均為 4 用 1 備,一一對應配置。換熱器設置自動反沖洗和CIP 在線清洗系統。確保其高效換熱運行。冷熱水輸送系統:冷熱水輸
75、送采用三次泵系統,即一次泵定流量運行,二次泵定壓差變頻控制,三次泵比例壓差變頻控制。二次泵供回水溫度 5/12,溫差 7。三次泵系統按建筑就近組團設置 7個三次泵子站,對應每棟樓設置一套三次泵混水系統。夏季三次泵供回水溫度為7/12,溫差 5,冬季無混水。室內末端系統:風機盤管回水管設電磁兩通閥,設室溫控制器和三速開關。地板輻射采暖系統每戶按南北戶型設置由室內溫度傳感器控制的溫控閥。圖 1 項目工程示意圖 循環水換熱系統:換熱站至奧運村中心機房的輸水距離約為 2.9km,采用夾砂玻璃鋼管道,埋深 24 米,根據清華大學熱能工程系計算,在設計工況下,管道埋深 2 米,冬季土壤 6,溫降0.073
76、;夏季土壤溫度 17,供水溫降3.9 本項目空調系統 COPS 經測算約為:7.8(含照明、辦公用電)根據測算,系統的負荷平均為設計負荷的 72%。3 3)太陽能與地下水水源熱泵耦合式空調系統適用場景)太陽能與地下水水源熱泵耦合式空調系統適用場景 太陽能冬季工況可提供供熱負荷 20%以上熱量的地區;淺層地熱能資源豐富地區,地下水不豐富地區可用地埋管地源熱泵與之耦合;太陽能不豐富地區,可用余熱熱源進行代替,與地源或者水源進行耦合;需要解決冷堆積的地區,可用太陽能進行耦合,既可以降低冷堆積,又可以在過渡季節進行預處理,實現蓄能。(二)空調系統高效運行分析 空調的預處理能夠有效減少功耗,采用自控集中
77、調節,根據每個房間的運行狀態,計算需求側負荷大小,自動調節主機跟水泵。設備的并聯運行,方便啟停,節能效果要明顯優于變頻跟壓縮機調速。大溫差小流量能減少水泵耗功。地溫場維持在較好的溫度區間,能夠明顯提高熱泵主機的工作效率。冬季聯合運行時,冷凝器側進、出水溫度(45/50)一定的情況下,不同的蒸發器進水溫度對機組 COP 值影響成正比(+3%5%),隨蒸發器溫度升高,機組 COP 值增大,根據耦合切換溫度 18概算,本項目在聯合運行時,將蒸發溫度平均提高了 8.6,使得主機運行效率提高了 25.8%以上。(三)太陽能與地下水水源熱泵耦合式空調系統適用場景 太陽能冬季工況可提供供熱負荷 20%以上熱
78、量的地區;淺層地熱能資源豐富地區,地下水不豐富地區可用地埋管地源熱泵與之耦合;太陽能不豐富地區,可用余熱熱源進行代替,與地源或者水源進行耦合;需要解決冷堆積的地區,可用太陽能進行耦合,既可以降低冷堆積,又可以在過渡季節進行預處理,實現蓄能。103 六、六、存在的問題和建議存在的問題和建議 (一)問題(1)設計與實際使用的負荷差別,導致系統長期處于高能耗狀態。(2)設備可以變頻、調級、閥門可以調節,但是當直管路里處于非滿管流時,壓力、流量傳感器都處于不穩定漂移狀態,監測數據極不準確。(3)系統非滿負荷運行超過 90%的時間,低負荷工況,很容易出現滿足溫差不滿足流量而報警、滿足流量不滿足溫差而浪費
79、電能。(4)系統設計時,管道根據最大流量確定,當季節切換或部分負荷運行時,通過變頻調節了流量,在固定管徑下,流速的變化帶來了水泵耗功的波動。(二)建議 多能互補項目需要從實際運行特點及規律出發進行系統的設計、實施,減少設計時生搬規范而帶來的實際使用不節能現象,需要設計審核、實施管理及監理各個環節有相應的政策引導和支持。104 2.9 山西省 繁峙縣雁頭村槽式太陽能供暖示范項目繁峙縣雁頭村槽式太陽能供暖示范項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 項目地點位于山西省忻州市繁峙縣雁頭村,采用奧博公司全自動槽式太陽能中高溫集熱系統技術,建設槽式鏡場 7000 平方米(占地 25 畝),供暖面積 250
80、00平方米,跨級儲熱水箱 3600 立方,解決了約 500 戶居民冬季供暖問題。項目 2018年 8 月開工,12 月竣工。截至目前已經過 3 個供暖季,室內溫度 18-22,效果良好。在 3060 大背景下,節能減排效果明顯,經濟效益、社會效益明顯。105 106 二、二、典型經驗和做法典型經驗和做法 晴好天氣,槽式集熱系統集熱能量在跟蹤、PLC 控制系統作用下通過能源的智慧調配完全滿足用能需要。在極端及日照不足時輔助電加熱系統接介入工作保證供暖效果。107 廣靈縣一斗泉鄉槽式太陽能供暖示范項目廣靈縣一斗泉鄉槽式太陽能供暖示范項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 項目地點位于山西省大同市市
81、廣靈縣一斗泉鄉板塔寺村,采用奧博公司全自動槽式集熱系統技術,建設槽式鏡場 8500 平方米(占地 35 畝),供暖面積 35000平方米,跨級儲熱水箱 5000 立方,解決了約 666 戶居民、公用設備及鄉政府冬季供暖問題。項目 2019 年 8 月開工,2020 年 1 月月竣工。截至目前已經過 2 個供暖季,室內溫度 18-21,效果良好。在 3060 大背景下,節能減排效果明顯,經濟效益、社會效益明顯。108 109 110 二、二、典型經驗和做法典型經驗和做法 改造內容:鏡場 8500 平方米、跨季水箱 5000 立方(防凍、集熱、供暖)、控制中心及泵房 160 平方米、二級網公網及入
82、戶支管網、應急發電機、電鍋爐 1.2MW 及變壓器 1500KVA 等。晴好天氣,槽式集熱系統集熱能量在跟蹤、PLC 控制系統作用下通過能源的智慧調配完全滿足用能需要。在極端及日照不足時輔助電加熱系統接介入工作保證供暖效果。111 國家電投繁峙風電清沽能源供暖項目國家電投繁峙風電清沽能源供暖項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 國家電投繁峙縣 20 萬千瓦風電清潔能源供暖項目分兩期建設,配套建設40 萬平方米電采暖供熱站。兩期項目分別于 2017 年、2018 年取得核準,2020 年 12 月項目全容量并網發電。在風電場未投運、取暖費未明確的情況下,為保障民生,國家電投陜西公司認真組織,積
83、極謀劃,繁峙供熱站于 2019 年 7 月開工建設,當年年底建成投運,并已順利完成兩個供熱季的供暖任務。供熱站位于山西省忻州市繁峙縣大營鎮大營村,總投資約 8000 萬元,占地面積 6400 平方米,主要利用電網低谷時段電量進行蓄熱,向繁峙縣大營鎮區域建筑物進行供熱,最大供熱能力 40 萬平方米。目前已供面積約 15 萬平方米,包括居民用戶、養老院、中小學、綜合市場、政府辦公樓及宿舍、派出所和交警隊,其中居民用戶 1000 余戶。二、二、技術路線技術路線 國家電投大營供熱站主要包括電蓄熱鍋爐、換熱系統、變配電系統,現巳建成 2 臺單機 9 兆瓦的固體氧化鎂磚高溫蓄熱電鍋爐,每臺鍋爐自帶 6 臺
84、額定功率為 12.5 千瓦循環風機,以及 2 臺換熱器,設置 2 臺熱網循環水升壓泵,最大供熱能力為 40 萬平方米。供熱站采用能源跟數字化、智能化、互聯網的緊密結合,形成具有產業特色的“云端、源端、末端 一體化智慧供暖系統,是互聯網、物聯網、人工智能及復合閉環反饋等前沿技術的綜合應用。突出特點主要有:一是本項目采用固體電蓄熱鍋爐,該鍋爐體積小,占地面積少,廠房小,工程造價相對較低;二是電蓄熱鍋爐為純電阻加熱,可設置谷電期自動加熱,用時可在任意時段和溫度放熱,大大減少現場運維人員;三是電蓄熱鍋爐蓄熱材料為熔點 2800 C 的高溫固定合金蓄熱材料,具有體積小、蓄熱能力強、性能穩定等優點,可連續
85、長時間運行免維護,反復加熱中不會產生粉化,安全風險較低;四是該項目主要利用夜間電網低谷期電價時段的電力,同時進行制熱、蓄熱和供熱,蓄熱部分滿足全天谷電之外時段持續供熱的需求,有效實現清潔能源的“空間轉移”和“時間轉移”;五是采用互聯網云數據平臺,實現遠程監控、數據分析、開放兼容;六是采用高精傳感器、112 精準執行器、遠程操作器,實現全網聯動;七是采用系統熱記憶,實現自學習、自適應、自矯正;八是根據室溫、氣溫、光照、風雪、人體感應、用能需求閉環反饋存蓄熱量,按需供能。三、三、運營測算運營測算 國家電投大營供熱站全部建成后,主要利用夜間電網低 谷電力,進行制熱、蓄熱和供熱,滿足全天持續供暖的要求
86、。采暖季消耗電量約 5000 萬千瓦時,其中可以利用電網谷段電量約 4500 萬千瓦時,占整個采暖期用電量的 90%。用電量約為 500 萬千瓦時,參考山西省大工業電價(谷段 0.2755 元kWh、平段 0.4730 元kWh、峰段 0.6853 元kWh),電費約 1956.25 萬元,其中包含容量電費 480 萬元,度電電價約 0.39125 元kW,正常收取供暖費并扣除運營成本后,年虧損約 1680 萬元。2020-2 021 年度,供熱站用電量 1900 萬千瓦時,運營費用(含 電費)約 1000 萬元。四、四、項目意義項目意義 (一)安全效益。項目充分 利用“2 毛錢 谷電供熱替代
87、燃煤供熱,有力提高能源利用安全水平,是落實習近平總書記 四個革命、一個合作“能源安全新戰略的重要舉措。(二)調峰效益。供熱站首先重點利用低谷時期的富余風電,有效實現了電網削蜂填谷,緩解高峰供電壓力,促進風電和光伏發電等可再生能源電力消納空間,為電網安全穩定運行提供了新的途徑。(三)環保效益。項目采用風電供暖,替代區域燃煤小鍋爐,減低了散煤的利用,有效降低了環境污染。供熱站、風電場每年可節約標煤 14 萬噸,減少二氧化硫排放 150 噸、碳氧化合物 140.3 噸。(四)民生效益。項目建成后解決了繁峙縣大營鎮群眾的冬季供暖問題,使廣大人民群眾可以享受到綠色能源帶來的光和熱,起到廣泛的民生效益。(
88、五)示范效應。項目作為山西首批風電供暖示范項目,促進了清潔能源的綜合使用,擴大了風電項目產業鏈,是山西省能源轉型發展的有益探索和良好實踐,為當地政府“爭當清潔能源排頭兵”作出積極貢獻,將起到積極的示范引領作用。113 五、五、典型經驗和做法典型經驗和做法 風電清潔供暖對于提高北方風能資源豐富地區消納風電能力,緩解北方地區冬季供暖期電力負荷低谷時段風電并網運行困難,替代現有的燃煤小鍋爐,解決分散建筑區域及熱力管網或天然氣管網難以到達的區域的供熱需求,促進能源利用清潔化,減少化石能源低效燃燒帶來的環境污染,改善北方地區冬季大氣環境質量意義重大。突出特點主要有:一是本項目采用固體電蓄熱鍋爐,該鍋爐體
89、積小,占地面積少,廠房小,工程造價相對較低;二是電蓄熱鍋爐為純電阻加熱,可設置谷電期自動加熱,用時可在任意時段和溫度放熱,大大減少現場運維人員;三是電蓄熱鍋爐蓄熱材料為熔點 2800的高溫固定合金蓄熱材料,具有體積小、蓄熱能力強、性能穩定等優點,可連續長時間運行免維護,反復加熱中不會產生粉化,安全風險較低;四是該項目主要利用夜間電網低谷期電價時段的電力,同時進行制熱、蓄熱和供熱,蓄熱部分滿足全天谷電之外時段持續供熱的需求,有效實現清潔能源的“空間轉移”和“時間轉移”;五是采用互聯網云數據平臺,實現遠程監控、數據分析、開放兼容;六是采用高精傳感器、精準執行器、遠程操作器,實現全網聯動;七是采用系
90、統熱記憶,實現自學習、自適應、自矯正;八是根據室溫、氣溫、光照、風雪、人體感應、用能需求閉環反饋存蓄熱量,按需供能。六、六、問題和建議問題和建議 (1)建議進一步細化相關政策,實現優先上網和全額收購,縮小項目與一般風電的盈利差距,不斷釋放示范效應。(2)建議將風電供暖項目盡快列入“煤改電”目錄,可降低供熱站用電成本,可有效降低運營成本。(3)用戶電價上漲,且因現貨期間零售用戶 24 小時電價統一,供熱站巳根據用熱特點調整至早晚高峰時段,不僅放棄了鍋爐自身的優勢,而且給電網造成壓力。建議同意供熱站以正當理由退出電力 交易市場,恢復目錄電價,則可進一步降低供熱站虧損,提高清潔能源供暖示范效應。11
91、4 第三章 企業征集案例 3.1 安徽省 合肥濱湖新區核心區區域能源項目合肥濱湖新區核心區區域能源項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 本項目采用地源熱泵、污水源熱泵、水蓄能、冰蓄冷、天然氣三聯供等多種互補的能源供應形式,優化能源配置。提升能源結構,并且全部為可再生能源或清潔能源,具有低碳節能、綠色環保、安全可靠等突出特點。項目規劃為“三站兩網”,即設置 3 個區域供冷供熱能源站互為補充、互為保障,增強能源供應的穩定性;3 個能源站通過 2 個室外區域環網(供水網、回水網)互相溝通,合理高效地為用戶提供能源。二、二、技術路線及工藝流程技術路線及工藝流程 地源熱泵、污水源熱泵、水蓄能、冰蓄冷、
92、天然氣三聯供等多種互補的能源供應形式和多源環狀多級泵形式的能源總線系統,確保了項目運行的安全可靠。(一)大溫差供能模式:本區域能源系統采用地源熱泵、污水源熱泵、水蓄能、冰蓄冷、天然氣三聯供等多種互補的能源供應形式。為了進一步提高運行效率,加大系統輸送能效,再生水源熱泵機組、地源熱泵機組及離心冷水機組均通過兩臺機組串聯成為一個大溫差機組模塊。采用大溫差機組模塊能夠減小系統輸送水流量,從而減小管路管徑和水泵能耗,降低系統的初投資和運行費用。經計算采用 10溫差系統較 5溫差系統,當管網比摩阻相同時,管網和輸送水泵初投資下降 40%以上,系統輸送運行費用下降 50%,當管網投資不變時,輸送水泵初投資
93、下降 60%以上,系統輸送運行費用下降 87.5%,經濟效益明顯。(二)再生水源熱泵系統:在濱湖新區廬州大道與方興大道交叉口的西北側,塘西河南岸有一座再生水115 廠塘西河再生水廠,其設計處理污水能力為 35000 噸/天,現階段產能為 20000噸/天,水質達到城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918)中一級 A 與城市污水再生利用景觀環境用水水質(GB/T 18921)中娛樂性景觀用水的標準中較為嚴格的標準,滿足污水源熱泵對水質的要求。根據塘西河再生水廠對水溫的監測表明,污水處理廠再生水流量均勻,每天 24h 處理水量均勻為231.5kg/s;出水溫度穩定,冬季為 12,夏季為 25;
94、能滿足全天各個時段的供冷供熱需求。(三)冷熱電三聯供系統:天然氣分布式能源系統的主要優點為:冷熱電聯產,有效提高了能源的綜合利用率;節能減排,屬于清潔環保能源系統。本系統采用內燃機+煙氣直燃熱水溴化鋰機組(雙效)+換熱裝置+冷卻塔。在制冷季,系統通過煙氣直燃熱水雙效溴化鋰吸收式制冷機組,回收內燃機排放的高溫(400600)煙氣和高溫缸套水(7990)中的能量,其回收效率能達到 1.03。在供暖季,系統通過煙氣溴化鋰吸收式制冷機組,回收內燃機排放的高溫(400600)煙氣中的能量,通過煙氣熱水換熱器及水水板換,回收溴化鋰未能回收的煙氣余熱及內燃機排放的高溫缸套水(7990)、中冷器水(5040)
95、中的能量,其回收效率為 0.87。(四)地源熱泵+水蓄能系統:空調蓄能技術是指采用冷熱機組和蓄能裝置,在電網低谷的電費計時時段,進行蓄能作業,而在空調負荷高峰時,將所蓄能量釋放的成套技術。本水蓄能系統采用地源熱泵型離心機組模塊制冷制熱進行蓄能,根據合肥市峰谷電價時段劃分,全部低谷電價時刻總計 9 小時運行離心熱泵機組模塊蓄能運行,為每個自然日 23 點到次日凌晨 8 點,其他平段時刻可實現直接對外供冷供熱。錯峰用電,削峰填谷,優化電網電力結構,利用低谷及部分平段電價蓄能,在高峰電價釋能,提高系統經濟效益。地源熱泵技術是一種利用地下淺層地熱資源(也稱地熱能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供熱
96、又可制冷的高效環保節能技術,通過熱泵機組以大地做熱源實現供冷供熱。本項目沿方興大道和廣西路旁,規劃有大面積的城市公共綠地和防護綠地,為大面積推廣使用地源熱泵奠定了良好基礎。116 本項目核心區地源熱泵系統應打井數量為 12600 口,豎直地埋管換熱器埋設深度為 120 米,井間距為 4.5m,單 U 形管井。夏季散熱量為 5.5kW/口,冬季取熱量為 3.85 kW/口。地源熱泵系統熱平衡:地源熱泵系統通過室外冷熱水環網連為一個整體,同時在三個能源站配置冷卻塔,故可通過控制三個能源站地源熱泵系統運行不同的時間,達到三個能源站地源熱泵系統在地源側年累計放熱量與累計取熱量相一致。能源站按需運行,地
97、源熱泵系統在冬季按運行策略滿負荷運行,夏季在低負荷時運行冷卻塔,在高峰負荷時運行地源側,以保證在地源側累計取熱量和累計排熱量相平衡的情況下,充分利用地源熱泵系統在最大負荷時的高效率優勢,做到系統能耗最低。(五)離心冷水機組系統:根據已確定的再生水源熱泵系統制冷容量、土壤源熱泵水蓄能系統制冷容量、天然氣三聯供系統的制冷容量及區域能源系統供冷需求,在配置一定量的離心冷水機組。根據地源熱泵系統地埋管設置要求,在夏季有部分負荷無法通過地源熱泵系統提供,因此需要設置利用冷卻塔做冷源的單冷冷水機組系統。該系統設置離心式冷水機組用于夏季制冷,運行效率高,增加了整個區域能源系統的多樣性,提高系統服務的建筑面積
98、。系統優點:離心機組運行效率高,運行可靠。對整個區域能源系統,在運行費用不增加的情況下,減小系統的初投資。選用低阻力冷水機組及管路,提高系統經濟性。(六)市政熱源:為了保證能源供給側和用戶需求側的供需平衡,本項目規劃就近接入部分市政熱源,進一步提高了本系統供暖的可靠性。同時,當本區域能源系統建設初期,由于用戶使用率不高等原因造成本系統供熱效率不高的情況下,可采用市政熱源進行供暖,提高系統的經濟性。三、三、主要設備選型主要設備選型 選擇高效節能設備:(1)空調主機選用地源熱泵、污水源熱泵、水蓄能主機等,三聯供采用煙117 氣溴化鋰制冷主機,均為高效節能設備。(2)空調電制冷主機采用中壓電機,10
99、kV 供電,可有效降低供電線路的損耗。燃氣發電機選用中壓燃氣燃燒器,提高燃氣的燃燒效率。(3)空調一、二級泵均采用變頻水泵,每臺水泵均單設變頻器。(4)冷卻塔風機變頻運行,每臺單設變頻器。(5)空調水系統采用 9大溫差冷凍水,與 5溫差的水系統相比,冷凍水循環水泵的流量減少 41%。(6)空調制冷劑選用 R134a 環保冷媒,空調及通風系統均選用先進的節能型低噪聲設備。(7)冬季電氣用房直接引入室外冷空氣進行降溫。消聲減振:(1)空調及通風系統均設置消聲器以控制噪聲對室內外環境的影響,使之符合國家及的噪聲控制標準。(2)各空調、通風設備及管道的安裝均采取減振、隔振措施。(3)設備用房內壁均貼吸
100、聲材料,選用防火隔聲門密閉隔聲。暖通環保:(1)室外各種排風口距地高度及距周圍敏感目標的間距均符合有關環保規定。(2)新風口遠離建筑物的排風口、開放式冷卻塔和其他污染源,并設置防蟲鼠的不銹鋼防護網和初效過濾器。(3)三聯供燃氣發電機的燃料采用天然氣,燃燒后產物為 CO2和水,屬于清潔能源。發電機壓燃燒后的煙氣經過余熱回收利用后通過煙囪高空排放,煙囪設置高度要高于屋面 2m 以上??照{水凈化裝置:(1)空調冷卻水處理采用化學法,設自動化學加藥處理設備+帶反沖洗的集中過濾裝置(螺旋除污器),抑制冷卻水中藻類、軍團菌等有害生物的產生。(2)空調冷凍水和熱水的補水采用經全自動鈉離子交換器處理后的軟化水
101、,同時設置帶反沖洗的集中過濾裝置(螺旋除污器)。能量計量裝置:118 (1)空調水系統、燃氣系統的能量結算點均設置能量計量裝置,每個支路上應設置超聲波式冷/熱量計量裝置。(2)冷凍機房、換熱機房、三聯供機房、水泵間風機房、空調機房均應設置電表,計量設備用電量。(3)空調冷凍水系統、冷卻水系統的補水管均設置水表,計量空調補水的用水量。四、四、生產運行情況生產運行情況 合肥濱湖新區核心區區域能源項目規劃建設 3 個能源站進行供冷供熱,項目規劃供能建筑面積 300-500 萬平方米,目前已簽約用戶 163 萬平方米,2019-2020年度夏季供冷量 1136.98 萬千瓦時,用電量 444 萬千瓦時
102、,低谷電用電量占比55.06%,高峰用電量占比 16.41%,平均電度電價為 0.53 元/(KWh);冬季供熱量 541.8 萬千瓦時(受新冠疫情影響),用電量 266.84 萬千瓦時,低谷用電量占比 75.36%,高峰用電量占比 4.55%,平均電度電價為 0.44 元/(KWh)。項目運行初期各種不利因素導致系統損耗非常大,合理調整運行策略雖然并不能有效地減少系統損耗,但是顯著地降低了電費成本這一主要的供能成本,使得項目初期既能具備較好的經濟性。后續隨著整個項目建設完工及供能面積增大,用戶相繼投入使用,增大用能負荷;三個能源站就近響應用戶的用能需求,減小輸送距離,系統損耗會大幅度減小,系
103、統綜合 COP 會有顯著地提升,供能成本還會有進一步地降低,項目綠色環保、低碳節能的特點將會愈發顯著。五、五、項目經濟性、環境及社會效益項目經濟性、環境及社會效益 (一)經濟性 項目能夠使能源使用單位減少能源系統初投資和運行使用費用;濱湖新區區域能源項目能夠有效提升該區域新建項目的“綠色建筑”星級潛力;項目建成后將為濱湖新區的經濟增長做出貢獻;碳交易實行后,將會進一步增加經濟創收。(二)環境效益 能夠大幅提高能源的綜合利用效率。根據已建成項目運營數據分析,區域能源系統平均能夠較分散式空調系統節能 21.6%。如果通過更加合理優化的系統設計、建設和運營管理,綜合能耗將能夠降低 30%左右,從而大
104、幅降低了用戶的使用費用和區域二氧化碳的排放量。同時,取消了大量的空調室外機、冷卻塔等空119 調設施,不僅改善了建筑外觀、美化了城市形象,還有效的緩解了區域熱島效應。(三)社會效益(1)對區域節能減排的影響 統計數據表明,中國建筑能耗的總量逐年上升,在能源消費總量中所占的比例已從上世紀 70 年代末的 10%,上升到近年的 27.5%。而建筑最大的耗能點是采暖和空調,占建筑總能耗的比例高達 50%。因此從采暖和空調節能方面入手,是實現區域低碳生態目標的重要途徑。本項目完全契合濱湖新區城市生態建設試點區發展主旨,不僅能有效的推動合肥市甚至整個中國節能環保事業的快速、健康發展,開創可再生能源高效利
105、用的新紀元,還為合肥市建設成為資源節約型、環境友好型城市打下良好的基礎。(2)對促進就業的影響 本項目在建設過程中能夠解決大量的勞動就業人口,項目建成投產后將會為社會提供約 100 人的固定就業機會,定員來源采用社會公開招聘,擇選錄用原則,優先考慮有相應技術經驗的工人,增加了就業結構和就業機會。(3)對周邊居民的生活環境影響 項目能源站選址在公共綠地和城市防護綠地內,遠離居民生活聚居區,并且能源站多為地下建筑物,能夠有效避免對周邊居民生活環境的影響。本項目充分合理地利用了土地資源。采用下沉廣場和景觀綠化掩蔽,不破壞原有市政景觀規劃。六、六、典型經驗和做法典型經驗和做法 提高能源的綜合利用效率是
106、當下我國能源發展不能回避的問題,目前國際上能源綜合利用率的平均值在 50%左右,丹麥等國可達到 70%以上,而我國的能源綜合利用率僅為 37%。我國在能源的綜合利用上效率較低,提高能源的綜合利用效率刻不容緩,而區域能源技術的應用發展為能源綜合利用效率的提高指明了方向。近年來,由于暖通空調行業的快速發展,由分散式供能向集中供能,現又向區域供能發展,已形成一種趨勢。與此同時,隨著熱泵技術的應用,冷熱電三聯供技術的快速發展,使得能源的利用更加合理高效,使得更多低品位的能源得到開發利用。120 本項目采用以市政熱源、電能、天然氣、可再生能源等多種能源形式相結合的復合型能源,并通過多能源站互聯的形式,極
107、大地提高了系統的穩定性和可靠性。同時采用區域能源系統有效減少了用戶側的設備和人員投入、管理,很大程度上降低了能源系統出現安全事故的概率。項目建成投產后將成為能源梯級利用、可再生能源規?;瘧玫膰壹壍浞?,具有重大的推廣價值和社會意義。(1)利用室外大管網進行蓄能,充分利用低谷電。(2)峰時通過流量調節減少機組運行負荷。(3)通過負荷預測、動態調整,實現供需平衡。七、七、問題和建議問題和建議 (一)問題(1)配套優惠政策有待加強,為推廣地熱能等可再生能源利用,應給予蓄能電價優惠或補貼,進一步促進可持續發展。(2)區域能源系統未納入到園區規劃,在市場開發過程中,部分用戶已經建設或采用其他能源形式,
108、造成區域能源系統負荷使用指標低,也造成資源浪費。(二)政策需求(1)采用區域能源作為“招商引資、土地出讓、規劃報建、項目立項、建設監管及規劃驗收”等環節的重要審核和監管內容。(2)政府相關部門和上游能源供應單位為區域能源項目出具配套優惠政策,將區域能源項目作為市政基礎配套設施納入到城市大建設中,取得合理的水、電、燃氣優惠價格,政府相關部門制定接入及使用價格,如能源價格發生較大波動,政府給予必要的用能補貼,以保護用戶利益。(3)貫徹落實國家低碳、生態、節能、環保的發展理念,避免重復投資造成資源浪費,政府相關部門在已建成的區域能源覆蓋片區,將接入區域能源系統納入土地出讓條件內。(4)以“善于用市場
109、邏輯謀事,用資本的力量干事,尊重和強化企業的市場主體地位?!睘橹鲗枷?,按照“政府主導、統籌規劃、分步建設、市場運作”的原則,由政府相關部門鼓勵新開發城區推廣地源熱泵等新能源技術,建設集約型能源站為區域內統一供能。(5)在實現“碳達峰、碳中和”雙碳目標路徑中,進一步凸顯新能源系統121 的優勢,由政府相關部門將區域能源納入園區規劃中。(6)在碳指標確定過程中,明確區域能源系統碳指標計算方法,進一步給予碳交易優惠政策,推廣區域能源系統發展。(三)建議(1)利用可再生能源系統的供熱基礎設施建設納入大建設,緩解企業經營困難,為“碳達峰、碳中和”雙碳目標早日實現奠定基礎。(2)加大地熱能開發和重視程度
110、,促進能源規劃落地實施,出臺相關能源政策,保護區域能源項目,鼓勵使用地源熱泵等新能源項目推廣應用,逐步形成開發有度、市場有序的良好局面。(3)加大資金支持,促進地熱產業可持續發展,對利用地熱資源項目的前期投入建設和技術研發等給予適當資金補助。(4)夏熱冬冷地區區域能源規模建議控制在 100 萬平方米,供能區域在 3km以內。(5)建議以地源、水源等可再生能源熱泵作為區域能源的基礎能源形式,根據用戶業態特點配置蓄能系統,輔以太陽能、天然氣等為補充,熱泵系統建議按照區域能源總負荷合理配置,在 60%左右比較經濟。(6)用戶開發注意用戶用能時間的互補,減少蓄能設備的投入,提高系統的運行效率,比如公建
111、和住宅,學校和其他用戶。(7)能源站建設結合用戶的建設時序分期實施。(8)夏熱冬冷地區兼顧夏天制冷與冬天供暖需求,與傳統暖氣片末端不同,用戶末端一般為風機盤管形式(也可輔以地暖保障冬季供暖),以各種形式熱泵為基礎能源的區域能源站建議冬季供暖溫度在 45-50之間,輔以燃氣鍋爐調峰,如此可在保障用暖需求下,實現能源站節能性、環保性最大化。122 3.2 北京市 榆垡鎮農業服務中心清潔能源應用項目榆垡鎮農業服務中心清潔能源應用項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 建設目的:應用清潔能源滿足生產生活采暖制冷需求,節能降耗 項目當地情況:該單位距城鎮中心較遠,常規能源采暖制冷供給不便,電供暖制冷費用
112、太高,企業負擔不起。當地屬于太陽能資源豐富區,較為適合應用太陽能。項目建筑情況:該項目地上共一層,高 3.9m,含建筑面積 1750 的兩個陽光溫室,總采暖制冷的建筑面積 5776。冬季采暖室內溫度 1824;夏季制冷室內溫度 2226。二、二、技術路線及工藝流程技術路線及工藝流程 采用太陽能熱水系統與地埋管土壤源熱泵系統結合,滿足生產生活采暖、制冷需求。采暖季,太陽能集熱系統收集的熱量直接供建筑采暖,非采暖季太陽能收集的熱量通過地埋管系統儲存到地下土壤內;土壤源熱泵通過地埋管工作,冬季采暖,夏季制冷;分布式并網光伏電站為太陽能和熱泵系統提供電量補充。其核心是通過土壤儲熱實現太陽能熱量跨季節儲
113、存使用。太陽能集熱器利用太陽輻射能量加熱水箱中的水。123 水箱中設換熱環路,換熱環路通向地埋管將熱量儲存于土壤之中。地埋管換熱器可以通過地源熱泵的蒸發器(冷凝器)直接回到地埋管,也可以通過蒸發器后流經水箱再回到地埋管。夏季地源熱泵通過地埋盤管抽取地下冷量為建筑物提供冷量(地溫升高)。冬季地源熱泵通過地埋管抽取地下熱量為建筑物提供熱量(地溫降低)。太陽能集熱器全年為土壤蓄熱,平衡地溫。三、三、工藝流程工藝流程 春秋季:太陽能集熱系統吸收太陽資源,通過太陽能循環泵將熱量輸送到土壤中,通過地埋管與土壤換熱。提升土壤溫度。太陽能儲熱過程自動控制。夏季:太陽能系統依然延續春秋季的運行過程。地源熱泵室內
114、制冷時,產生熱量附件太陽能熱水一同輸送到土壤中,為土壤補熱蓄熱,以供給熱泵冬季使用。冬季:太陽能系統達到供暖溫度時可直接供暖。無法直接供暖時,地源熱泵啟動,提取地源側熱量給室內供熱。太陽能系統作為土壤源的補熱,提高熱源側供熱溫度。大大提高供暖 COP 值。四、四、主要設備選型主要設備選型 采暖制冷空調區域經逐時負荷計算,夏季空調計算冷負荷 80W/m2,冬季采暖計算熱負荷 100W/m2;溫室陽光大廳夏季空調計算冷負荷 100W/m2,溫室陽光大廳冬季采暖計算熱負荷 120W/m2??傊评湄摵?500kW;制熱負荷 620kW。系統安裝跨季節專用水源熱泵冷暖機組(壓縮機輸入功率:制冷 118k
115、W;制熱功 157kW)1 套;167 組 581825 集熱器,集熱面積 634,年得熱量約為 37.6 萬千瓦時;124 地埋管換熱量夏季按照 50W/延米,冬季按照 40W/延米,共設 120 米的換熱井 167孔,32mm 雙 U 管;室內末端采用 226 臺臥式暗裝風機盤采。安裝 160kW 分布式光伏電站。系統安裝遠傳電表、遠傳熱量表,進行數據收集、檢測。地埋管系統安裝光纖檢測土壤溫度變化。五、五、項目經濟性、環境及社會效益項目經濟性、環境及社會效益 通過數據統計每年的采暖季用電量 2015-2016 用電量 294576 度,每平方采暖費用 25.5 元/平方米。2016-201
116、7 用電量 250389 度,采暖費用 21.6 元/每平方米。2017-2018 年度用電量 237870 度,采暖費用 20.5/每平方米。通過對數據分析,采用跨季節儲熱的采暖系統,采暖費用逐年降低,次年采暖費用較首年采暖費用降低 13%左右。改造完成后每年節能減排量:節約燃煤 270.8 噸,減排二氧化碳 709.49 噸,二氧化硫 2.302 噸,氮氧化物 5.25 噸。整個項目無論是在經濟效益還是社會效益都取得良好的成就。應用太陽能跨季節蓄熱,隨著季節和時間變化,土壤溫度由冬到秋也隨之增加,初春最低,秋季最高,2016 年 1 月土壤平均溫度為 15 度,2016 年 9 月土壤平均
117、溫度為 19.6,土壤平均升溫 4.6。六、六、典型經驗和做法典型經驗和做法 采用太陽能集熱系統平衡北方地區冬季采暖與夏季制冷的熱失衡,提高地溫,延長地源熱泵使用壽命,降低運行費用。適用場景:北方地區冬夏季冷熱負荷相差較大的建筑。適用于地下土壤125 蓄熱情況較好的地區,不適用于地下水豐富的區域。適用于采暖面積 2000 平方米以上的項目,供暖面積相對集中的區域。適用于有足夠面積安裝太陽能集熱器的項目。七、七、問題和建議問題和建議 太陽能熱水系統+地埋管土壤源熱泵系統較為復雜,投資較高,太陽能需四季運行,應有專人負責運行維護。126 北京密云區石城鎮桃花地新村太陽能主被動結合供熱采暖項目北京密
118、云區石城鎮桃花地新村太陽能主被動結合供熱采暖項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 石城鎮桃花地新村建筑為單體獨棟住宅,共 45 棟,每棟 2 層,采暖面積 200平方米左右。該建筑的圍護結構較好、保暖性能良好;屋面為坡屋頂,主體朝向為正南方向,采光條件良好,適宜于安裝太陽能集熱器。本項目建筑形式為二層,由于受屋頂安裝面積限制,每戶只能安裝 18 平板集熱器,冬季為住戶一層提供地板低溫輻射采暖,太陽能實際功能面積 100平方米,達到部分節能的目的。春夏秋季為用戶提供充足的生活熱水。除了連續陰天等不利氣象條件,太陽能系統可以完全滿足三季生活熱水的需要。當太陽能不能滿足需求時,輔助熱源電加熱滿足用
119、能要求。建筑二層的采暖根據需要使用空調解決。二、二、設計參數設計參數 北京山區氣候環境條件:北京地處北緯 39048,冬季月日照小時數 201h,冬季平均日太陽能輻照量 4479W/m2,環境溫度:11-3 月平均氣溫-1.6,冬季極端日平均氣溫-9,最低溫度-15,北京山區村鎮冬季溫度更低,極端天氣最低溫度達-27.4。由于受屋頂安裝面積限制,冬季太陽能供熱采暖系統只能為住戶一層提供地板低溫輻射采暖,采暖面積為 100。設計參數如下:(1)供暖面積:100。(2)采暖設計熱負荷指標:80W/,采暖期內平均建筑物日耗熱量指標:40W/,低谷電時段建筑物耗熱量指標:30W/。(3)供暖季天數:1
120、20 天。(4)太陽能供水溫度 40,不足熱量經輔助熱源補充,谷電蓄熱溫度 85。(5)室內設計溫度:16(6)太陽能保證率:30%(7)供暖季太陽能集熱器平均集熱效率:40%(8)供暖季日均太陽輻射量:15.72(MJ/日)(9)系統熱損失:0.2 127 (10)戶內供電總量 9KW 以內 三、三、系統組成及運行原理系統組成及運行原理 圖 1 給出了密云石城鎮太陽能供熱采暖系統的原理示意圖。該系統由太陽能平板集熱器、水箱(含電加熱器)、循環管路、控制系統、地板采暖系統、水泵、洗浴噴頭等組成。太陽能集熱器安裝在屋頂南坡,水箱、水泵及控制系統都安裝在一層廚房間內。圖 1 密云石城鎮太陽能供熱采
121、暖系統原理示意圖 太陽能集熱系統采用溫差循環方式,落空式防凍防過熱設計。在集熱器上集管和儲熱水箱下部設立兩個溫度測點(T1 和 T2),當 T1 與 T2 溫差高于設定上限溫差,太陽能循環泵開始運行,把集熱器吸收的太陽能能傳輸到儲熱水箱;當T1 與 T2 溫差低于設定下限溫差,太陽能循環泵停止工作;在冬季當 T1 達到防凍警示溫度后,循環泵停止工作,太陽能集熱器中的水在重力作用下回流到水箱,實現排空防凍;在非采暖季,只要水箱高于設定最高溫度,循環泵停止工作,集熱器中的水回流到水箱,系統停止往水箱輸送熱量,集熱器逐步達到悶曬平衡狀態,實現排空防過熱。系統實現全自動運行,當需要采暖時,開啟采暖循環
122、泵,將儲熱水箱的熱量通過管路和地板采暖系統送到房間中,以提高房間溫度,達到提高和保證室溫的目的。128 系統為全系統節能運行模式,分為不同時間、不同季節相互配合切換使用,使整套供暖系統達到最佳的節能效果。由于太陽能受天氣和室內管道散溫情況的制約,為了能夠很好的滿足用水的要求,太陽能系統設計輔助熱源,本工程采用電加熱系統作為輔助熱源。電加熱系統簡便易行通電即可使用。在陰雨天太陽能提供的熱水不能滿足用熱要求時,微電腦控制器開啟輸出信號,開啟輔助電加熱系統,當太陽能供熱溫度高于或達到正常供熱值時,輔助加熱系統停止加熱。最大限度地利用太陽能,達到節能的目的。四、四、系統經濟環保效益分析系統經濟環保效益
123、分析 從本項目投資回收年限看,以太陽能采暖方式替代電能等價格比較高的能源,投資靜態回收期大致在 8.5 年左右,而系統壽命在 15 年,所以靜態投資回收期遠低于系統壽命,投資回報較高,項目技術經濟性較好。單戶太陽能系統年替代散煤量為3787 Kg/年,二氧化碳減排量10224Kg/年;二氧化硫減排量 204 Kg/年。整個項目 45 戶年節約散煤 170t/年,年減排二氧化碳 460t/年,年減排二氧化硫 9t/年。項目自建成運行至今,經濟效益方面與單純電取暖相比共節約電費 55.8 萬元,社會效益方面相比較散煤燃燒取暖相比共減排二氧化碳 1288t,減排二氧化硫 25t。五、五、系統運行結果
124、及安裝實景圖系統運行結果及安裝實景圖 項目自從 2013 年 11 月正式投入使用以來,經過了實際考驗,目前 45 套系統整體運行情況良好。經過走訪用戶并結合軟件模擬,本項目考慮供暖/熱水全部需求情況下,采暖季太陽能采暖系統負責區域內室內溫度一般設定在 20,全年太陽能保證率在 40%左右,全年運行費用約為 20 元/平方米。該項目被評為 2016 年度“首都藍天行動科技示范工程”。129 圖 4 密云石城鎮太陽能供熱采暖系統實景 六、六、典型經驗和做法典型經驗和做法 項目總體成效體現在如下幾個方面:(1)使用太陽能采暖技術是符合北方農村“散煤替代”供熱采暖的有效措施之一。(2)綠色環保,采用
125、的是太陽能這種潔凈的綠色能源,避免了礦物質燃料對環境的污染,能為用戶提供一個干凈舒適的生活空間。(3)高效節能,太陽能供熱采暖系統能最大效率的利用太陽能,可節約能源成本 40-60%以上,運行成本大大降低。130 (4)高效運行,嵌套式溫度分層水箱,將開式儲熱水箱和承壓生活熱水水箱結合構成夾套式換熱器,系統利用水箱溫度分層滿足不同供熱溫度需求,保證系統高效運行。(5)安全可靠,太陽能供熱采暖不會產生傳統燒煤采暖爐一氧化碳中毒的危險,它是安全可靠的系統。(6)美觀長久,平板太陽能集熱器可布置在坡屋頂,與建筑結合較好,且全部金屬流道,金屬邊框,使用壽命長。(7)主被動結合太陽能+低谷電輔熱供暖系統
126、可以最大限度降低投資,提高運行經濟性,在現階段最具有推廣價值,建議重點推廣應用。該項目技術成熟,最先應用于平谷掛甲峪村的村民新建住宅采暖,還有在平谷區黃松峪鄉、金海湖鎮、王辛莊鎮、平谷縣城等散戶用太陽能采暖系統,石城鎮項目是該技術第二次大規模應用。目前桑普公司采用此技術所做的太陽能采暖系統,合計安裝集熱器面積 3280m2,合計服務建筑面積 23900m2。該太陽能供熱采暖相關技術通過中國農村能源行業協會組織專家進行的技術鑒定,鑒定結論表明:該項技術采用平板集熱器、嵌套式溫度分層水箱、排空的防過熱防凍措施、全自動控制,具有可靠性高、熱性能好、運行費用低等特點。嵌套式溫度分層水箱,將開式儲熱水箱
127、和承壓生活熱水水箱結合構成夾套式換熱器,系統利用水箱溫度分層滿足不同供熱溫度需求,保證系統高效運行。該技術曾經于 2010 年應用在“新型太陽能采暖系統”,獲得北京市自主創新產品證書,于 2011 年應用在“全天候太陽能供熱采暖裝置”,獲得國家重點新產品證書。七、七、問題和建議問題和建議 由于屋頂面積有限,安裝的集熱器面積有限,導致太陽能采暖保證率低。但換種思路來想,只要使用了太陽能這種免費能源,不管太陽能保證率多少,都是節能和環保的。為了實現“雙碳”目標,建議大力推廣太陽能采暖技術應用。使用太陽能采暖技術確實是符合北方農村“散煤替代”供熱采暖的有效措施之一,同時,主被動結合太陽能+低谷電輔熱
128、供暖系統,可以最大限度降低投資,提高運行經濟性,在現階段最具有推廣價值,建議重點推廣應用。本系統模式適用于太陽能戶用采暖,比如農村平房或別墅的采暖。131 密云穆家峪華潤希望小鎮太陽能采暖項目密云穆家峪華潤希望小鎮太陽能采暖項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 北京市密云穆家峪鎮緊鄰密云縣城,該項目在山區冬季溫度較低,在燃氣管道無法供應,用電成本較高,用煤又嚴重污染環境的背景下,密云鎮人民政府選擇了更加節能環保的采暖方式即:太陽能+電輔助聯合采暖。太陽能為清潔可再生能源,利用太陽能集熱管吸收太陽輻射熱量為室內供暖,降低了直接采用電加熱的運行成本。此方案主要解決了老百姓冬季供暖和一年四季中生活
129、熱水的需求。太陽能+電輔助聯合采暖能夠滿足用戶的需求且室內溫度在 18以上,采暖末端采用低溫輻射地板采暖技術,使得地板溫度保持在接近人體舒適溫度。穆家峪鎮新型農宅共計 217 戶,村民 1000 余人,建筑面積約 4 萬平方米,安裝太陽能集熱器面積 6500m2。清華陽光密云穆家峪華潤希望小鎮太陽能供熱采暖工程項目為單體或聯排型建筑,屋面均為坡屋面設計,坡屋面角度為 22,太陽能集熱器安裝角度與坡度一致,考慮該太陽能系統主要用于冬季采暖,為保證太陽能集熱器的有效集熱面積及初投資等綜合因素,選用真空管橫置的 SLL4715-50 型聯集管式太陽能集熱器進行加密和加長設計,演變為兩種不同的規格適用
130、不同的坡面的集熱器。二、二、系統結構及原理系統結構及原理 太陽能+電加熱采暖系統由太陽能集熱器、采暖貯熱水箱、電加熱裝置、控制系統、系統管路和地暖末端構成。圖 1 太陽能+電加熱熱水采暖系統結構圖 132 太陽能集熱器把太陽能轉變成熱能,使集熱器聯箱中升溫,集熱循環泵把采暖貯熱水箱中的水打入太陽能集熱器中進行循環加熱。加熱過的熱水儲存在采暖儲熱水箱中。當室內溫度低于采暖設定溫度時,采暖循環泵啟動,把貯熱水箱中的熱水泵入采暖末端散熱,當采暖儲熱水箱內水溫度低于設定溫度或室內溫度低于設定值時,電加熱啟動。當采暖儲熱水箱內水溫度高于設定溫度或室內溫度達到設定值時,電加熱停止。在啟動電加熱的同時,只要
131、太陽能集熱器的溫度高于水箱溫度,太陽能集熱系統照常工作,最大限度地利用太陽能,減少常規能源的消耗。三、三、配置選型及數據計算配置選型及數據計算 (一)太陽能集熱器的選型 該項目為單體或聯排型建筑,屋面均為坡屋面設計,坡屋面角度為 22,太陽能集熱器安裝角度與坡度一致,考慮該太陽能系統主要用于冬季采暖,為保證太陽能集熱器的有效集熱面積及初投資等綜合因素,根據南坡面的長短不同,選用真空管橫置的 SLL4715-56 與 SLL4715-66 型聯集管式太陽能集熱器。(二)蓄熱水箱的選型及確定 根據規范要求,太陽能供熱采暖系統的貯熱水箱應根據設計蓄熱時間周期和蓄熱量計算確定,在該系統配置下,陽光充足
132、的情況下太陽能小時集熱量大于小時耗熱量,則太陽能水箱需將每小時多余的熱量儲存,同時水箱還可存儲 1 小時建筑耗熱量(根據民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范,集中供熱水系統的貯水箱容積應根據日用熱水小時變化曲線及太陽能集熱系統的供熱能力和運行規律,以及常規能源輔助加熱裝置的工作制度、加熱特性和自動溫度控制裝置等因素按曲線計算確定,本處主要考慮采暖,配置輔助熱源功率可滿足建筑采暖熱負荷需求,綜合考慮水箱安置位置空間大小及門框大小,此處選擇 1 小時)。(三)輔助熱源的選型及確定 根據現場情況,選用電加熱棒直接安裝在水箱上作為輔助熱源,預留其它熱源對接口,在具備條件的情況下,可以使用燃氣、生物質鍋爐
133、等替代電作為輔助能源,根據各戶采暖熱負荷值,設計 A、B 戶型使用 6kW 電加熱棒,C、D 戶型使用9KW 電加熱棒。按照電加熱棒效率 95%,燃氣鍋爐效率 85%作為計算依據(四)社會經濟效益分析 133 采用新型的“太陽能+電輔助加熱”采暖方式,不僅實現了環境的大逆轉,干凈衛生,而且也對霧霾起到了很好的減排效果。該項目目前共有用戶 217 戶,集熱板6500m2,減排煤 3809.6t,二氧化碳8646.1t,二氧化硫76.5t,粉塵 32.2 t。太陽能采暖系統雖然初期投資較大,但在國家能源結構調整、環境保護、改善農村生活條件及帶動農村經濟發展等方面具有較高的社會效益。太陽能采暖系統作
134、為一項新能源利用技術,符合國家資源節約與環境保護的基本國策,有利于國家整體能源結構的調整。在新農村的建設中,太陽能采暖作為新民居建設的一項基本內容,對于改善廣大農民居住生活條件、提高農民對新能源的利用意識等方面能起到積極作用。以希望小鎮為例,在太陽能采暖示范村建成后,徹底改變了當地居民的生活條件,帶動了旅游業等相關產業發展,吸引了外來消費群體,增加了當地農民的收入。寒冷地區新農村建設中較難的問題是如何利用清潔、廉價、可再生的能源為建筑供暖、供生活熱水。太陽能采暖系統在北京地區的成功應用,為我國三北和其他寒冷地區新農村建設提供了一項節約資源、保護環境、改善生活的重要支撐技術。從地域上講,太陽能熱
135、水采暖系統更適合在我國中部地區的推廣應用。從長遠看,隨著常規能源價格的不斷上漲及污染治理成本的大幅度上升,太陽能采暖系統的社會及經濟效益會更加明顯。四、四、典型經驗和做法典型經驗和做法 在北京地區,太陽能采暖的應用主要集中在新農村建設領域,作為社會主義新農村建設的一部分。從建設的區域分布來講,主要分布在北京周邊的郊區縣,平谷區、門頭溝區、房山區、密云縣、昌平區等區縣。目前已實施的太陽能采暖系統具有較高社會效益,對于農村經濟的發展起著極大的促進作用,但存在著投資相對較高、回收期較長的缺點,單純靠市場推廣存在著相當的難度。目前太陽能采暖雖然已有一定的市場,但絕大部分均為新農村建設工程,屬政府試點推
136、廣補助項目;若無政府補助情況下,市場推廣將很難進行。農村住宅太陽能采暖工作的實施,將極大的改善農村住宅的居住條件,同時達到解決農村用能,調整能源結構的目的。與此同時,隨著太陽能采暖的工作推進,在居住條件的改善同時,將極大的拉動農村的旅游及相關產業鏈經濟、改善農村的文化面貌,太陽能采暖成為解決農村能源問題、調整農村能源結構的重要技術措施之一。134 五、五、問題和建議問題和建議 (1)積極建設太陽能供熱采暖綜合系統試點工程,研究太陽能系統全年綜合利用技術,如跨季節蓄熱供暖技術等,提高太陽能供熱采暖在建筑節能中的作用和地位;(2)針對終端用戶、生產廠商制訂更加完善、合理的鼓勵、支持政策,以促進太陽
137、能采暖行業及市場的良性發展。(3)選擇有代表性的農村,如旅游區或待開發的旅游區域等作為推廣示范的試點,建設太陽能采暖與生物質能等多種可再生能源綜合利用工程,以探索北京地區新農村建設中合理的能源建設模式,為農村能源結構建設積累經驗。135 昌平區馬池口綜合辦公樓多能互補采暖項目昌平區馬池口綜合辦公樓多能互補采暖項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 工程項目為清華陽光公司多能源復合供暖制冷工程,該工程位于北京市昌平區。本工程所涉及的綜合樓的總面積為 4500,其中辦公區和宿舍區各占一半。本方案設計綜合樓冬季采暖的熱能由空氣能和太陽能提供大部分能量,少量利用工業余熱,并通過水源熱泵二級升溫組成的多
138、能源綜合利用系統;綜合樓的夏季制冷是通過水源熱泵將室內熱量排放到工業余熱水池中,從而實現馬池 4500 綜合樓的冬季供暖和夏季空調。系統主要設備有:(1)U 型管式太陽能集熱器,太陽能保證率 40%;(2)兩種型號空氣源熱泵機組;(3)水源熱泵機組;(4)儲熱水箱;(5)原有工業余熱水池,2000m,(6)末端風機盤管,根據房間大小不同選擇型號;(7)板式換熱器用于太陽能與水箱換熱和用于供暖換熱。(8)另外有循環水泵、軟化水設備,補水設備等。二、二、系統結構及原理系統結構及原理 系統運行原理及方式:(1)太陽能集熱器把太陽能轉變成熱能,使集熱器聯箱升溫,循環泵通過板換把采暖貯熱水箱中的水加熱,
139、加熱過的熱水儲存在采暖儲熱水箱中以供使用。(2)當儲熱水箱內的水低于設定溫度時,空氣源熱泵自動啟動,將儲熱水箱內的水加熱到設定溫度后停止。(3)空氣源的溫度加熱滿足不了供暖需求時,此時切換到水源熱泵與空氣源相結合給辦公室供暖。(4)如果工業余熱水池的溫度高于 15 度,也可以采用工業余熱和水源熱泵相結合的方式,給辦公室供暖。(5)夏天時,采用工業余熱水池與水源熱泵相結合給辦公室供空調,把多136 余的熱量通過水源熱泵排到工業余熱水池中。(6)室內采用高效節能的風機盤管給室內供暖及供空調。系統運行原理圖 工業余熱來源于車間生產產生的去離子水,工業余熱水池共 2000m,溫度為 1525。辦公樓原
140、來有傳統能源-燃煤鍋爐提供采暖,整個廠區面積約 20000,車間采暖溫度比宿舍樓溫度低,廠區的采暖采取外包的模式,全年采暖費用約 65萬元。綜合樓的年采暖和制冷費用共約 20 萬元左右。本次改造僅對綜合樓的采暖和空調進行改造,綜合樓的外墻保溫、門窗以及其他的照明和水電管路均未改造。三、三、社會經濟效益分析社會經濟效益分析 綜合樓年實際需要的供暖和制冷的總能耗為 71.86 噸標煤,改造后系統運行的年耗能量為 17.41 噸標煤,綜合樓改造后年節能 54.45 噸標煤,年二氧化碳減排量為 328.9 噸。改造后綜合樓采暖制冷的年總運行費用 12.14 萬元,冬季采暖的運行費用為15.69 元/m
141、2采暖季,夏季制冷的運行費用為 11.29 元/m2季,運行費用低。目前國家大力支持使用清潔能源,若將本系統在北京及周邊郊區的學?;蚬S有推廣,具有很強的市場競爭力和實用性。以每年 20 套的推廣,以北京地區為例,可實現銷售收入 6000 萬元以上,具有較為顯著的經濟效益,同時可節約1089 噸標煤,約減少二氧化碳等溫室氣體排放 6578 噸,社會效益顯著。四、四、典型經驗和做法典型經驗和做法 系統優先采用清潔能源太陽能供暖,節能環保;另外本系統使用 U 型管式太137 陽能集熱器,U 型管內采用防凍液循環,系統的集熱效率高,不用電伴熱帶,系統提供的熱量高,用電量少;另外系統的太陽能面積和水箱
142、的體積以及系統的熱負荷的配比更加優化合理,可以保證太陽能集熱器始終保持在較高的效率下運行。系統中使用的產品都是節能產品,另外系統的設計優化,各能源配比合理,使系統始終保持高效運行。系統冬季采暖運行綜合 COP 在 3.56 之間,系統夏季制冷綜合 COP 在 3.55 之間。因此本項目最大化利用清潔能源,可減少環境污染、節約常規能源,具有高效、節能、環保、可靠等性能優點;產品符合國家產業政策,滿足“產品質量優良化,資源、能源節約化,生產過程清潔化,產品使用無害化”的要求。清華陽光公司在多年的太陽能熱利用的研發和生產中積累了豐富的經驗,具備優秀的產品和先進的技術,通過進一步的系統研發,設計出清潔
143、能源復合多能源采暖、制冷系統取代燃煤,解決冬季采暖、夏季空調問題,將本套系統推廣到我國廣大的有采暖或空調需求的地區,將節約大量燃煤,減少環境污染,且帶來較大經濟和社會效益。五、五、問題和建議問題和建議 一是太陽能、空氣源、水源和工業余熱相結合進行供暖的方案切實可行,系統中太陽能和空氣能等清潔能源的貢獻率高,系統運行費用低,系統可以進一步推廣。二是太陽能集熱器供暖系統設設計和安裝、空氣源供暖系統設計和安裝、水源熱泵與工業余熱相結合的采暖制冷設計和安裝系統、以及系統設備間的布置和系統末端的安裝,管路的設計和安裝連接等施工的各個部分,都需要深入的溝通,相互協調,才能做到系統的真正能用、好用和節能,才
144、能實現預期的效果。三是本采暖空調多能源復合系統不是單一產品,它包括 U 型管集熱器、儲熱水箱、空氣源熱泵、水源熱泵、設備間、循環泵、末端風機盤管、管道連接和控制系統等,系統中每個部件的質量都要合格,要滿足使用要求安全可靠性的要求。另外各個系統的設備匹配要合理,才能保證系統的安全高效運行。四是在項目系統設計、零部件采購和施工安裝的階段應控制好時間節點,加強部門間的配合。138 3.3 天津市 天津武清大自然文薈廣場中深層地巖換熱供暖項目天津武清大自然文薈廣場中深層地巖換熱供暖項目 一、項目基本情況一、項目基本情況 (一)項目背景 該項目為國家住建部超低能耗建筑的重點示范項目,由北京住總集團聯合德
145、國 PHI 認證設計并承建,為亞洲鉑金級(最高級別)的被動式建筑。經過德國PHI 機構專家、北京住總節能中心專家多輪考察、論證,最終選擇采用中深層地巖換熱聯供系統為該項目提供低成本的供暖、供冷、及生活熱水供應服務,真正的實現超低能耗運行、被動式建筑的設計。(二)項目基本信息 項目位置:天津市武清區大自然文薈廣場 供能面積:5 萬平方米 建筑結構:酒店+寫字樓+商業體 技術采用:2 口 2000m 縱深、只取熱不取水的深層地巖換熱井 供熱起始:自 2020 年供暖季起 項目模式:北京住總集團出資、柯瑞斯新能源 EPC 總包實施 二、項目實施二、項目實施 EPC 總包實施,提供整體交鑰匙工程:(1
146、)整體的供熱、供冷、生活熱水解決方案:包含前期地質勘測、能源系統設計、整體技術及工藝實施方案(2)自有的專利技術:中深層地巖換熱聯供技術以及系統中涉及的所有柯瑞斯專利技術及產品(3)由自有隊伍完成項目所有的工藝實施:熱井鉆探、能源系統建設、控制系統設計及裝配,新風系統設計及裝配、室內末端系統建設、供熱管網設計及建設、能源物聯網系統的研發、設計及建設等(4)項目完工調試、后期定期維護、遠程能源監控、對甲方管理人員的專業培訓等 139 三、系統分析三、系統分析 (1)項目實際實施周期四個月、為 5 萬平方米的酒店、商業體、寫字樓綜合體提供清潔供暖、供冷、24 小時生活熱水供應服務;(2)同時為該項
147、目設計并建設新風及空氣凈化系統;(3)搭配公司與 360 集團合作研發的能源物聯網管控平臺,實時采集、分析該項目的各項能源數據;(4)總項目額 3200 萬元,2 口深層熱井換熱聯供,該項目單口效力近 25000平方米;(5)熱井換熱溫度 45-55,井底溫度 85-90;(6)2020 供熱季,運行成本僅 7-8 元/平方米;供冷季運行成本 10-11 元/平方米;(7)EPC 模式,提供全面的整體解決方案,自主知識產權供熱技術及設備制造;(8)專業技術團隊、鉆探團隊,十項實施標準嚴格把控;(9)365 天 24 小時不間斷遠程能源中心監控(可遠程控制);(10)全自動化控制、無人值守。項目
148、全景 140 熱井鉆探 地下能源站內部工藝 新風系統 141 室內末端系統 智慧能源管控平臺 熱井成井 142 四、項目總結四、項目總結 該項目為亞洲最高級別(鉑金級)超低能耗建筑,獲德國權威 PHI 認證。項目所在地位天津市武清區,武清擁有數十年的地熱開發利用歷史。2019 年 4 月,根據中央指示,武清全面封停取水型地熱井,以避免因地下熱水過度開采造成的土地沉降及嚴重的生態資源破壞。武清專門成立工作小組對中深層地巖換熱取熱不取水的地熱開發技術作為重點考察對象,并決定將該技術作為可有效、合法、合規取代取水型熱井的最佳解決方案。該項目采用中深層地巖換熱聯供系統為其進行供熱、供冷、生活熱水的供應
149、服務。充分利用當地優質的深層地熱資源,以完全不取水為核心原則,達到百分之百零污染、零排放。以超高的建設規格及示范作用搭配超低后期運維成本及最先進的能源物聯網管控平臺,成為全國范圍內被動式建筑能源供應的極佳示范。143 3.4 河北省 宣化京張奧園區展示交易中心電極鍋爐蓄熱項目項目宣化京張奧園區展示交易中心電極鍋爐蓄熱項目項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 本項目為宣化京張奧園區展示中心熱源系統,服務對象為物流中心的展示交易中心。展示交易中心地上二層、地下一層,主要功能為交易廳、多功能廳、辦公室、會議室、餐廳、超市等。項目建筑高度 12.6m,總建筑面積 22067,采暖面積 18619。建
150、筑樓層高,窗墻比大,采暖面積指標較普通建筑大。根據該地區電價政策條件,本項目設計采用電極鍋爐結合水蓄熱作為采暖熱源方案。本項目電價政策情況如下:分時電價 低谷電 平段電 高峰電 時段 22:00-6:00 6:00-10:00 12:00-13:00 19:00-22:00 10:00-12:00 13:00-19:00 電價 0.227532 元/kWh 0.5192 元/kWh 0.673232 元/kWh 二、二、技術路線及工藝流程技術路線及工藝流程 冬季采暖設計最大熱負荷為 1271kW,設計熱負荷系數 70W/。熱源采用 1 臺 3MW 的電極鍋爐蓄熱供熱,蓄熱溫度為 85/55,4
151、50m蓄熱水罐全量蓄熱,最大蓄熱量 14000kWh。夜間低谷電時間電極鍋爐一邊蓄熱一邊向末端提供少量供熱,以保證交易中心基本防凍負荷。日間平段電和高峰電時期鍋爐停運,全部采用蓄熱罐進行末端供熱。144 三、三、主要設備選型主要設備選型 根據上述設計思路及相關測算,主要設備選型如下:序號 設備名稱 設備規格參數 單位 數量 備注 1 電極式熱水 鍋爐 10kV,功率 3MW,供回水溫度 90/60 臺 1 2 鍋爐循環泵 Q=86m/h,H=25mH2O,功率 9.2kW 臺 2 3 鍋爐板式換 熱器 換熱量 3MW,一次側 90/60 ,二次 側 55/85 臺 1 4 熱水循環一 次泵 Q
152、=65m/h,H=25mH2O,功率 7.5kW 臺 2 變頻,一用一備 5 供熱板式換 熱器 換熱量 1.5MW,一次側 85/55,二次側 50/70 臺 1 6 熱水循環二 次泵 Q=65m/h,H=35mH2O,功率 15kW 臺 2 變頻,一用一備 7 鋼制蓄熱水罐 容量 450m,直徑 8m,液位高度 9m,蓄熱 溫度 55/85,蓄熱量14000kWh 臺 1 8 軟水處理器 額定處理水量 8m/h,雙罐,不間斷處理 套 1 9 軟化水箱 容量 3m 臺 1 10 水處理裝置 含補水泵、加藥裝置等 套 1 11 系統補水泵 Q=7m/h,H=35mH2O,功率 1.5kW 臺 2
153、 變頻,一用一備 12 鍋爐補水泵 Q=2m/h,H=35mH2O,功率 0.55kW 臺 2 變頻,一用一備 13 排污泵 Q=10m/h,H=15.8mH2O,功率 1.5kW 臺 2 一用一備 145 四、四、生產運行情況生產運行情況 本項目供熱采暖系統于 2019 年 12 月 5 日開始電極式鍋爐直接供熱,12 月 25 日開始電極式鍋爐結合蓄熱水罐全量蓄熱供熱,2020 年 1 月 17 日正式竣工驗收,2020 年 1 月 23 日完成采暖系統試運行。電極式鍋爐蓄熱系統投入使用后,室內溫度控制白天 1820,夜間 1216。功能房間 供熱面積()房間室內溫度(白天 8:0018:
154、00)房間室內溫度(夜晚 18:008:00)供熱 時段 地上一層 超市 1160 19 15 24h 臨時交易廳 1054 19 15 24h 普通辦公室 880 20 16 24h 辦公室 880 20 16 24h 一號交易廳 1685 18 14 24h 臨時交易廳 820 19 14 24h 餐廳 887 18 15 24h 廚房 932 20 16 24h 其他(保溫)約 1000 18 12 24h 地上二層 小會議室 265 20 16 24h 開敞辦公區 3464 18 15 24h 普通辦公室 1100 20 15 24h 多功能廳 852 20 16 24h 大會議室 8
155、52 20 16 24h 23 號交易廳 1361 19 15 24h 其他(保溫)約 1000 18 12 24h 合計 18192 物流中心的展示交易中心的各個功能房間溫度控制在 1820左右,達到設 計的采暖溫度要求,且目前展示交易中心尚未全部投入使用,房間內人員和設備 未入駐。待設備和人員入駐后,房間供熱負荷需求將會更小,采暖系統能夠滿足 未來真正投入運營和使用后的采暖負荷需求。五、五、項目經濟性與環境效益項目經濟性與環境效益 項目經過一年多的全自動穩定運行,得出下列結論:146 采暖系統平均綜合供熱效率達到 89.77%,部分時間段平均能效可達 92.8%;單位供熱量的電費為 0.2
156、566 元/kWh;每天的單位面積供熱用電電費為 0.163 元/(.天)每個月的單位面積供熱用電電費為 4.89 元/(*月);電極鍋爐、蓄熱罐、水泵運行達到設計要求,運行穩定可靠;控制系統運行穩定可靠,全自動運行;系統放熱根據需求全自動調節,調節靈活性好。項目可節約標準煤 10326 噸/年,減少二氧化碳排放量 27570 噸/年,助力實現碳達峰、碳中和目標。六、六、典型經驗和做法典型經驗和做法 項目采用高壓電極鍋爐+水蓄熱技術,整套系統的造價低,系統效率高(供熱效率 92%以上),多工況聯合運行,系統使用靈活,可靠性高。通過水蓄熱可利用低谷電時段蓄能,也可及時消納新能源,峰電時段釋能實現
157、低成本供熱,即實現能源 的“移峰填谷”節省用電費用,有利于建筑電氣化,零碳運行目標。采用高壓電極式鍋爐占地面積小,同時減少 0.4KV 配電系統,降低電力投資成本。電極鍋爐轉換效率高達 98%,具備豐富的故障檢測、事故報警、聯鎖保護等功能,保證鍋爐的安全可靠運行。電極式鍋爐負荷調節性能好,在 10-100%負荷范圍內的無級調節,單臺功率可達 50MW 以上。電能(尤其是清潔電能)豐富地區,且具有明顯的峰谷電價差,具有供熱需求且綠色能源示范區,與太陽能供熱、太陽能發電+供熱、風能發電+供熱等形成有效的清潔供暖系統,也可以結合多能源互補運營。七、七、問題和建議問題和建議 (一)項目建設及運營過程中
158、的問題 補貼政策存在不確定性,僅有部分省市已建立清潔供暖的補貼標準,補貼能否落實也存在風險;147 地方引導政策存在不確定性,部分省市還未執行峰谷電價;(二)項目需要的政策需求及建議 雙碳壓力下,清潔供暖對低碳減排貢獻巨大,環境效益突出。建議對涉及民生工程的供暖項目,出臺合理有效的峰谷電價差等政策;在清潔能源替代獎補資金等方面,進一步明確配套支持性政策,位于公共區域的供熱管網能夠納入市政基礎設施建設,減少投資成本,調動更多企業參與投資,為項目開發提供便利條件,助力城市實現碳中和。相關省市應公開發布清潔能源和峰谷電價發展政策,為企業投入該行業堅定信心。148 晉州市晉州市 20192019-20
159、202020 年農村地區“電代煤”年農村地區“電代煤”-分體式地源熱泵清潔分體式地源熱泵清潔 采暖項目采暖項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 北方農村燃煤采暖是霧霾產生的重要成因。2016 年中央財經領導小組會議強調“加快提高清潔供暖比重”。2017 年國家發布關于加快淺層地熱能開發利用促進北方采暖地區燃煤減量替代的通知,淺層地熱能作為可再生能源,得到國家相關政策鼓勵和支持?;谏鲜?,河北博納德能源科技有限公司發明了適合北方農村的小型分體地源熱泵供暖供冷技術產品,它將大型商用地源熱泵系統家電化、小型化,以家用電器的形式推廣到了千家萬戶的農村市場,已經在我國北方農村地區取得近 10萬戶規模推
160、廣應用,是目前最便宜、最適合農戶的采暖制冷技術,取得良好社會效益。二、二、技術路線技術路線 淺層地熱能小型分體式地源熱泵技術。是利用地下土壤溫度穩定的特性,利過深埋建筑周圍地下的管路與周邊土壤換熱,輸入少量電能驅動熱泵,提取淺層地熱能向室內供熱制冷的技術手段,是當前綠色可再生能源主要技術之一。三、三、工藝流程工藝流程 國家新型發明專利“地源睿寶”小型分體地源熱泵產品(ZL201721922759.0),為分體家用空調形式,主要由室內外機、管路及控制系統構成,轉子壓縮機、蒸發器、膨脹閥、水泵組裝于室外機,安裝在室外,冷凝器、貫流風扇在室內機,安裝在室內。冬季采暖,制冷劑與地下埋管換熱器中的水(或
161、防凍劑)在室外機的蒸發器中進行換熱,壓縮機將換取熱量送至室內機冷凝器,由貫流風機送出熱風;同時夏季還可制冷,非常適用于北方農村分散住戶采暖,技術優勢明顯。149 室外室外安裝效果圖安裝效果圖 室內室內安裝效果圖安裝效果圖 四、四、技術標準技術標準 為規范分體式地埋管地源熱泵系統工程的設計、施工及驗收,保證工程質量,博納德聯合河北建筑設計研究院、河北工業大學主編了分體式地埋管地源熱泵系統工程技術標準河北省工程建設標準,填補了國內技術空白,目前正在申報國家標準。五、五、主要設備主要設備 設備名稱:博納德“地源睿寶”分體式地源熱泵 型號:BSS010RW*2。技術參數:設備由一臺室外機和兩臺室內機組
162、成,滿足兩個房間 60 采暖,兩臺機器同時開啟電功率:150 夏季制冷量:5700W;額定功率:1200W,單臺:600 W 冬季制熱量:5700W;額定功率:1440W,單臺:720 W 六、六、環保效益環保效益 晉州市自2019年-2020年,共計完成24821戶采暖改造實施,減少了約28848噸標煤燃燒,可減少二氧化碳排放約 76737 噸、二氧化硫 245 噸、氮氧化物 213噸以及粉塵 288 噸,對改善區域大氣質量有積極示范作用。七、七、優缺點分析優缺點分析 (一)技術優勢:一是“用得起,用得好”。地源熱泵只是淺層地熱的搬運工,用一份掏錢的電能,驅動機器運轉,從地下交換獲取 4-5
163、 倍不掏錢的熱量進行供熱,耗電少;二是“無燃燒,零排放,無污染”;是通過地下土壤進行的熱交換物理過程完成采暖,只采熱不燃燒,并且淺層地熱“熱恒定,取不盡用不完,可再生”;三是“隨心用隨地開,豐儉由己的一鍵智能采暖”。使用時在家用遙控器,離家在外通過手機 APP 遠程操作,可隨時開啟機器管理房間溫度;四是“可供熱能制冷、壽命長、不需改電網”。壽命達 20 年,不需電力增容。施工簡單,建設周期短。五是可以實現農村智慧供熱新模式。(二)技術短板:如果政府電代煤專項資金補貼少的情況下,老百姓經濟承受能力差。二是受地質條件因素影響。在山區及巖石地質區域,施工難度增加,費用增大。實現農村清潔采暖智慧供熱的
164、意義:博納德小型分體地源熱泵節能高效,吸收了家用空調安裝、使用、維修簡便靈活的優點,適合北方農村大面積自采暖。真正破解了北方冬季供暖氣荒、電緊、資金有限的農村“雙代”工作矛盾,找到了切實可行的辦法。通過博納德淺層地熱能采暖新能源管理智慧系統,可實現將原來農村傳統的簡單、粗曠燃煤、秸稈燃燒的家居生活方式,變成“一氣、一泵、一電”精細用能模式,“一氣”即是高品質燃氣做飯,“一泵”通過熱泵提取環境低品質熱能實現供暖制冷、生活熱水,“一電”通過物聯網將家電產品實現智能管理,精細用能,科學用能(含太陽能發電)。減少排放優化居住環境,最終實現人與自然和諧。151 八、八、項目的適用推廣范圍項目的適用推廣范
165、圍 適宜范圍:一是適宜農村分散式住宅“電代煤”采暖改造,以及各市縣鎮鄉的機關、學校、醫院、福利院等公共服務單位冷暖應用。二是適合北方大部分嚴寒區域,供熱效果不受環境、季節、氣候的因素影響。三是從地質條件考慮,本著“因地適宜”的原則,適合松散地質條件的廣大平原地區。九、九、問題和建議問題和建議 (1)加大推廣力度,優選納入我國北方清潔采暖方案。(2)調整資金補貼比重,政府電代煤政策中,將農村淺層地熱能清潔采暖技術形式的補貼政策提高,減輕農戶負擔,讓更多的群眾受益,早日實現新農村生活宜居方式。152 河北省清河縣污水源熱泵供熱項目河北省清河縣污水源熱泵供熱項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 河
166、北省清河縣怡?;▓@污水源熱泵供熱項目由中石化綠源地熱能開發有限公司建設和運營,本項目位于清河縣新材料工業聚集區(龍江街以南,天山路以北),2020 年建成運行,從碧藍污水處理廠的污水中取熱,為怡?;▓@小區供熱,供暖面積 21.3 萬平方米。本項目的熱源是處理后的污水(中水)。碧藍污水處理廠每日處理水量為1.562.37 萬立方米/天,處理后的中水溫度為 14.527.2,處理后的中水水質符合黑龍港流域及運東流域水污染物排放標準(DB13/2797-2018)。污水來源主要是居民生活污水,流量、水溫和水質較為穩定、持續,是理想的低品位熱源,可作為熱泵機組的熱源進行利用。結合對污水處理廠區域的居民
167、自來消耗的水量、水溫調查,相互印證后,確定以 1.5 萬立方米/天、14為設計基礎參數。二、二、技術路線及工藝流程技術路線及工藝流程 本項目以碧藍污水處理廠處理后的中水作為低品位熱源,采用水源熱泵機組獲取中水中的熱量進行供熱利用。中水(14)經過污水潛水泵與自清洗過濾器,分別進入高區與低區熱泵機組的蒸發器,溫度降低到 6,再返回至污水處理廠(原中水管線取水點的下游),形成中水側循環,在這個過程中熱量轉移至供熱系統。供熱系統循環水分別通過高區和低區熱泵機組獲取中水中熱量,高低區供、回水溫度 45/35各自獨立往復循環,將熱量分別供給高區、低區采暖用戶,將中水余熱轉化成供熱產品。詳見圖 1。153
168、 圖 1 清河縣污水源熱泵供熱項目工藝流程示意圖 三、三、主要設備選型主要設備選型 本項目主要設備有提升泵、接力泵、自清洗過濾器、水源熱泵機組、循環泵、補水泵等。其中,熱泵機組、自清洗過濾器是本項目的關鍵設備,1 臺 1459 千瓦高區熱泵、3 臺 2264 千瓦低區熱泵(詳見表 1),總供熱負荷 8251 千瓦。自清洗過濾器能夠過濾管道及系統殘留的相對大直徑顆粒、攔截或吸附一部分微生物和細菌,有效防止熱泵機組內換熱管堵塞,處理量 800 立方米/小時。表 1 熱泵機組主要參數 序號 名稱 單位 高區熱泵機組 低區熱泵機組 1 名義制熱量 kW 1458.8 2264 2 制熱 COP 4.9
169、5 5.38 3 制熱輸入功率 kW 294.8 421 4 蒸發器側進口 14 溫差:8 14 溫差:8 5 蒸發器側出口 6 6 6 冷凝器側進口 35 溫差:10 35 溫差:10 7 冷凝器側出口 45 45 8 耐壓 MPa 1.6 1 9 數量 臺 1 3 154 四、四、項目經濟性項目經濟性 本項目 2020 年 11 月 15 日投入試運行,正式運行不足一個采暖季,因此項目經濟性參照可研報告。項目總投資 1876.77 萬元,稅后內部收益率 8.17%,投資回收期 9.61 年。詳細情況如下:1、項目全部建成后,完成建設投資 1814.38 萬元,建設期利息 44.45 萬元,
170、鋪底流動資金 17.94 萬元,總投資 1876.77 萬元。2、暖費標準為民住宅每年每平方米 22 元,公共建筑每年每平方米 33 元。本項目為老舊小區,沒有基礎設施配套費收入,清河縣人民政府按照建筑面積每平方米 40 元給予建設補貼,2020 年、2021 年分別支付 50。3、人工成本年需 6.6 萬元,水費年需 2.94 萬元(含稅),材料費年需 0.84萬元(含稅),電費年需 189.32 萬元。五、五、環境效益環境效益 本項目使用中水余熱作為主要“燃料”,整體環保水平較好。但是運行過程中,水源熱泵機組、提升泵、接力泵、補水泵、供暖循環泵消耗一定的電力。與燃煤集中供暖系統平均水平相比
171、,每年可節約標煤 1250 噸,減排二氧化碳 3070 噸、二氧化硫0.55 噸、氮氧化合物 0.78 噸、粉塵 0.16 噸,具有較高的環保效益。六、六、典型經驗和做法典型經驗和做法 碧藍污水處理廠隸屬清河縣水務局管理。水務局主動為兩家單位牽線搭橋提供服務,組織專家進行方案論證,報請政府批準,水務局與中石化綠源地熱公司簽定了中水免費利用協議。推動給予項目財政資金補貼 40 元/平方米,促使污水源熱泵供暖項目達到合理收益,快速啟動建設,促成民生供暖工程當年改造,當年投入供暖運行。污水處理和清潔供暖同屬民生工程,本項目將處理后的中水再度利用,變廢為寶,實現了污水處理與民生供暖的雙贏深綠發展。在我
172、國大部分城市,污水處理廠歸屬公用事業、生態環境、水務等政府部門管理,由政府建設和運營,或企業投資建設、從政府獲取處理費運營,地方政府直接管理污水處理廠或者有著很強的影響力,與清河縣的情況相似,便于協調建設污水源熱泵供暖制冷項目。清河縣開展污水源熱泵供暖的經驗和做法適合在全國城市推廣。155 在資源方面,隨著城市化發展和環保要求提高,我國城市污水處理率越來越高,適合開展供熱制冷的低品位熱源將越來越多,特別是大中型城市污水資源量較大、穩定、水質好,可以作為周邊地區供熱制冷的低品位熱源,實現變廢為寶。在工程方面,與中深層和淺層(地下水、土壤源)等其他地熱能供熱、生物質供熱、太陽能供熱方式相比,其建設
173、施工不需要占用大量土地面積(本項目只有污水提升泵房和管道建設有少量的施工占地),適應城市建筑密集區的建設施工條件。在經濟方面,建設投資與地熱下水源、土壤源供熱項目相比接近或比略低;運行成本與兩者相比接近。在收取基礎設施配套費或者少量政府財政補貼(本項目 40 元/平方米)的情況下,能夠以經濟可承受的價格(本項目 22 元/平方米/年)向城市居民提供供熱服務。周邊若有需求,還可以提供同時制冷服務。綜上各種條件,污水源供熱制冷是淺層地熱能利用的一種方式,非常適合作為老城區熱源替代改造和大中型城市可再生能源供暖的有效補充路徑。七、七、問題和建議問題和建議 (一)污水熱泵供熱制冷納入城市規劃,享受可再
174、生能源政策支持。我國大部分城市擁有污水處理廠,但是利用污水開展供熱制冷的項目卻不多見。一些地區并不了解污水源熱泵供熱制冷屬于淺層地熱能利用的一種方式。建議一方面,對已經出臺的地熱能、可再生能源等相關政策進行解釋,明確污水源熱泵供熱制冷是淺層地熱能利用的方式之一,可以享受相同的政策支持,同時加大宣傳力度。另一方面,在城市規劃中要統籌考慮污水廠建設與供熱制冷的協同發展,按照就近的原則,在污水處理廠周邊,優先規劃污水源供熱制冷。(二)展污水源熱泵冷暖雙供,提高資源利用程度。本項目的熱泵設備具備冷暖雙供功能,即在冬季供暖、在夏季制冷。但是由于本項目是熱源改造項目,采暖小區已經建成,用戶末端只有地板輻射
175、采暖設備,沒有安裝風機盤管等末端制冷設備,因而無法進行夏季制冷。建議污水源熱泵供熱制冷項目開發單位繼續在周邊尋找和發展潛在的制冷用戶,既能提高資源利用程度,達到更好的節能減排效果,又可以增加企業收入,實現環境效益與經濟效益雙贏。類似新建類似的污水源熱泵項目應提前謀劃,尋找同時具有末端供熱、制冷設備的建筑,可以利用共同的供熱制冷管道,避免供或熱制冷單項負荷剩余,實現工程項目節約集約開發建設。156 四季沐歌河北益民五金四季沐歌河北益民五金股份有限公司太陽能股份有限公司太陽能+地源熱泵清潔供熱項目地源熱泵清潔供熱項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 河北益民股份太陽能跨季節蓄熱供熱工程位于河北省
176、滄州市南皮縣,總建筑面積 4.2 萬平方米,項目采用太陽能集中式供熱水系統為職工宿舍提供生活熱水,當太陽能熱水系統的熱量滿足供生活熱水需求時,剩余的熱量通過板式換熱器貯存到土壤源熱泵系統中進行蓄熱,提升土壤源熱泵系統中土壤的溫度。系統設計采用優先使用太陽能的原則設計,采用全自動控制,無須人員操作;各類閥門設備安裝便于拆卸與檢修。平時,太陽能優先供給生活熱水,并且將剩余能量通過板換換熱間接由地埋管向土壤蓄熱以用于采暖季的采暖,最大化的利用太陽能。二、二、技術要點技術要點 河北益民股份位于河北省南皮縣。南皮縣位于河北省滄州市南部,南運河畔,東南與山東省相鄰。座標為東經 11704,北緯 3905,
177、處于暖溫帶半濕潤大陸季風氣候區。受季風環流控制,冬季寒冷少雪,春季干燥多風,夏季炎熱多雨,秋季以晴為主。極端低溫27.6(1979 年 1 月 30 日),極端高溫 41.4(1968 年 7 月 30 日),年平均氣溫 12.3。年日照總時數 2938.6 小時,年總輻射量 133.6 千卡/平方厘米(5584.48MJ/)。無霜期 180 天左右,最早霜期 10月 9 日(1969 年)。年均降水量 550 毫米。年均風速 3.6 米/秒,最大風速 21.3米/秒。河北益民股份太陽能跨季節蓄熱供熱工程系統類型為直接式、強制循環系統,采用橫雙排全玻璃真空管型太陽能集熱器,太陽能集熱器的規格為
178、中58mmx1800mm50 支,太陽能集熱器總面積為 619.85,總輪廓采光面積為538.23,太陽能集熱器安裝在屋頂屋面鋼架上,安裝傾角為 10 度,太陽能熱水系統配置 1 個 4m集熱水箱和 1 個 25m,貯熱水箱,水箱的保溫材料均為 50mm 厚的聚氨酯,系統輔助熱源為土壤源熱泵系統,日照不足及陰雨天氣時保證熱水供應。本太陽能熱水系統設計要求為:為用戶每天提供 55生活熱水 20m。本項目適用于光照條件及地熱條件較好的項目。157 系統運行原理為:太陽能集熱器收集的熱量貯存在集熱水箱,當集熱水箱與貯熱水箱的水溫相差 5時,啟動水箱間循環泵,將集熱水箱的熱量傳遞到貯熱水箱,周而復始,
179、使貯熱水箱的水溫升高,達到用戶所需的溫度。當貯熱水箱的水溫大于 50時,系統自動開啟蓄熱循環泵和地埋管循環泵,通過板式換熱器,將貯熱水箱的熱量貯存到土壤源熱泵系統中進行蓄熱,提升土壤源熱泵系統中土壤的溫度,當貯熱水箱的水溫低于 45時,系統自動停止蓄熱循環泵。系統使用的集熱器為四季沐歌全玻璃真空管集熱器,集熱器特點為:真空管航天鍍膜技術使用超越三靶鍍膜,獨特紫色膜層,剛玉石膜層,有效租個膜層氧化老化好用 25 年;真空管超高真空度達 510-4Pa,聯箱采用恒溫高壓聚氨酯發泡,保溫性能極強,鎖住熱量不散失。三、三、資源能源和經濟社會效益資源能源和經濟社會效益 本項目為 2014 年安裝運行,全
180、年提供生活熱水,并且多余熱量通過地源熱泵補充進土壤,用于 120 天供暖,生活熱水溫度為 55,供暖平均室溫 22。158 項目采用的太陽能集地源熱泵技術均為清潔能源,并且技術安全成熟,四季沐歌擁有國內先進的太陽能產品設計、制造、安裝和服務的經驗,整個系統運行穩定,保證率高。本項目采用太陽能和地源熱泵多能源復合供熱。土壤源熱泵不需任何的人工熱源,冬季從土壤中取熱,向建筑物供暖。由于其獨特的節能和環境效益,會得到更廣泛的應用。但它也存在一定的缺陷,如:由于土壤傳熱系數較小,換熱強度較低,使其需要較大的換熱面積,這將受到實際應用場地的限制特別是在北方寒冷地區全年采暖總熱負荷大于總冷負荷的情況下,由
181、于熱泵取、放熱的不平衡,導致土壤溫度得不到有效地恢復,從而造成土壤溫度不斷降低,這不僅使熱泵機組的 COP 值下降,同時,因蒸發溫度和冷凝溫度不斷變化致使熱泵運行的工況不穩定。這時我們引入太陽能補熱系統,太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的潔凈能源,越來越被廣泛重視。且我國所處地理緯度,使我國年日照時間大于 2000 h 的地區約占全國面積的 2/3,處于利用太陽能較有利的區域內。但太陽能利用受自然氣象條件影響較大,如地理位置、季節、晝夜等自然條件的影響和陰天、雨雪天氣等氣象條件的影響,使其在應用過程中不能連續穩定的運行。應用太陽能輔助土壤源熱泵系統是對可再生能源進行綜合利用、使不同資源得以較好
182、的發揮作用的一種有效方法。太陽能輔助土壤源熱泵系統,這樣既避免了冷熱負荷不平衡造成土壤溫度場逐漸失衡的缺點,又克服了單獨太陽能系統滿足不了夏季制冷要求的不足。因此,在建筑中因地制宜地采用不同形式的地源熱泵輔以太陽能利用技術,既節約了能源,又保護了環境,符合國家資源與環境戰略決策。系統節能減排效益情況表:序號 項目 評價結果 1 年太陽能保證率(%)81.6 2 全年集熱系統效率(%)44.2 3 全年常規能源替代量(tce)127.5 4 費效比(元/kWh)0.04 5 全年二氧化碳減排量(t)314.9 6 全年二氧化硫減排量(t)2.55 7 全年粉塵減排量 1.28 159 序號 項目
183、 評價結果 年節約費用(元)498978 靜態投資回收年限(年)1.4 8 貯熱水箱熱損因數(W/mk)11.7 160 低能耗獨立農宅陶瓷太陽能取暖系統項目低能耗獨立農宅陶瓷太陽能取暖系統項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 河北黑瓷老人太陽能科技有限公司是以生產、研發陶瓷太陽能集熱器的吸熱體、使用壽命、太陽能與建筑一體化、太陽能采暖系統技術、夏季排空防過熱、冬季排空防凍、不使用防凍液、伴熱帶等一體的太陽能企業,改變了現有光熱太陽能的吸熱基理。本公司于 2018 年在位于唐山市曹妃甸工業區的生產基地建設了四棟低能耗獨立農宅陶瓷太陽能取暖系統的示范,房屋面積分別為 113、153、246、3
184、05,每個采暖季都對太陽能采暖能耗、室內溫度、輔助熱源用能情況都做如實記錄。示范項目由 4 座獨棟的示范房組成,建筑結構為磚混結構,外墻、屋面分別采用 70mm、80mm 聚氨酯保溫層,地面保溫采用 60mm 聚氨酯保溫層,外墻保溫鋪設至室外地坪以下 300mm,外窗采用平開式、雙層雙玻塑鋼窗,入戶門為實木保溫門,附加防風門斗。供暖系統采用陶瓷太陽能供暖系統,末端通過地板輻射為建筑供暖。1 號示范房的建筑面積 153m2,平頂單層住宅,3 室 2 廳 2 衛,共安裝 26 塊太陽能集熱器,集熱器總面積為 52m2,末端系統采用地板輻射,集熱器總面積與建筑面積比為 1:3。一號示范房 161 一
185、號示范房室內 二、二、應用效果分析應用效果分析 12 月 1 日2 月 1 日期間,對以上建筑節能技術的應用情況進行測試。實測室外環境空氣的平均溫度為-4.9,最低溫度-15.4;同時由于該項目臨近海邊,相對濕度較大,實測室外環境空氣的平均濕度達 60.25%。根據對 2 號示范房的實測數據,室內平均溫度為 20,滿足設計與居住條件要求。室內外溫度記錄 -20-10 0 10 20 30 40 50 11/24 12/4 12/14 12/24 1/3 1/13 1/23 2/2 2/12 室外溫度()室內溫度()162 三、三、系統能耗分析系統能耗分析 基于 2 號示范房測試數據,對該系統的
186、能耗狀況進行分析,主要包括太陽能集熱系統、水箱蓄熱系統、地暖蓄熱系統和末端供熱系統。(一)太陽能集熱系統 2 號示范房太陽能集熱系統主要由 20 塊陶瓷太陽能集熱板組成。單塊太陽能集熱器面積為 2.0m2,采光面積為 1.65m2;則合計集熱器面積 40.0m2,采光面積為 32.91m2。根據實測數據,12 月 1 日2 月 1 日期間,單位采光面積日均太陽輻照量為11.8MJ/(m2d),總太陽能輻照量僅為 24382.1MJ。期間受大氣污染和空氣質量影響,總體太陽能輻照度不高,集熱器采光面上輻照度高于 800W/m2的時間僅占0.03%,太陽輻照度在 300W/m2以下、300500W/
187、m2、500800W/m2的時間占比分別為 34.19%、27.84%和 37.95%。各太陽輻照度區間的時間占比 測試期間,太陽能有用得熱量達 6089.6MJ,折算為 1691.5kWh;日均太陽能有用得熱量為 96.7MJ/d,折算為 26.8kWh/d,實測在該地太陽輻照度較差的情況下,12 月 1 日至 2 月 1 日包含各種天氣狀況的平均太陽能集熱效率達 25.0%。0.03%37.95%27.84%34.19%太陽輻照度800W/m2 太陽輻照度500800W/m2 太陽輻照度300500W/m2 太陽輻照度300W/m2 163 典型日太陽能集熱系統運行狀況(二)水箱蓄熱系統
188、本系統選用保溫蓄熱水箱,在太陽能供熱能力富裕時,及時存儲太陽能得熱量。水箱外形體積為 2m3,實際容水量為 1.61m3,與太陽能集熱系統直接連接,無換熱設備,完全通過熱水流動的強迫對流和自然導熱進行換熱,換熱效率高。典型日水箱蓄熱溫度記錄 測試期間水箱最高蓄熱溫度達 55.7,最低溫度為 14.3,則實際運行中最大可蓄存熱量達 282.7MJ。根據上述實測數據,2 號示范建筑的日均耗熱量為 146.7MJ/d。水箱的最大蓄熱量可以滿足建筑的供暖需求,從而盡可能減少輔助熱源電加熱的投入。另一方面,在保障蓄熱能力的同時,最高蓄熱溫度僅為 55.7,蓄熱系統的設計可使太陽能集熱器仍在較好的集熱效率
189、下工作,從而避免了集熱效率下降,甚至間-100 0 100 200 300 400 500 600 700 0 5 10 15 20 25 30 35 40 19:12 0:00 4:48 9:36 14:24 19:12 0:00 集熱器出口溫度()集熱器進口溫度()太陽輻照度(W/)0 5 10 15 20 25 30 35 40 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 水箱蓄熱溫度()164 歇性啟停的問題。實驗數據驗證了保溫蓄熱系統設計的合理性。(三)地暖蓄熱系統 根據末端供暖系統的
190、供回水溫差記錄,在一天中變化較大。最大溫差出現在13:0015:00 時刻,達到 13.0,此時多余供熱量輸送到地熱盤管,儲存在地面混凝土及瓷磚中,實現繼水箱之后的第二次長效蓄能。該部分熱能完全散發需要 23 天,從而解決了夜間的供熱問題,這種蓄熱形式是目前市場上造價最低的形式之一。末端采暖系統的供回水溫度的最小溫差一般出現在 0:009:00,此時地面混凝土及瓷磚中的熱量不斷向室內釋放,雖然熱源供水溫度僅為 15,但房間溫度仍然可滿足居住和睡眠的需求,進一步減少輔助能源加熱的投入。末端供暖系統的供回水溫度記錄 四、四、末端供熱系統末端供熱系統 末端供熱系統采用強制循環的方式,通過水泵將蓄熱水
191、箱中的熱水輸送至末端低溫地熱盤管,末端供暖系統同樣與蓄熱水箱直接連接,無換熱設備,極大程度提高換熱效率。測試期間太陽能日均供熱量可達 26.8kWh/d,輔助能源加熱系統日均供熱量為 13.9kWh/d,該系統合計制熱量為 40.8kWh/d,太陽能保證率高達 65.9%,具有較高的運行能效。此外,兩組水泵的日均耗電量為 8.6kWh/d,占據了總耗電量的 38.3%,該部分用能有待于通過控制策略的改善進一步減小,經過與中國建筑科學研究院有限公司等合作單位進行探討,目前已經優化熱源泵的控制方法,降低熱源泵的耗電量約 30%。0 5 10 15 20 25 30 35 40 0:00 2:00
192、4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 熱源測供水()熱源測回水()165 系統能量分布圖 五、五、運行費用分析運行費用分析 陶瓷太陽能供暖系統的主動式能源投入為太陽能和輔助能源,太陽能是免費的,輔助能源投入為 22.5kWh/d,其中輔助熱源加熱和輸配系統的耗電量分別為 13.9kWh/d(折合燃氣 1.6m/d)和 8.6kWh/d。采暖季運行費用估算為 1072.8 元,單位供熱面積運行電費為 9.5 元/m2。六、六、典型經驗和做法典型經驗和做法 (1)建筑必須正南正北。(2)屋面、墻體的保溫:根據當地
193、冬季最低氣溫的溫度決定外墻保溫的厚度,外墻使用 80150mm 厚、容重為 35Kg/m的 B1 級聚氨酯或石墨烯保溫板,根據當地凍土層的厚度決定基礎保溫入地深度。屋頂保溫板與外墻保溫板材質厚度相同,在保溫板上用 100200mm 厚珍珠巖混凝土或加氣塊加強保溫找坡,不能出現冷橋現象。26.8,54%13.9,28%8.6,18%日均太陽能得熱量 kWh/d 日均電加熱耗電量 kWh/d 日均水泵耗電量 kWh/d 166 (3)地暖:室內地面保溫和地暖的鋪設,墊層的厚度由施工方決定并抹光;用 24 絲左右無氣味塑料布做防潮層,并沿貼墻面起高 100200mm 用膠帶固定,用 60mm 厚與外
194、墻保溫相同材質做保溫層,上面鋪反射膜、地暖管、水泥砂漿鋪地面磚,地暖管底面至地面磚面層厚度 45mm,地暖管鋪設間距 150mm。(4)戶門及門斗:戶門采用實木門,外加門斗,采用有框斷橋鋁玻璃門。(5)窗戶:要采用雙層三玻的塑鋼窗,窗框間距不小于 100mm。南側窗口面積加大充分吸收陽光的輻射熱。167 七、七、問題和建議問題和建議 (1)國家沒一個完整的標準及驗收體系,且很省市級政府出臺的文件只是把資金平均分配到各家各戶。太陽能企業存在掙快錢,不負責任,完成項目了知,不考慮百姓能不能承受取暖費用、室內溫度能不能達到 20左右,這是各級政府都不關心的事兒,而且很多項目是假大空。而我公司提出的口
195、號是:讓百姓住得起、用得起、而且室內體感溫度達到 20左右。(2)太陽能設備的壽命是否能達到國家標準的 15 年以上,凡是不能達到國家標準的,不要去浪費國家資金。我公司對陶瓷太陽能集熱器保修 15 年,壽命可 30 年以上。(3)太陽能供暖不是不可行,而是大多數的太陽能企業目光短淺,只追求當前的利益,不關心使用者(老百姓)日后的運行費用能否承擔?(4)目前政府有關部門只為完成政治任務,煤改氣、煤改電的政策失誤,國家投入巨大資金誰來負責?(5)所以我們太陽能行業企業,要改變當前的思維方式,從建筑能耗做起,最后利用太陽能免費的能源,讓幾千來的建筑耗能變為建筑產業的方式。(6)解決“3060 的碳達
196、峰碳中和”習近平總書記對國際社會的莊嚴承諾。雙碳目標已上升至國家戰略目標并納入“十四五”規劃當中,“碳中和”元年也正式開啟,所以太陽能企業要抓緊這次機會,重塑太陽能的輝煌歷史。168 昌黎縣昌黎縣 2020 2020 年光熱年光熱+生物質冬季清潔取暖改造項目生物質冬季清潔取暖改造項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 河北省秦皇島市昌黎縣靖安鎮北新莊村、小史家口村、莊窠村、新莊村、南新莊村、禁煤區等合計 1048 戶采用太陽能+生物質鍋爐取暖。采暖室內溫度不低于 16。供暖面積:每戶采暖面積約 6080。二、二、技術路線及工藝流程技術路線及工藝流程 天普太陽能天普太陽能暖氣片暖氣片補水采暖循環
197、泵DN20DN20DN15DN20屋面生物質采暖爐DN20 運行原理:“太陽能光熱+生物質能”清潔采暖系統是將生物質能作為輔助能源,在陽光充足時發揮太陽能光熱的作用,在光照不足或夜晚、陰天、雨雪、持續低溫的時候用生物質輔助能源彌補太陽能供熱不足,采暖系統通過太陽能集熱器和生物質爐然后生物質顆粒收集和產生熱量互相切換降低運營成本并同時滿足采暖、炊事功能。白天,太陽能集熱器將太陽能轉化為熱能并儲存在蓄熱水箱內,在循環泵帶動下,蓄熱水箱內的熱水通過管路輸送到室內散熱器,對室內進行供熱。當陰天或夜晚,蓄熱水箱內內熱量不足時,切換為生物質鍋爐供熱,(此時太陽能不參與循環)生物質鍋爐能自動開啟點火加熱供熱
198、??筛鶕崦娣e、需求溫度,設定供熱出水溫度,調整鍋爐供熱檔位和火力大小,滿足供暖需求。169 三、三、主要設備選型主要設備選型 主要配置清單 序號 設備名稱 規格型號 數量 單位 備注 1 太陽能熱水器 40*18/58 2 臺 40 支真空管 2 控制器 1 臺 3 末端 暖氣片、風盤、地暖均可 2 套 選配 4 循環泵 H=9M,Q=0.7m/h 1 臺 5 電動閥 DN20 1 臺 6 生物質采暖爐 12.9kW 1 臺 太陽能+生物質爐采暖系統可滿足建筑面積 60-80 采暖需求。采暖季可保持室內全天平均溫度不低于 16。太陽能+生物質爐具采暖系統太陽能采暖保證率50%。集熱器選用
199、58*1800mm 全玻璃真空太陽集熱管,每套機組在日輻照量17MJ/的條件下,總集熱能力(日有效得熱量)=84MJ。儲水箱總容水量:約400L。太陽能+生物質爐具采暖系統除提供采暖需求外還留有生活用水拓展接頭可滿足用戶四季生活熱水需求,并具備遠程控制和手機 app 功能,能夠實現與市冬季清潔取暖信息管理平臺數據對接。生物質爐具采用矩形結構,主要有燃室、燃池、料倉、換熱器(與暖氣系統相容)、配風系統(包括二次配風盤)、爐口(炊事用)、自動異步雙給料系統(機械傳動部分)、排灰除渣系統、排煙系統和自動控制系統。制熱功率(供熱量)為 12.9kW,采暖熱效率 80.6%;炊事功率 1.9kW;電機功
200、率200W(含引風機、鼓風機、循環泵);點火(自動點火棒)功率400W;料倉容量 15KG;設置多點配風,使上火速度更快更強勁,炊事采暖效率更高;有防爆功能閥0.02MP;智能控制系統要智能適度、易操作、耐用??蓪崿F半自動和全自動操作,可自動定時開關機,人工一次填料,鍋爐自動給料,自動點燃和關閉,自動控溫,火力大小可調整,分檔位控制,低檔位耗料低,用來取暖,高檔位耗料高,用來炊事;防回火機械送料,杜絕回火和料倉冒煙170 燃燒現象發生;一氧化碳報警器:符合國家及行業標準,有保險公司承保,直流電池供電;引風機:在室外屋頂煙囪口安裝電動煙道排風帽,保證室內煙道(熱炕)處于負壓狀態。智能控制器:在不
201、同限制功率條件下可以自動控制,具有智能運行,安全保護功能;具備優先選擇太陽能光熱功能,自動切換大、小循環,爐具溫控啟停功能。具備遠程控制功能和手機 APP 控制功能,能夠實現與市冬季清潔取暖信息管理平臺數據對接。循環泵:屏蔽泵;揚程9M;流量20L/min;功率100W,噪音45dB;四、四、項目經濟性、環境及社會效益項目經濟性、環境及社會效益 系統在一個采暖季的運行費用約為 1822 元/,太陽能系統在 1 個采暖期內節能約 2300kWh,相應節約了 1000kg 標準煤,同時減少污染排放 600kg 碳粉塵、2200kg 二氧化碳(CO2)、67kg 二氧化硫(SO2)、33kg 氮氧化
202、物(NOX)。五、五、典型經驗和做法典型經驗和做法 系統采用生物質爐+太陽能采暖符合農村傳統需求,農民更容易接受。系統不需要進行電力改造;生物質爐一爐多用,在供暖同時可做飯、燒水,符合農村傳統生活需求;系統安裝成本低,設備通用,不改變原有的取暖設備,管道、暖氣片通用;生物質顆??杀镜鼗a,運行成本相對低廉。問題和建議 六、六、問題和建議問題和建議 農村建筑的保溫性能差、門窗的密閉性差,建筑能耗較高,采暖運行費用高,很多農民無法接受。在進行新的采暖方式前應先進行建筑的節能改造,特別是門窗的改造。節能改造后,系統投資和運行費用會大大減少。更利于新的采暖系統推廣。171 太陽能“光熱太陽能“光熱+
203、”+”清潔能源戶用供暖項目清潔能源戶用供暖項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 依據河北省農村地區冬季清潔取暖實施方案和招標文件要求,河北道榮新能源科技有限公司提出太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖技術解決方案,2019 年至今,開展實施太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖項。依托河北省太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖項目經驗和案例,在河北省張家口、承德、遼寧阜新、吉林延邊、黑龍江亞布力、內蒙古通遼、呼和浩特、包頭、山西大同、呂梁、陜西西安、甘肅武威等地,因地制宜的實施了太陽能“光熱+”電、“光熱+”燃氣、“光熱+”生物質、“光熱+”熱泵、“光熱光伏+”等太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖試點、示范
204、和工程項目。自 2019 年至今,已累計完成各種太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖項目達到 7 萬余戶,供暖面積達到 500 余萬平方米,因地制宜的切實解決當地清潔能源供暖實施過程中遇到的各種問題,具有顯著的經濟效益、環境效益和社會效益,具有巨大的示范推廣效果和推廣意義。二、二、技術路線技術路線 太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖系統,以光熱大循環為主體,因地制宜的選擇當地優勢清潔資源,實現“光熱+”清潔能源”雙循環多能互補,云控制器精準控制、大數據云平臺精準服務,滿足老百姓燃氣炊事、四季熱水,清潔、溫暖過冬新需求,精準服務于清潔能源供暖、藍天保衛戰、碳達峰、碳中和、新農村建設新方向。172 因地
205、制宜:依據不同地區的政策、能源、資金、因地制宜的提供合理化、高性價比的“光熱+”戶用采暖系統,適合區域個性化需求;精準供熱:依據用戶生活習慣特征,建筑結構特征、地理環境特征實施精準供熱,實現供熱效益最大化;精準服務:依據用戶個性化需求,提供個性化服務,可滿足老年人一鍵式服務,也可滿足中青年人個性化需求。精準運營:通過物聯網大數據的自學習功能,實現整體項目精準運行,節能降耗降費;實時上傳控制數據,可在省、市、縣政府部門實時監控所有已實施煤改電、煤改氣每家每戶的系統運行情況;通過云平臺不斷優化植入遠程商業、遠程醫療,實現精準運營。項目通過“因地制宜、精準供熱、精準服務、精準運營”為理念,實施中溫“
206、光熱+”清潔能源戶用供暖,實現了政府綜合投資低、用戶運行成本低、企業可持續發展三方共贏的目的。三、三、主要設備選型主要設備選型 (一)熱采暖機 光熱采暖機主要由儲熱水箱、支架、藍天管等組成,可依據屋頂結構實施平屋頂或坡屋頂安裝??商峁?LTC-30、40、50、60 等多種標準型光熱采暖機,可根據需要進行 1-4 臺模塊化串并聯組裝。進一步通過串并聯安裝可實現更多光熱采暖機模塊化組裝。光熱采暖機(二)電熱水暖器 173 高效電加熱器直接安裝在散熱片里,內置溫度傳感器,可控制加熱源溫度;可依據現場條件進行串聯、并聯、串并聯等多種組合。該結構設計具有顯著的簡單可靠、高效速熱、靈活方便的特點。電熱水
207、暖散熱末端基本參數為600-1800mm*n(n=10-20 柱),標準配置為 18 柱和 20 柱兩種,電加熱功率為1.2-2.0kW。標準配置為 1.5kW。電熱水暖器(三)電采暖爐 電采暖爐以電力為能源,通過電加熱器加熱供暖、衛生用熱水。即當供水溫度小于上限溫度時電采暖爐處于加熱狀態,當供水溫度到達上限溫度時電采暖爐處于停機保溫狀態。電加熱功率可選用 4-20kW,220V 和 380V 配置。電鍋爐(四)生物質鍋爐 174 以生物質顆?;驂簤K為燃料,實現自動手動添加生物質燃料,進行采暖的清潔爐具。具有水暖、炕暖、炊事等多項供暖,適用各種木質、農作物秸稈顆粒??商峁?9-30kW 的各種
208、生物質鍋爐。主流型號為 12kW。生物質鍋爐 四、四、標準化設備配置表標準化設備配置表 五、五、經濟效益分析經濟效益分析 175 太陽能光熱系統投資回收分析 太陽能光熱系統標準輻照 17MJ/條件下,日平均得熱量約為 2.25kWh/。按采暖季節 4 個月計算,分別提前和延后半個月。采暖期太陽能光熱系統利用率為 100%,非采暖期太陽能光熱利用率 30%計算,對標白天電價 0.3-0.5 元/kWh 時,僅太陽能光熱系統投資回收期為 2-2.5 年;對標冬季燃氣價格 2.75-3.6 元/m時太陽能光熱系統投資回收期為 2.4-2.9 年;對標生物質顆粒價格 800-1200 元/噸時太陽能光
209、熱系統投資回收期為 3.0-4.5 年。六、六、環境效益分析環境效益分析 太陽能光熱系統節能減排量分析 太陽能光熱系統標準輻照 17MJ/條件下,日平均得熱量約為 2.25kWh/。按采暖季節 4 個月計算,分別提前和延后半個月。采暖期太陽能光熱系統利用率為 100%,非采暖期太陽能光熱利用率 30%計算,單戶配置 10 太陽能光熱系統,北方地區總安裝量按 1.65 億戶計算,總安裝量將達到 16.5 億,年度節能量將達到 1.16 萬億 kWh,減少標煤 4.6 億噸,減少二氧化碳排放 11.5 億噸。按 20 年壽命周期計算,總節能量將達到 23 億 kWh,減少標煤 92 億噸,減少二氧
210、化碳排放 230 億噸。具有顯著的節能、減排的環境效益。七、七、社會效益分析社會效益分析 目前北方地區農村清潔取暖市場正走向普及化。在雙碳目標政策的加持下,176 預期在 2030 年將完成北方地區所有農村的清潔能源供暖改造。按北方北方農村總計 1.65 億戶計算,單戶投資 1.5 萬元,按 10 年期完成全部改造任務,則總投資額將達到 2.5 萬億元,年度投資額達到 2500 億元,年度拉動產業鏈 GDP 將達到 1 萬億元,按人均產值為 10 萬元計算,可拉動就業 1000 萬人。八、八、典型經驗和做法典型經驗和做法 (一)政策的指導和加持從 2013 年提出大氣污染防治計劃,2017 年
211、提出北方地區冬季清潔取暖規劃,到 2020 年提出雙碳目標,清潔能源取暖項目則是在政策的加持下實施的,未來的市場必然是太陽能系統與常規清潔能源互補,實現能源供給的部分替代。因此,太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖技術方案也必須是在政策的指導和加持下,指導企業,引導行業和市場發展。因此,必須深刻理解政策的內涵和延續性,指導新技術的創新和市場發展方向。(二)全方位分析和理念創新 針對目前北方地區清潔能源供暖項目實施過程中的問題分析,主要從三個相關維度開展實施的,主要包括政策資金的提供方政府、項目的使用方用戶,以及項目的執行方企業三個方面展開,指出了目前存在的初投資高、運行成本高、運維難的三大主要問題
212、。以解決上述三大問題為核心目標提出“光熱+”技術解決方案,和“因地制宜、精準供熱、精準運營、精準服務”的實施理念,開發了系列化太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖系統,包括:太陽能“光熱+”電、“光熱+”燃氣、“光熱+”生物質、“光熱+”熱泵、“光熱光伏+”等。切實滿足不同地區的清潔能源供暖項目需求,具有顯著的經濟效益和示范推廣效益。(三)技術創新和穩步推進 以“光熱+”技術解決方案和“因地制宜、精準供熱、精準運營、精準服務”的實施理念為指導思想,基于已有太陽能光熱系統、常規清潔能源系統成熟技術的基礎上,創造性的開發了適合北方清潔能源供暖應用的藍天管、光熱采暖機、云控器、云平臺等關鍵性產品,形成包
213、括太陽能“光熱+”電、“光熱+”燃氣、“光熱+”生物質、“光熱+”熱泵、“光熱光伏+”等系列化、模塊化、標準化的太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖系統,并通過試點、示范等標準化項目實施流程,實現從產品、系統、工程實施、項目組織、用戶培訓、售后譽為等適177 合當地的標準化項目組織管理流程的標準化、規范化和地域化,使太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖系統切實符合當地的條件和需求,確保太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖項目在當地具有強大的生命力。九、九、問題和建議問題和建議 (一)問題(1)政策缺失 作為未來清潔能源主要來源太陽能光熱,在各級政府的清潔能源供熱供暖政策中,政策支持力度明顯不足,政府對太陽
214、能的認識仍然停留在的太陽能光伏和太陽能熱水器層面。(2)資金不足 受限于現在政策主要是針對煤改電、煤改氣技術方案,所有資金均向電能替代和燃氣替代技術方案,該類資金僅能滿足常規清潔能源改造?,F有項目模式均需要企業做較高成本的墊資,導致項目收率急劇下降,嚴重影響項目實施和后期運維質量。(3)理念陳舊 同時,受限于以往太陽能光熱行業陳舊理念,以及創新動力不足,現有宣傳過程中,仍然將太陽能光熱和其他常規清潔能源處在同一政策層面上,導致太陽能光熱與其他常規清潔能源處于完全競爭的地位,完全體現的是初投資高成本的劣勢,完全喪失了太陽能光熱能源的免費、清潔及資金快速投資回收優勢,導致太陽能“光熱+”清潔能源技
215、術難以推廣。(二)(二)建議建議 (1)定位 建議:政策上明確定位太陽能光熱技術作為與常規清潔能源耦合技術解決方案具有顯著的多能互補的優勢作用,切實定位太陽能“光熱+”清潔能源戶用供技術暖解決方案的作用,并在政策執行中積極試點、示范和推廣太陽能光熱與多種清潔能源耦合技術,積極推廣太陽能“光熱+”清潔能源戶用供暖技術解決方案。(2)資金 結合國家、省、市、縣資金條件,切實有效的太陽能“光熱+”清潔能源技178 術方案推廣資金保障模式,包括政府出資、政府基金、低息資金、用戶出資、資源置換等多種資金保障模式,為太陽能“光熱+”清潔能源技術方案的推廣,助力北方清潔能源供暖、雙碳目標的高效執行,切實降低
216、企業的資金成本,提高企業的生存能量、創新能力。(3)融合 針對清潔能源供暖、藍天保衛戰、鄉村振興、鄉村信息化建設、鄉村清潔能源政策等多種鄉村政策,制定針對北方農村鄉村振興綜合政策,實現多種資金統籌應用,實現高效、高速的新農村建設,助力鄉村振興,服務廣大人民群眾日益增長的物質、文化需求。179 秦皇島“光熱秦皇島“光熱+生物質生物質”采暖項目采暖項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 隨著大氣霧霾治理要求提高,村鎮建筑供熱面臨燃煤供暖污染較大的問題。為治理散煤燃燒、提高全市空氣質量與人民采暖質量,打造良好舒適的熱環境。村鎮“熱源側”清潔化改造應因地制宜推廣淺層地熱能、空氣熱能、太陽能、生物質能等
217、可再生能源分布式,多能源互補應用的新型取暖模式。秦皇島市主推“光熱+”清潔供暖改造,根據重點區域地理條件、電網燃氣管網等敷設情況,注重改造成效,宜電則電、宜熱則熱,選擇“光熱+生物質”、“光熱+電”等不同清潔供暖方式。華業陽光在秦皇島的光熱+生物質項目共進行了 1200 余戶,其中海港區繆莊,西田家溝和新周莊安裝 500 余戶,昌黎縣新集鎮尖角一村二村 600 余戶。用戶的戶均面積(非采暖面積),其采暖面積控制在一間臥室一個客廳的范圍大概 30-40。屬于典型的戶用小面積采暖多能互補采暖系統。二、二、系統結構及原理系統結構及原理 該“光熱+生物質”項目戶用系統主要由生物質爐具、太陽能集熱蓄熱部
218、分、控 制 器、循 環 管 路 構 成。其 中 太 陽 能 集 熱 蓄 熱 部 分 采 用80支QB-SS-ALNx/Cu-47/58-1800-Z全玻璃真空太陽集熱管和兩只 160L 保溫水箱構成。搭配使用 TH-NS12Z-生物質爐具和控制器使用。為小型戶用多能互補系統。其安裝示意圖如下所示:180 其設計理念為充分發揮多能互補的優勢,由于該系統屬于多能互補系統,各種能源有相應的優劣性,如太陽能綠色環保無污染、但是較分散、不穩定等;生物質能源環保高效、但是相對熱值較低、價格高。優先使用太陽能熱源為屋內供熱、當太陽能熱源不能夠為屋內提供持續續熱源時,應使用爐具提供熱量,使用戶以較少的代價獲得
219、較高的采暖體驗。三、三、系統運行情況系統運行情況 為了了解項目的實際運行效果,建立遠程數據監控平臺,太陽能集熱器側超聲熱量表、生物質鍋爐側超聲熱量表、室內外溫度與濕度、室外風速、太陽能輻射強度等用戶側系統運行參數實時遠程上傳云端監控平臺,通過平臺下載數據,對歷史測試數據進行處理,分析計算系統太陽能保證率、太陽能供熱量、太陽能集熱效率、生物質供熱量、水箱散熱情況等基本參數以評估系統運行效果。181 測試期間室內溫度和室外溫度曲線圖如下圖,可知住戶室內溫度在測試周期內基本高于 16,供暖效果能達到國家規定,達到預期效果。且室內溫度隨室外溫度變化不大,說明“太陽能+生物質”供暖系統基本可以滿足用戶的
220、用暖需求。2021 年 1 月 8 日至 2021 年 4 月 5 日,室外平均溫度為 1.71,室內平均溫度為 20.88,平均太陽能總輻射強度為 16.03MJ/m,太陽能平均保證率為46.20%,太陽能集熱器集熱效率 43.50%,太陽能日平均得熱量為 84.16MJ,生物質日平均供熱量為 103.50 MJ。四、四、社會經濟效益分析社會經濟效益分析 根據上面測試期間數據推算,采暖季日平均生物質供熱量約為 122.40MJ,日平均太陽能供熱量約為 77.91MJ,系統日平均供熱量約為 200.31MJ,相當于每日減少 9.76kg 的標準煤燃燒。根據檢測數據與生物質熱值,生物質鍋爐效率等
221、推算可得,采暖季共消耗生物質 1563.28kg(生物質燃料質量有差異,會有一定誤差),該農戶生物質燃料所需費用約為 1406.95 元。太陽能作為一種資源豐富的清潔能源,考慮到太陽能取暖存在“間歇性”問題,將太陽能集熱器與生物質鍋爐聯合運行,確保用戶冬季采暖需求。其中,生182 物質是指通過光合作用而形成的各種有機體,是可轉化成替代常規化石燃料的可再生碳源。生物質能作為綠色可再生能源具有總量豐富、分布廣泛、污染低等特點,特別適合農村地區收集使用。在農村地區大規模使用“太陽能+生物質”供暖系統可以減少二氧化碳、硫化物等氣體的排放,有著較好的環境效益。太陽能采暖系統雖然初期投資較大,但在國家能源
222、結構調整、環境保護、改善農村生活條件及帶動農村經濟發展等方面具有較高的社會效益。太陽能采暖系統作為一項新能源利用技術,符合國家資源節約與環境保護的基本國策,有利于國家整體能源結構的調整。在新農村的建設中,太陽能采暖作為新民居建設的一項基本內容,對于改善廣大農民居住生活條件、提高農民對新能源的利用意識等方面能起到積極作用。從長遠看,隨著常規能源價格的不斷上漲及污染治理成本的大幅度上升,太陽能采暖系統的社會及經濟效益會更加明顯。五、五、典型經驗和做法典型經驗和做法 秦皇島“太陽能+生物質”清潔取暖系統的供暖項目,主要技術優勢有:(1)所使用“太陽能+生物質”清潔取暖系統取暖效果良好,室溫水平較高,
223、且天氣寒冷時室內溫度仍能維持在較高水平,室溫基本穩定,熱舒適性較好。(2)布置的太陽能集熱管較多,太陽能集熱量也大,很大程度上利用了太陽能,節省了傳統能源的消耗。(3)使用“太陽能+生物質”清潔取暖系統,能大量減少碳排放,對節能減排,打贏藍天保衛戰有重要意義。目前已實施的太陽能采暖系統具有較高社會效益,對于農村經濟的發展起著極大的促進作用,但存在著投資相對較高、回收期較長的缺點,單純靠市場推廣存在著相當的難度。目前太陽能采暖雖然已有一定的市場,但絕大部分均為新農村建設工程,屬政府試點推廣補助項目;若無政府補助情況下,市場推廣將很難進行。農村住宅太陽能采暖工作的實施,將極大的改善農村住宅的居住條
224、件,同時達到解決農村用能,調整能源結構的目的。與此同時,隨著太陽能采暖的工作推進,在居住條件的改善同時,將極大的拉動農村的旅游及相關產業鏈經濟、改善農村的文化面貌,太陽能采暖成為解決農村能源問題、調整農村能源結構的重要183 技術措施之一。六、六、問題和建議問題和建議 根據目前的建設情況,提出如下建議:(1)用戶對生物質燃料價格過高這一問題反映強烈,購入生物質燃料價格 900-1200 元不等,質量也參差不齊,希望政府在燃料方面給予一定支持;(2)針對終端用戶、生產廠商制訂更加完善、合理的鼓勵、支持政策,以促進太陽能采暖行業及市場的良性發展。(3)選擇有代表性的農村,如旅游區或待開發的旅游區域
225、等作為推廣示范的試點,建設太陽能采暖與生物質能等多種可再生能源綜合利用工程,以探索新農村建設中合理的能源建設模式,為農村能源結構建設積累經驗。184 河北省邯鄲市魏縣扶貧異地搬遷中深層地巖換熱供暖項目河北省邯鄲市魏縣扶貧異地搬遷中深層地巖換熱供暖項目 一、項目基本情況一、項目基本情況 項目位置:河北省邯鄲市魏縣沙口集鄉賀翔社區 供熱面積:25 萬平方米 住宅結構:多棟高層+多棟二層小樓 技術采用:8 口 2000 米縱深、只取熱不取水的深層地巖換熱井 供熱起始:自 2018 年 11 月供暖季起 項目模式:國家開發銀行銀行出資、柯瑞斯新能源 EPC 總包實施 二、項目實施二、項目實施 EPC
226、總包實施,即柯瑞斯提供整體交鑰匙工程:(1)整體的供熱解決方案:包含前期地質勘測、能源系統設計、整體技術及工藝實施方案(2)自有的專利技術:中深層地巖換熱技術以及系統中涉及的所有柯瑞斯專利技術及產品(3)項目中所有主要設備:例如熱泵機組、蓄能系統等(4)由自有隊伍完成項目所有的工藝實施:熱井鉆探、能源系統建設、控制系統設計及裝配,二次換熱站設計及建設、供熱管網設計等(5)項目完工調試、后期定期維護、遠程能源監控、對甲方管理人員的專業培訓等 三、供熱布局三、供熱布局 185 如上圖所示,圖中黃色原點所在位置為 8 口中深層換熱井的位置,每口之間間隔 50 米距離。熱井成井后整體封入地下,不占任何
227、地面空間,該部分區域現在已建設成市民廣場。圖中紅色方框區域為落成能源站的位置,該能源站僅占地350 平方米左右,用以供應整體 25 萬平方米的采暖需求。四、系統分析四、系統分析 (1)項目實際實施周期兩個半月、滿足近 25 萬平方米清潔取暖;(2)總項目額 4365 萬元,8 口深層熱井換熱聯供,該項目單口效力近 30000平方米;(3)熱井換熱溫度 45-50,井底溫度 80-85;(4)2019、2020 供熱季,運行成本僅 5-6 元/平方米;(5)EPC 模式,柯瑞斯提供全面的整體解決方案,自主知識產權供熱技術及設備制造;(6)專業技術團隊、鉆探團隊,十項實施標準嚴格把控;(7)365
228、 天 24 小時不間斷遠程能源中心監控(可遠程控制);(8)全自動化控制、無人值守;熱井成井 186 專用定制熱泵機組 能源站系統 能源站系統 187 蓄能系統 熱井鉆探 自動化控制系統 188 五、數據五、數據 (一)溫度數據 供暖系統為全自動化控制,根據用戶端室內的數據采集點的溫度反饋和室外天氣溫度采集點反饋,自動調整系統運行狀況。通過對流量、流速、壓力及機組設定的自動調整,使用戶室內始終保持在 22+/-1的舒適溫度范圍內(若需更高溫度可調整系統設定)。圖中溫度范圍自供暖期開始(11 月 15 日)至供暖期結束(3 月 15 日),溫度數據為當月平均數據。(二)成本數據 成本單位為供暖季
229、內 4 個月期限,每平方米的供暖費用。該部分費用通過能源站電表數據采集實測,主要消耗來源為系統內循環泵、熱泵機組、電控系統。供暖季平均成本在 5-6 元/平方米/供暖季。六六、項目總結項目總結 該項目通過采用中深層地巖換熱系統為 25 萬平方米的易地搬遷扶貧示范項目的居民提供低成本的清潔供暖。我公司在此項目中為 EPC 總包方,負責從前期設計、勘探、技術方案、工程實施、調試運行等全方位的工作。該項目中所有的主要機組設備均為我公司自行生產,技術、工程及工藝團隊均為自有團隊。為扶貧資金節省初期 3000-4000 萬元投資,為當地政府在后期使用成本方面189 (對比集中供熱)每年節省 300-35
230、0 萬元。保護生態環境,百分之百零污染、零排放,為貧困縣人民提供真正用的起的低成本清潔供暖同時為貧困縣政府每年持續帶來收益。該項目為國家扶貧辦示范性項目,同時在大面積清潔供暖領域也起到了率先的積極示范作用。該項目的中深層地巖換熱系統經歷了各級領導及專家的數十次考察,獲得一致的認可和肯定,并以此項目作為示范樣板在各地進行推廣。190 3.5 陜西省 中國西部科技創新港科教板塊綜合能源供應項目中國西部科技創新港科教板塊綜合能源供應項目 可再生能源供暖典型案例可再生能源供暖典型案例 一、一、項目基本情況項目基本情況 中國西部科技創新港科教板塊綜合能源供應項目是我國目前規模最大的中深層地熱能無干擾清潔
231、供熱項目,由陜西西咸新區灃西新城能源發展有限公司(以下簡稱“灃西能源公司”)投資建設,總投資 7.2 億元。項目位于新港路西側、河堤路南側、思源環南路北側區域,輻射供暖面積約 159 萬平方米。項目主要建設 6 座分布式能源站,取熱孔 91 口,室外供熱管網 25km。本項目于 2018年 8 月開工建設,2019 年采暖季首次投入供暖。二、二、技術路線及工藝流程技術路線及工藝流程 本項目主要采用中深層地熱能無干擾清潔供熱技術,又稱中深層地熱能地埋管供熱技術,即通過鉆機向地下 2000-3000m 深處的地層鉆孔,在鉆孔中安裝封閉的金屬套管換熱器,通過換熱器內介質的循環流動,將地下深處的熱能導
232、出,并通過高效熱泵機組等設備向建筑物供熱。相比傳統燃煤燃氣集中供熱方式,不建設集中供熱站,不敷設長距離管網,不產生廢氣、廢水、廢渣,并且具有運行成本低的特點;相比水熱型地熱能供暖,不抽取地下熱水,避免了取水造成的地質問題和尾水回灌難題;相比淺層地源熱泵技術,占地面積更小,系統能效和可靠性更高。在整個供能系統配置方面,本項目能源配置方案采用以中深層地熱能清潔利用為特色,配合天然氣鍋爐及離心式冷水機組,形成了多能互補,能源梯級利用的用能格局。系統優先使用低能耗能源,充分利用地熱資源,盡量減少化石燃料的利用。利用中深層地熱能高效熱泵機組供熱供冷還可顯著提高系統的節能效果,降低初投資,再配合使用常規制
233、冷制熱方式進行極端情況下的能源補充。每座能源站的控制系統都接入能源互聯網,6 座分布式能源站站與站互聯互通,可實現區域能源供需科學穩定的動態平衡、能源綜合利用和靈活調度。191 三、三、主要設備選型主要設備選型 本項目供熱面積為 159 萬平方米,設計供暖負荷 75.69MW,供熱供回水溫度50/40。(1)設備選型原則 以節能高效為目標,設備選型應統籌兼顧以下原則:1)所選購的設備必須與本項目需求相適應。2)技術上先進,在滿足需求的前提下,要求其性能指標保持先進水平。3)經濟上合理,要求設備價格合理,在使用過程中能耗、維護費用低,并且回收期較短。4)考慮設備的可靠性和維護性、設備的安全性和操
234、作性,選用運行效益高、節約能源、環保無污染的設備。(2)主要設備選型依據 1)熱泵供熱機組選用經過自主研發優化的中深層地熱高效熱泵機組,能夠完全匹配中深層地熱地埋管出口溫度,使熱泵機組始終保持在高效運行工況。2)所有水泵采用高效節能產品,降低軸功率,節約了電能;循環水泵采用變頻水泵,水泵流量及揚程根據實際流量及水壓圖進行合理選擇。根據最不利用戶的入口壓差進行變頻控制,以減少水泵電耗。采用平坦型曲線水泵保證水力管網的穩定性。3)所有主輔設備的電動機一律選用高效節能電機,200kW 以上電機采用高壓,200kW 以下電機采用低壓。四、四、生產運行情況生產運行情況 在生產運行方面,本項目采用智慧管控
235、模式,一是可利用自動化設備對整個系統進行集中控制,提升了智能化運營管理水平;二是可利用數據采集分析系統實時分析能耗并進行運行策略調整,實現供能系統高效穩定運行。三是可實現機房遠程巡檢,減少了值班人員數量,減輕了值班人員工作負擔。五、五、項目經濟性及效益分析項目經濟性及效益分析 (一)項目經濟性 中深層地熱無干擾供熱技術運行成本主要為電費和較低的人員管理、維保費。192 按照中深層地熱能供熱在陜西省可享受居民生活用電價格,即 0.4983 元/kW h。以普通居民住宅建筑為例,熱指標取 35-50W/,其系統耗電約 3-5kW h/月,折合 1.5-2.5 元/月;高智能化管控系統可實現無人值守
236、,人員管理、維保費和少量水費約 0.5 元/月(水費主要為二次管網補水耗水費,受項目二次管網施工質量影響,略有差異;維保費主要為機房設備維護,地下換熱孔免維護),綜合運行成本約 2.0-2.5 元/月。相較于成本較低的燃煤鍋爐集中供熱,其運行成本主要為煤炭、水電費、人員管理費、維保費和超低排放措施費。以每臺 70MW 鍋爐按照可供熱面積 140 萬平方米計算,燃煤量約為 17.4 噸/小時,按 2019 年西咸新區燃煤市場價格 500元/噸計算,每月燃料成本約 626 萬元。配備管理、運維人員 85 人,加上水電、超低排放措施等費用,一個月運行成本約800萬元,折合運行成本為5.8元/月 本項
237、目利用中深層地熱無干擾清潔供熱,相較于燃煤鍋爐集中供熱,一個供暖季可節約運行成本 2098.8 萬元,經濟效益顯著。(二)環保效益 與傳統的燃煤鍋爐相比,一個采暖季使用中深層地熱無干擾供熱技術進行供暖,可替代標煤 2.54 萬噸,可減少 CO2 排放量 6.8 萬噸,減少 SO2、氮氧化物等大氣污染物排放量 600 噸,環保效益顯著。(三)社會效益 總供熱面積達 159 萬平方米的中國西部科技創新港科教板塊為地熱能這種清潔能源的廣泛應用提供了有益的探索和實踐。是進一步落實中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要中提出的“構建現代能源體系,推進能源革命,建設清
238、潔低碳、安全高效的能源體系,提高能源供給保障能力;實施能源資源安全戰略”目標的深刻實踐。同時也為該項技術的大面積推廣應用提供了可借鑒的經驗。項目建設期和運營期內,預計拉動基礎設施投資約 7.2 億元,增加稅收 6480 萬元。六、六、典型經驗和做法典型經驗和做法 (一)提前規劃布局 本項目按照規劃建設部門批準的方案提前預留了供熱設備用房、電源、用水、管網等配套設施和取熱孔用地,為供熱項目后期施工提供了場地保障。本項目巧193 妙的將站房和取熱孔均布置于相應地塊兩側綠楔中,不占用任何科研、生活用地,機房采用地下或半地下結構,與周圍環境協調統一。(二)注重調試優化 本項目在施工調試過程中,將室外環
239、境溫度與用戶側負荷作為變量引入系統調試,探索形成一整套動態負荷地熱供熱運行策略,提高了系統的經濟性。(三)應用智慧管控系統 基于大數據及物聯網,搭建了供熱站房智慧管控系統,提升項目智能化運行水平。該供熱站房具有遠程控制、智能管理、能耗分析功能。在智慧管控方面,一是利用傳感器、遠傳設備、自動控制系統對整個供能系統進行集中控制,提升智能化運營管理水平。二是利用先進的智能監控系統對機房環境進行自動監控,采集、對比關鍵區域圖像,實現遠程站房巡檢。三是利用數據采集分析系統采集、上傳重要監控點位數據,形成實時能耗分析,并根據負荷趨勢進行運行策略調整。四是研發手機 APP 軟件,實現為工作人員實時提供監測數
240、據和圖像信息,并成為遠程遙控端,實現高智能化系統控制管理。七、七、問題和建議問題和建議 (一)問題(1)系統匹配有待加強 中深層地熱能無干擾供熱系統包含鉆井、暖通、機電等技術領域。各技術領域目前已非常成熟,但中深層地熱能無干擾供熱系統絕不是各技術的簡單疊加,各系統高效匹配至關重要,否則達不到預期的供暖效果,影響居民供熱。中深層地熱能無干擾供熱技術的整體系統能效還可通過系統匹配進一步提升。(2)技術標準體系有待完善 中深層地熱能無干擾清潔供熱技術標準體系有待完善。目前只有相關地方標準及行業協會標準支撐工程建設,且已出臺標準尚未涵蓋各細分技術領域。在鉆完井技術規程領域仍然沿用石油鉆井相關標準,地熱
241、鉆井技術標準體系亟待建立。(3)缺乏資金、政策支持 較大的投資壓力是制約中深層地熱無干擾供熱技術推廣的主要因素。傳統燃煤、燃氣鍋爐集中供熱長期依靠政府補貼維持運行,而中深層地熱無干擾供熱項目供熱清潔無污染,但目前暫未有相關扶持政策以及獎補資金支持。194 (二)建議(1)強化供熱系統匹配 政府行業主管部門、協會應鼓勵并扶持行業領域規模較大的系統集成企業進行技術研發,在中深層地熱地埋管取熱量、施工工藝、材料,高溫熱泵等領域進行技術攻關,做到安全、高效、穩定、可持續的開發利用地熱資源進行建筑供熱。同時針對供熱系統相關“卡脖子”難題實行“揭榜掛帥”。(2)完善技術標準體系 當前應嚴格按照中深層地熱地
242、埋管供熱系統應用技術規程DBJ 61/T 166-2020、無干擾地熱供熱系統工程技術規范DB61/T 1053-2016、西咸新區中深層無干擾地熱供熱系統應用技術導則DB 6112/T 0001-2019 等技術規程進行工程建設。政府行業主管部門、行業協會還應建立中深層地熱無干擾清潔供熱標準體系建設規劃,逐步按照標準體系建設規劃完善標準體系。(3)加強資金、政策支持 制定地熱能等清潔能源供暖專項資金管理辦法,進一步完善財政資金補貼內容、補貼標準、補貼形式、使用計劃等,做好補貼資金的使用監管,確保資金的??顚S眉案咝Ю?。出臺鼓勵地熱供熱全產業鏈發展的政策體系,進一步優化電力資源配置,并將中深
243、層地熱無干擾供熱列入電力需求側管理參考技術目錄。195 西安大興新區三民村再生水源熱泵集中供熱(冷)項目西安大興新區三民村再生水源熱泵集中供熱(冷)項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 西安大興新區三民村再生水源熱泵集中供熱(冷)系統,創新運用 BOT 模式,由四聯智能技術股份有限公司與西安大興新區管委會于 2012 年簽署特許經營協議,采用西安市第一污水處理廠的排放水(再生水),為西安大興新區三民村地區 200 萬平方米建筑物供熱,屬于在運營的、全國單體規模最大的污水源熱泵供熱項目。項目于 2016 年全面建成,截止 2020-2021 年度供熱季,實際供熱面積160 萬平方米。本項目采取
244、直管到戶的服務模式和智慧化的運維平臺,實現了無人值守,熱源穩定,供熱效果良好,用戶滿意度高。該項目的實施,對西安市“治污減霾、保衛藍天”意義重大,可助力中國“碳達峰、碳中和”目標實現。二、二、技術路線技術路線 該項目的建設,本著建設資源節約型、環境友好型社會、提高建筑能源利用效率,改善人民居住環境的目標,響應國家建設綠色住宅、節能住宅的號召,利用西安市第一污水處理廠的排放水,運用可再生能源技術,即再生水源熱泵系統集中供暖,替代常規鍋爐集中供暖,在高效節能型系統設計及實施中,嚴格執行地源熱泵系統工程技術規范(GB50366-2009)中有關污水源熱泵的相關條目,合理采用污水源蓄含熱能的資源條件,
245、提高集中供暖系統的效能,最大限度地減少常規能源的消耗。三、三、裝機方案裝機方案 (一)污水源引退水工藝流程 污水源引退水方案為:取水口引流水井蓄水穩流池過濾器水源側直流泵污水換熱器出流水井退水口。工程實施中存在 254 米的過路頂管施工,頂管機采用適用于各種軟土地質的泥水平衡式頂管機頂進施工。根據污水流量波動值確定蓄水穩流池的容積;根據再生水水質特點對引退水管路進行水力計算,確定管道的口徑尺寸。(二)工程方案 196 對于該工程,污水源熱泵系統采用間接連接方式,污水在污水換熱器處換完熱量后直接排走,熱泵主機采用普通的熱泵機組?,F接入末端均為地板輻射供暖末端,選擇熱源的供回水溫度為 45/40。
246、另外,根據項目建筑空間分布、冷熱負荷特點、熱泵主機市場上最大容量等條件,最終確定采用一級分散式系統形式,即集中建設一套提升泵站及蓄水穩流池,在各個用熱小區分別建設多個熱泵機房,污水側輸配水管網為一套系統,熱泵機房內其它設備各自承擔各片區內的負荷。(三)設備方案 機房設備按功能分為兩類,一類是污水源熱泵機房部分,包括:熱泵機組、板式換熱器、采暖循環水泵;另外一類是污水提升泵房部分,主要設備為污水提升泵。設備選擇原則按照遵循設計相關各種手冊、公司已有性質相似運行項目的實際運行數據以及相關論文研究成果等。對于管線系統,所選擇的管徑是根據一定流量下,保證管道比摩阻在經濟比摩阻范圍內。對于蓄水穩流池容積
247、的,所選容積可以保證蓄水穩流池內水位穩定,使得污水管道內流量穩定。(四)機房智慧自控 西安大興新區三民村再生水集中供熱項系統已經實現無人值守,具有機房的遠程視頻監控、音頻監控、機房遠程操作與監控的功能,可以通過 PC 端、移動端 APP 實時查看地下機房運行狀態和運行參數。197 四聯綠色能源指揮調度中心 智慧運維系統【PC 端】198 四、四、效益分析效益分析 (一)經濟效益(1)項目投資:項目投資費用總和為 1.90 億元,總的投資費用指標為 95.10元/。(2)投資增量回收:采用污水源熱泵系統供暖,較傳統方式的投資增量的靜態回收年限為 4.59 年。(3)財務評價:項目投資財務內部收益
248、率(稅后)為 8.64,財務凈現值(ic8)800.02 萬元,總投資收益率為 9.76。(二)環保效益 本項目采用的是國家極力倡導的節能減排新技術,項目達產后,相比較傳統的采暖系統可以年節約標煤 8300 余噸,減少二氧化碳排放 20700 余噸,二氧化硫排放 120 余噸,氮氧化合物 120 余噸,煙塵約 80 噸。該項目的實施,對西安市的“治污減霾、保衛藍天”意義重大,可助力中國“碳達峰、碳中和”目標實現。(三)社會效益 本項目是目前全球在運營的單體規模最大的再生水(污水)源熱泵集中供暖項目,具有極大的示范意義。項目建成后,多個政府相關部門和企、事業單位紛紛與四聯智能聯系,希望推廣使用該
249、項技術。2017 年 11 月,原環境保護部部長李干杰一行在陜西調研大氣污染防治工作期間,實地考察了由四聯智能建設和運營的西安市大興新區再生水源熱泵集中供熱項目。原陜西省副省長張道宏陪同調研。五、五、典型經驗和做法典型經驗和做法 (一)商業模式創新 2012 年與西安大興新區管委會簽訂的西安大興新區三民村地區城市集中供熱工程項目特許經營協議,屬于四聯智能在清潔能源供熱(冷)領域的第二個 BOT 項目。(二)服務模式創新 西安大興新區三民村再生水源集中供熱項目,采取政府提倡的直管到戶服務模式,四聯智能(熱力公司)直接面對熱用戶,廣泛采用自動化、智能化、智慧199 化技術,服務更及時、更周到,用戶
250、滿意度高。(三)新技術集成 本項目采用污水源熱泵技術,屬于可再生清潔能源,且是國家大力推廣的在建筑領域應用的高效節能技術之一。(四)新材料與新設備應用 本項目的實施,選用了克萊門特、堃霖等國際知名品牌熱泵主機、哈工大金濤寬流道板式換熱器,屬于當前創新性強、高技術的專利產品。(五)準確供暖負荷計算 本項目居住建筑的供暖面積達 200 萬平方米,規模比較大,供熱負荷計算的準確性,對設備容量與項目初投資以及系統運行費用的影響均較大。在施工圖階段,在居住建筑及圍護結構熱工性能都確定后,四聯智能對供熱負荷需求進行了準確的計算,并且結合了已有相似在運行項目冬季供熱實際情況,最終確定了設計參數,為熱源設備及
251、系統合理確定、優化運行策略恰當制定,提供了合理準確的基礎數據。(六)加強水量與水質監測 在項目實施前,進一步加強污水處理廠水流量的實時監測,尤其在冬季的春節期間,有些工業企業由于放假污水排放量將減少,當然此時的生活污水量通常會增加,所以對污水處理廠總排放水量的實時監測,給出該期間準確的流量波動值,為蓄水穩流池的合理確定提供基礎數據依據。同時,也要進一步加強排水的水質監測,為直接式的污水源熱泵系統應用做一些技術準備;另外,對于水質中氯離子等指標進行測試,對于污水換熱器材質或者鍍層的選用提供依據。(七)優化運行及維護管理 由于建筑熱負荷跟室外逐時氣象參數是密不可分的,根據以往的運行經驗,對應室外氣
252、象參數的變化確定準確的優化調節方案,制定出一系列的調控操作規程,同時對運行管理人員進行上崗培訓,使得該規?;泄峁こ贪l揮出其最大的節能潛力;系統及系統中各環節設備按負荷均衡運行,延長設備及系統的運行壽命。區域供暖熱項目會存在污水側以及負荷側系統龐大的問題,由于水力不平衡冬季供熱便會存在水泵輸送浪費、主機出力浪費等問題。運行初始對于各末端均200 進行系統調平衡,保證系統按照最初的設計理念以最節能的狀態運行。再生水源熱泵運行過程中,污水側與以往的傳統的供暖方式存在較大差異,在運行管理過程中,不斷摸索潛污泵的維護維修、污水換熱器的清洗、保養等,對于該系統能夠穩定、安全地進行供熱服務至關重要。六
253、、六、問題和建議問題和建議 (一)地熱能集中供熱(冷)項目運作模式 對于地熱能集中供熱(冷)項目運作模式,政府與企業認知不一,政府支持地熱能的部分政策在實施中難以落地。希望政府部門采取 PPP 模式以外的 BOT模式推進,項目落地更快。(二)地熱能項目資金政策支持 北京、上海等地區,對于地熱能項目開發,均有一定比例資金補助。希望各地政府出臺投資補助政策,適當降低地熱能項目初投資,促進地熱能項目推廣和實施,以地熱助力“碳達峰、碳中和”目標實現。(三)地熱能項目用地政策支持 地熱能供熱項目,尤其是污水源熱泵供熱(冷)項目,需要建設能源中心和蓄水穩流池,用地成為項目能否實施或延期實施的關鍵因素之一。
254、蓄水穩流池建設在地下,綠化用地地下空間即可滿足要求。地熱能項目建設用地,希望靈活使用綠化用地地下空間,審批更便捷。201 3.6 山東省 東營龍源清潔能源科技有限公司東營市牛莊“清潔供暖無煙小鎮”東營龍源清潔能源科技有限公司東營市牛莊“清潔供暖無煙小鎮”項目項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 牛莊鎮原聚華鍋爐房地熱供暖項目于 2019 年 6 月開始施工,于 2019 年 10月 30 日達到供暖條件,并于當年 11 月 7 日投入供暖運營。項目運行面積約 26萬平方米,其中公建部分 12 萬平方米,居民部分 14 萬平方米。同時為附近農業大棚提供供暖,已建成的包括 4 萬平方米花卉大棚,
255、20 萬平方蔬菜大棚。農業大棚二期處于興建過程中。該項目通過利用埋深 18002100m 東營組熱儲層地熱水資源作為熱源,在牛莊鎮聚華小區域附近布置生產井 5 眼(備用 1 眼)及回灌井 5 眼(備用 1 眼)作為熱源,替代現有燃煤鍋爐(28MW)熱源,項目總投資金額為 6100 萬元。項目共鋪設管網長度約 9000 米,新建換熱站 1 座,新建換熱站內建設兼容原燃煤鍋爐的換熱器,確保地熱和鍋爐雙熱源均可運行。同時對北區換熱站以及原部分管網進行改造,部分加大管徑,最終通過各小區現有二級網系統為區域內所有設施供暖。牛莊鎮聚華鍋爐房地熱供暖項目,2019-2021 兩個供暖季年取暖費收入 1190
256、萬元。年運行成本包含運行電費、維修、人工費及合計約 260 萬元。項目回灌時間為每年供暖季開始即 11 月 15 日至來年 3 月 15 日,整個供暖季。開采井對應回灌井,根據天氣溫度變化啟停。二、二、供暖工藝流程及可行性供暖工藝流程及可行性 (一)供暖工藝流程及可行性 聚華鍋爐房供暖區域共有地熱井五口,編號分別為牛熱 1 井、牛熱 2 井、牛熱 5 井、牛熱 8 井,牛熱 10 井,五口井下入潛水泵抽水地下熱水,年開采量按20104m3/a.井進行。地熱水通過電潛泵提取出來后,通過高壓氣液分離器(部分情況需加除砂器),分離其中的氣體以及固體懸浮物。經過分離后的地熱水進入板式換熱器與二級管網的
257、循環水換熱,換熱后的地熱水直接進入回灌管線,最202 終不加壓流入回灌井回注。換熱后的二級管網循環水通過各小區現有二級網系統直供用戶,負責聚華園 1-5 五個個區的居民樓供暖,和辦公樓、學校、衛生院等公建的供暖。(二)技術先進程度 該系統主要先進技術在于開采井及回灌井的設計及合理布局,在綜合考慮供暖區域分布和平面布置的基礎上,結合掌握的地質資料,采用一抽一回、同層回灌的設計思路,共施工取水井和回灌井各 5 口,保證抽水井與回灌井之間的間距在 400m 左右,成井工藝基本相同。部署的原則是:(1)回灌井距離采水井相對較近。(2)熱儲層連通砂體厚度較大。(3)在井位選擇上避開附近的斷層。(4)回灌
258、井與采水井位于同一斷塊內。(5)綜合考慮回灌對熱儲層溫度和壓力的影響。在開采的過程中,全程檢測開采井及回灌井的水位、壓力、流量及溫度,通過上述參數的變化判斷生產及回灌的運行情況,以確保 100%達標回灌及整個系統的安全運行。該技術在鉆井設計及完井、工藝設備及材料的選擇、化學助劑的針對性應用以及運行維保方面形成一整套方案,達到地熱尾水在砂巖熱儲(如館陶組、東營組等)能實現一采一灌情況下實現 100%無壓同層回灌。確保以灌定采的實施,也不會形成加壓回灌等方式對地層的破壞及不可持續性。三、三、地熱尾水負壓回灌技術地熱尾水負壓回灌技術 本技術目前采用一采一灌的方式來設計,亦即一口開采井對應一口回灌井。
259、地熱水通過電潛泵提取出來后,通過高壓氣液分離器(部分情況需加除砂器),分離其中的氣體以及固體懸浮物。經過分離后的地熱水進入板式換熱器與二級管網的循環水換熱,換熱后的地熱水或是通過熱泵機組梯級利用,或是直接進入回灌管線,最終不加壓流入回灌井回注。在開采的過程中,全程檢測開采井及回灌井的水位、壓力、流量及溫度,通過上述參數的變化判斷生產及回灌的運行情況,以確保 100%達標回灌及整個系統的安全運行。203 該技術在鉆井設計及完井、工藝設備及材料的選擇、化學助劑的針對性應用以及運行維保方面形成一整套方案,達到地熱尾水在砂巖熱儲(如館陶組、東營組等)能實現一采一灌情況下實現 100%無壓同層回灌。確保
260、以灌定采的實施,也不會形成加壓回灌等方式對地層的破壞及不可持續性。該技術已在超過 400 萬平方米的地熱供暖項目上得到應用,成功實施的回灌井近 40 口,單井正常運行的回灌量在 80-120m3/h。四、四、項目運行情況小結項目運行情況小結 (1)政府主導、多方參與 政府主導搭建平臺,技術及社會資本積極參與,促進產業發展;本項目市政資產管理公司的支持是成功實施的關鍵(2)運行穩定、安全可靠 熱儲資源豐富、工藝合理,年供暖運行平穩,效果優于燃煤供暖;(3)節能減排、經濟高效 供暖無煤炭消耗,年節省標準煤排放約 1 萬噸,二氧化碳 2.6 萬噸;直接運營成本遠低于燃煤供暖(4)促進當地經濟發展,助
261、力新農村建設 助力牛莊鎮設施農業建設,為 8 萬平方米的花卉大棚提供熱源,并計劃為萬畝現代農業項目清潔供暖(5)模式可推廣復制 政府主導多方參與實施模式,地熱開發的技術可在東營及魯北地區復制。204 山東省禹城市分布式地熱能清潔供暖項目山東省禹城市分布式地熱能清潔供暖項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 山東省禹城分布式地熱清潔供暖項目:項目位于山東省禹城市房寺鎮,共建有 13 座分布式地熱能能源站,覆蓋 19 個社區+1 個學校,主要為新農村改造適用房,用戶末端均為地暖,并網面積總計約 150 萬平方米;其中地熱井 26 口,地熱井承擔供熱負荷占比約 62%,水源熱泵主機供熱負荷占比約 3
262、8%。項目遵循“證照齊全、透明計量、以灌定采、采灌平衡、梯級利用、綠色節能”的指導方針,主動對接政府監管,確保地熱水同層回灌,且回灌率滿足政府要求,實現資源可持續開發。二、二、技術路線及工藝流程技術路線及工藝流程 能源站采用地熱梯級利用的方式為社區用戶供熱,基于經濟模型下的地熱井直供加熱泵余熱利用,實現了地熱資源的最大經濟性利用,同時當地熱井出水溫度、水量不足時,熱泵系統作為備用熱源,保障了小區供暖長效穩定,另外通過80%以上同層回灌的對井,實現了地熱資源可持續開發。本項目地熱梯級利用的方式如下:第一級利用:將 53的地熱井出水直接經過一級板式換熱器與負荷側循環水換熱,水溫降至 34,將負荷側
263、循環水由 32加熱至 40,而后輸送至輻射地板采暖系統。第二級利用:將 34的地熱水輸送至熱泵主機對應的二級板換,當主機開啟時,水溫降至 26,將熱泵源側循環水由 20加熱至 26,水源熱泵主機將負荷側的循環水由 32加熱至 40。205 圖一、典型能源站系統圖 具體系統圖見圖一:地熱井抽取高溫地下水,經除沙裝置流至板換,與用戶側經過二級換熱后回灌到地下;用戶側的水系統通過板換及熱泵梯級利用熱量,由循環泵供給到末端用戶;地熱井分置電動閥門,計量以及氣候補償裝置,實現全季節能運行。同時嚴格監視地源側供回水參數,記錄溫度變化曲線,觀察回灌壓力,在保證地質條件安全的情況下,合理安全的使用地熱能;優先
264、使用板換直供,當出水溫度或出水量不能滿足小區的供熱需求時將啟動水源熱泵機組。三、三、主要設備選型主要設備選型 根據上述設計思路及相關測算,主要設備選型如下:按照負荷需求,并考慮管網損耗及安全余量,以典型房寺鎮大程社區能源站 深井泵回灌泵水箱潛水泵補水泵回灌系統除砂器蒸發器冷凝器加壓泵系統泵二次泵板式換熱器板式換熱器供水回水206 供暖面積 6.27 萬平方米能源站設計為例;能源站配備一組地熱井(即一抽一灌),共需要 1 組,即 2 口地熱井;能源站配置 2 套一體化板式換熱器(集成地源側和用戶側的循環水泵),板式換熱器換熱量分別為 1657kW 和 852KW;能源站配備 1 臺螺桿式地源熱泵
265、機組制熱量 852kW,另需配備三級凈化裝置。具體項目能源站配置見下表一:表一、中深層地熱供暖設備配置表表一、中深層地熱供暖設備配置表 編號 分項 內容 數量 備注 1 室外打井 1500 米,1 口取水井,1 口回灌井 26 口 2 源側管網 含取水管網、潛水泵、閥門、回灌過濾裝置等 13 套 3 負荷側供熱管網 出機房 1 米,含機房內管材附件等 13 套 4 能源站建筑 能源站站房 13 套 5 機房配置機房配置 6 熱泵主機 名義制熱量(852-1200KW)13 臺 7 系統循環泵 L=350m/h,H=35m 26 臺 一備 8 一級板換 換熱量 1657KW,一次側進出口溫度53
266、/34;二次側進出口溫度 32/40 13 臺 9 一級板換循環泵 L=200m/h,H=35m 26 臺 一備 10 二級板換 換熱量 852KW,一次側進出口溫度34/26;二次側進出口溫度 20/26 13 臺 11 二級板換循環泵 L=120m/h,H=16m 26 臺 一備 12 旋流除砂器 處理水量 110m/h 13 臺 13 智能化集控系統 系統智能監控管理平臺 1 套 14 定壓補水系統 源側、負荷側各一套,含定壓補水及軟化水系統 26 套 15 配電增容 約 600KW 13 套 四、四、項目經濟性項目經濟性和和社會效益社會效益 項目并網面積:150 萬 m;二網管網和能源
267、站合計總投資:約 1.35 億元;項目 IRR:10%,投資回收期:10 年。供熱價格:19 元/m,收費率 95%,供暖季平均單位面積電費 4.5 元/,水費和水資源費 0.5 元/,運維費用 1.5 元/,人員成本 2 元/,設備折舊費9 元/。207 項目可節約標準煤 15415 噸/年,減少二氧化碳排放量 41158 噸/年,助力實現碳達峰、碳中和目標。五、五、典型經驗和做法典型經驗和做法 項目采用中深層水熱型地熱+水源熱泵綜合供熱技術,能源站采用地熱梯級利用的方式為社區用戶供熱,基于經濟模型下的地熱井直供加熱泵余熱利用,實現了地熱資源的最大經濟性利用,同時當地熱井出水溫度、水量不足時
268、,熱泵系統作為備用熱源,保障了小區供暖長效穩定,另外通過同層回灌的對井,同層回灌率達到 80%以上,實現了地熱資源可持續開發。六、六、問題和建議問題和建議 (一)問題(1)補貼政策存在不確定性,僅有部分省市已建立了可再生能源建筑補貼標準,補貼能否落實也存在風險;(2)地方引導政策存在不確定性,部分省尚未公布地熱能發展規劃;(3)企業地熱勘探技術不足,導致項目前期投入成本高;(4)取水證、采礦證等辦理周期長,影響整體項目進度。(二)建議(1)雙碳壓力下,地熱能對低碳減排貢獻巨大,環境效益突出。建議對涉及民生工程的地熱能供暖項目,出臺水資源稅(福建等地免收水資源稅)等稅務減免政策;在清潔能源替代獎
269、補資金等方面,進一步明確配套支持性政策,為項目開發提供便利條件。(2)相關省市需公布地熱能發展規劃,為企業投入該行業堅定信心。(3)建立統一勘探開發及監測技術、綜合能源融合技術(規?;?、數字技術平臺。(4)建議相關省份發改委聯合財政、住建、水利、自然資源等部門,針對地熱能資源開發出具指導性意見,在地熱資源勘察、項目立項與建設審批流程、水資源與礦權手續辦理、城市基礎設施配套費劃撥、并爭取在全省形成統一指導管理辦法。208 3.7 西藏自治區 拉薩市才納鄉大平板集熱器太陽能采暖項目拉薩市才納鄉大平板集熱器太陽能采暖項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 當地能源資源情況:常規能源相對匱乏,卻擁有
270、我國最為豐富的太陽能資源。太陽能年輻射總量大于 6700MJ/m。適用太陽能的供暖應用。建筑情況:拉薩市才納鄉鄉政府辦公樓、6 棟宿舍樓等建筑,采暖面積共 6600。設計要求:設計室內采暖溫度不低于 18。運行費用不高于 10 元/。二、二、技術路線及工藝流程技術路線及工藝流程 應用技術原理:晴天白天,太陽能集熱器收集熱能,直接供建筑采暖,當建筑到設定溫度時,太陽能集熱器向蓄熱水箱蓄熱,收集蓄存所有集熱器得熱;日落后,建筑溫度低于設定溫度時,首先由蓄熱水箱補充提供采暖熱能,最終蓄熱不足時,水源熱泵開啟提取儲熱水箱熱量補充供暖。整個系統全自動運行,無人值守。運行原理圖 209 系統監控界面 三、
271、三、主要設備選型主要設備選型 計安裝 2100 大平板集熱器。配備 9 臺 20p 水源熱泵輔助提溫供熱。系統采用 168 組大平板集熱器(單組集熱面積 12.5)、150m儲熱水箱、9 臺 20p水源熱泵機組;末端為風機盤管。系統配置遠程監控。四、四、項目經濟性、環境及社會效益項目經濟性、環境及社會效益 節能減排數據:才納鄉居民采暖電費為 0.54 元/kWh,工商業采暖電費 0.84元/kWh,計算一個采暖季耗電量及運行費用具體見下表。建筑類型 年耗電費用(元)年防凍液補充費用(元)總運行費用(元)每平方米運行費用(元/年)宿舍 15216.63 3750 18966.63 3.79 辦公
272、室 11590.82 1250 12840.82 9.14 系統年節能量為 1071000kWh,相應節約了 482.4t 標準煤,同時減少污染排放 291t 碳粉塵、1068t 二氧化碳(CO2)、32t 二氧化硫(SO2)、16t 氮氧化物(NOX)。五、五、典型經驗和做法典型經驗和做法 項目設計為短期蓄熱,當地太陽輻照好、電力不穩定,為解決系統斷電及非采暖期的過熱問題,系統設計采用斷電回流技術,以達到保護系統并回收工質。六、六、問題和建議問題和建議 大面積的太陽能采暖系統宜應用跨季節儲熱技術,將多余熱量儲存起來,在太陽能不能滿足使用的時候提供熱量的需求。提高系統利用率。210 211 西
273、藏浪卡子縣城太陽能供熱工程采暖項目西藏浪卡子縣城太陽能供熱工程采暖項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 項目位于西藏山南地區浪卡子縣縣城,總集熱面積 22275,采暖面積 8.26萬平方米(采暖采用暖氣片供暖),此工程 2018 年 11 月份安裝驗收結束。項目采用大型太陽能短期儲熱采暖技術路線,出資方式為財政資金。建設理念,優先使用可再生能源,保護高原環境。主要設備采用高效平板集熱器,規格型號:P-G/1.0-L/CJ-13.9-數量:1620 組。輔助熱源:3 兆瓦電鍋爐。整個系統分為高效平板集熱器陣列組成的集熱部分、地下水池等組成的儲熱部分、末端為暖氣片組成的供熱部分、智能遠程監測控制
274、系統組成的控制部分、電量采集柜等組成的數據部分。(一)工程設計參數:浪卡子縣,屬藏南山原湖盆寬谷區,浪卡子縣位于喜馬拉雅山中段北麓,四周邊緣高突,中間呈低洼湖泊。是山南地區海拔最高的縣,也是西藏自治區的邊境縣之一,縣城西依自然山體,南、北有 307 省道貫穿城區,是進入山南地區的西部重要門戶;基礎水溫 5-10(摘自 50015-2019);地區年日均總輻照量為23.7MJ/;供暖期室外采暖計算溫度-14.4,采暖期平均溫度-3.7;年均日照 2933.8H,平均每日日照小時數 8.03H;供暖期時間為 9.23-5.31;平均室溫:20;總供熱面積:采暖面積 8.26 萬平方米;供暖結構形式
275、:建筑混凝土212 結構,二類公共建筑,建筑節能情況:公建建筑,保溫良好;室內末端用熱形式;暖氣片;設計壽命 25 年。(二)系統原理圖:(三)運行說明:(1)常態。沒有太陽能產出,沒有用熱需求,系統不運行。(2)預熱。集熱器在正常運行換熱前,會經過一段時間預熱,使集熱器平均溫度達到換熱條件。(3)無采暖需求。太陽能系統正常運行,把熱量存儲在蓄熱池,供季節性使用。(4)有采暖需求。太陽能系統直接提供熱量給用戶管網;在太陽能無法滿足用熱需求時,使用熱泵作為輔助能源,提供熱量給用戶管網;在熱泵無法正常工作時,使用蓄熱池提供熱量給用戶管網。(5)散熱。當蓄熱水池熱量充滿后,夜間會通過集熱器散掉多余的
276、熱量,使系統在第二天不會產生過熱現象。(此條可不介紹,對季節性蓄熱概念不利)(6)防凍 213 使用一定濃度的丙二醇和水混合物,降低系統冰點;使用強制循環,強制集熱器系統循環;由蓄熱池或熱泵提供熱量,對集熱器系統進行防凍循環。項目建成后采暖系統一直運行正常,室內溫度基本上都在 18-20 度左右。到目前為止已過質保期,采用能源管理模式,運行維護完全托管給我方。已經運行的 2 個采暖季,運行穩定,電鍋爐一直沒有啟用,供暖期太陽能輸出功率約為16706.25MWh,單位供熱面積建設費用 1460 元/m2元,單位供熱面積運行費用 2元/m2元。年節省標準煤:2931649.679kgce;年減排二
277、氧化碳:7241174.707kg;年減排粉塵:29316.50kg;年減排二氧化硫:58632.99kg。實時后臺監測數據如下:214 二、二、典型經驗和做法典型經驗和做法 該項目是在青藏高原上建設的第一個太陽能高比例供熱采暖項目,采用國際合作方式,由國際上具有太陽能供熱站建設先進檢驗的合作方進行設計并提供主要部件,建設費用較高,通過后續引進、吸收、消化和國產化,大幅度提升了我國太陽能供熱站的建設技術水平,降低了單位供熱面積建設費用,目前已經形成國內自主建設能力。三、三、問題和建議問題和建議 我國清潔供暖應借鑒先進國家建設供熱站的經驗,實施分布式和戶用采暖相結合的應用推廣模式,出臺支持分布式
278、供熱站的相應政策,而不再是單一參照煤改氣、煤改電的戶用政策,有利于可再生能源供暖發展和雙碳目標的實現。215 西藏仲巴縣大型太陽能集中供熱項目西藏仲巴縣大型太陽能集中供熱項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 概況項目于 2019 年 4 月正式開工建設,目前已正式運營,實現了當年建設、當年供暖。項目供熱面積:88,200,太陽能集熱面積:32175,儲熱鋼罐容積:15000m;采暖負荷:6.07MW;設計太陽能保證率:95%。該項目為仲巴縣提供了最清潔無污染、運行費用低的供暖解決方案,極大地改善了仲巴縣城居民基本生活條件和辦公條件,終結了仲巴縣城依靠燒牛糞供暖的歷史。二、二、工程設計工程設計
279、 本工程為日喀則市仲巴縣縣城太陽能集中供熱工程 EPC 總承包項目,供熱建筑總面積約 10.35 萬平方米,建筑采暖面積約 5.94 萬平方米。本工程位于西藏自治區仲巴縣縣城,東經 8284.76,北緯 29.1531.8,地處中國的西南邊陲,日喀則市的最西端。當地海拔 4700 米左右,輻照較強,冬春寒冷多大風,年日照時數 28973168h,年日照率為 65%73%,屬于太陽能資源一類地區(太陽能資源豐富)?;A水溫 5-10(摘自 50015-2019);地區年日均總輻照量為 23.7MJ/(數據來源于 RETscreen);216 供暖期室外采暖計算溫度-14.4,采暖期平均溫度-3.
280、7;年均日照 28973168H,平均每日日照小時數 7.938.67H;供暖期時間為 9.23-5.31;平均室溫:20;總供熱面積:采暖面積 8.82 萬平方米 結構形式:建筑混凝土結構,二類公共建筑 建筑節能情況:公建建筑,保溫良好 室內末端用熱形式;暖氣片 系統原理如下:系統運行說明:系統運行說明:集熱部分:高效平板集熱器 儲熱部分:保溫水箱 供熱部分:末端為暖氣片供熱 控制部分:采用智能遠程監測控制系統 數據部分:安裝系統電量采集柜 217 (1)常態。沒有太陽能產出,沒有用熱需求,系統不運行。(2)預熱。集熱器在正常運行換熱前,會經過一段時間預熱,使集熱器平均溫度達到換熱條件。(3
281、)無采暖需求。太陽能系統正常運行,把熱量存儲在蓄熱水箱,供季節性使用。(4)有采暖需求。1)太陽能系統直接提供熱量給用戶管網;2)在太陽能無法滿足用熱需求時,使用熱泵作為輔助能源,提供熱量給用戶管網;3)在熱泵無法正常工作時,使用蓄熱池提供熱量給用戶管網。(5)散熱。當蓄熱水箱熱量充滿后,夜間會通過集熱器散掉多余的熱量,使系統在第二天不會產生過熱現象。(此條可不介紹,對季節性蓄熱概念不利)(6)防凍 1)使用一定濃度的丙二醇和水混合物,降低系統冰點;2)使用強制循環,強制集熱器系統循環;3)由蓄熱水箱或熱泵提供熱量,對集熱器系統進行防凍循環。參考技術標準:(1)GB50495-2019 太陽能
282、供熱采暖工程技術標準(2)GB50736-2012 民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范及其條文說明(3)太陽能采暖設計方案技術支撐及總則,其余輔助性國家標準未列出 三、三、典型經驗和做法典型經驗和做法 項目高效大平板+蓄熱水池用于冬季供暖,利用當地供暖時間長,太陽晶輻照量高的特點。最大限度的利用太陽能光熱技術。采用高效大平板:瞬時截距達91.8%,比真空管集熱器節省占地面積 50%以上,系統故障率最低,系統成本僅比真空管高 10%20%,施工周期最短,最高縮短 80%,系統耐壓高,是迄今為止最好用的平板系統。利用太陽能解決冬季供暖問題,不僅節省耗能、清潔干凈、居住舒適,還可以使城鄉居民的生活質
283、量大為提高;對于解決偏僻及高寒高原地區的用能需求,不但可體現“以人為本”的建筑理念,還有巨大的經濟效益、明218 顯的社會效益和環境效益。四、四、問題和建議問題和建議 太陽能+地下水池蓄熱技術短期蓄熱供熱系統,具有很好的節能效益,太陽能實際保證率接近 100%的大型太陽能集中供暖項目。系統成本雖然高于普通平板集熱器,但產熱品質高,供暖所需的熱量較大,針對熱管、U 形管集熱器來說,成本并不高。不僅可以在采暖上使用,針對大型熱水項目也可使用。大大提高項目建設的科技性、安全性、經濟性。219 3.8 湖北省 湖北省潛江市江漢油田礦區地熱供暖項目湖北省潛江市江漢油田礦區地熱供暖項目 一、一、項目基本情
284、況項目基本情況 江漢油田礦區地熱供暖項目由中石化新星湖北新能源開發有限公司建設和經營,位于湖北省潛江市廣華鎮。2017 年 12 月建成投產,總供暖面積 212 萬平方米,其中公共建筑 47 萬平方米、民用建筑 165 萬平方米。本項目地質構造位置在江漢盆地潛江凹陷北部的王廣斷裂帶,熱儲層位主要為新近系廣華寺組地層,主力熱儲層廣二段地層為厚層狀灰色細-粉砂巖與中-薄層狀雜色泥巖不等厚互層,地層厚度 170300 米。本項目鉆鑿了 43 口中深層地熱井,取水層段 400700 米,地熱水水溫 3133,礦化度 1000 毫克/升左右,單井出水量每小時 120 立方米以上,回灌率達 100%;以及
285、 36 口淺層地熱井,取水層段 3575 米,地熱水水溫 19,單井出水量每小時 7080 立方米。二、二、技術路線及工藝流程技術路線及工藝流程 本項目充分利用了江漢油田的油氣勘探資料,按照地熱要素進行再解釋,查明了地熱資源的分布情況。再鉆鑿地熱井,以地下熱水作為媒介把地下熱能開采至地面,采用“板式換熱器+熱泵機組”獲取地熱水中的熱量進行供暖利用。地熱井來水(33)經過一級板式換熱器降低到 22,而后這部分溫度較低的地熱水,經過二級板式換熱器,利用熱泵進一步提取熱量,溫度降至 10左右,再回灌至原儲層,形成地熱側閉循環。供熱系統循環水通過一級、二級板式換熱器獲取地熱水熱量,供、回水溫度 60/
286、45往復循環,將熱量供給采暖用戶(組成采暖側閉循環),地熱能轉化成了供熱產品。地熱水和采暖水隔著板式換熱器獨立運轉,互不“見面”,確保實現“取熱還水”的技術目標。工藝流程見圖 1。220 圖 1 江漢項目地熱供暖流程示意圖 三、三、主要設備選型主要設備選型 熱泵機組和板式換熱器是本項目的關鍵設備,項目包含 12 個換熱站,共有34 臺水源熱泵機組,制熱量 14003000 千瓦;42 臺板式換熱器,換熱面積 57250 平方米。四、四、生產運行情況生產運行情況 本項目自 2017 年建成投運以來,已經平穩運行了 4 個供暖季。投入運行中深層地熱井 43 口,回、灌井比例接近 1:1;淺層地熱井
287、 36 口,回、灌井比例 1:2。按照“以灌定采、同層回灌”的運行原則,整體回灌率達到 100%,地熱井靜水位、動水位均未出現明顯變化;換熱站供熱循環水供水溫度 4560,回水溫度保持在 4050,各項運行指標均達到建設預期。五、五、項目經濟性項目經濟性 該項目總投資 18469.33 萬元。截止 2021 年 3 月供暖季結束,共收取暖費20733.21 萬元,付現成本 9781.42 萬元。詳細情況如下。(1)項目全部建成后,完成建設投資 18469.33 萬元。目前已支付銀行貸款利息 371.83 萬元(2)地熱供暖價格每平方米 21.5 元。截至 2021 年 3 月,共收取暖費207
288、33.21 萬元,收費率 90%以上。221 (3)截至 2021 年 3 月,共繳納電費 6719.31 萬元、水費 72.72 萬元、燃氣費 133.87,修理費 1257.70 萬元,其他費用 1597.82 萬元。(4)項目 2017 年建成投入運行,按照運營期 20 年評價,項目實際稅后收益率為 8.87%,稅后投資回收期 9.6 年。六、六、環境和社會效益環境和社會效益 本項目使用地熱能作為主要“燃料”,整體環保水平較好。但是運行過程中,熱泵、循環泵、潛水電泵消耗一定的電力。經測算,項目每個供暖季可實現節約標準煤 11434 噸,減排二氧化碳 30460 噸、減排二氧化硫 255
289、噸、減排氮氧化物103 噸。本項目采用市場化運作方式,投資建設和經營發展,政府、百姓、企業三方共同受益。對于政府,無需財政投入,實現了地熱能供暖替代了原有的燃煤鍋爐,有助于完成節能減排任務;對于百姓,保持供暖價格平穩,享受著溫暖的清潔供暖,真正得到了實惠;對于企業,擴大了供暖市場,實現了自身發展。七、七、典型經驗和做法典型經驗和做法 本項目充分利用了江漢油田的油氣勘探資料,按照地熱要素進行再解釋,查明了地熱資源的分布情況。再鉆鑿地熱井,以地下熱水作為媒介把地下熱能開采至地面,采用“板式換熱器+熱泵機組”獲取地熱水中的熱量進行供暖利用。(一)采用“夾心層”地熱資源開展地熱能供熱 在我國地熱能實際
290、開發中,淺層地熱能供熱制冷項目受取熱效率和經濟性限制,主要開發 100 米以淺的地層;中深層地熱能供暖項目為了達到一定溫度,主要開發 1500 米以深的地層。很少有地熱項目開發 1001500 米之間的“夾心層”熱儲。由于供熱面積大,本區域淺層地熱資源無法提供足夠的熱源,深層地熱資源演化過程十分特殊,導致地熱水礦化度高、腐蝕性強,難以利用。因此,開創性地大規模開發了 400700 米深度的新近系廣華寺組熱儲,為我國地熱能供熱制冷發展提供了新的思路。我國沉積盆地面積約占國土面積的 1/3,其“夾心層”普遍育碎屑巖,施工容易,成本較低,為地熱能發展提供了新的廣闊空間。(二)地熱能供熱經濟性好的特點
291、得到充分體現 江漢油田礦區早期采用燃煤鍋爐進行生活供暖,在當地環保要求提高之后,燃煤鍋爐必須拆除。江漢油田礦區天然氣容量和電網容量充足,資源條件和工程222 條件齊備,沒有風險,但是經過測算,兩者成本較高,又無財政補貼資金,如果強行改造,暖費將比原有的燃煤供熱大幅上漲,油田和職工都難以承受。因此,轉向對尚未利用的廣華寺組熱儲進行研究和開發,煤改地熱投入供熱后,與原有的燃煤供熱相比,綜合成本略微上升,居民繳費價格 21.5 元/平方米/年,順利實現了從燃煤到清潔取暖的過渡,本項目僅依靠居民交納暖費就可以長期穩定運行。(三)采取統一布井、整裝開發的方式加強地熱資源保護 本項目均位于江漢油田的油氣采
292、礦權范圍內,建設單位與油江漢田簽訂協議,采用統一布井、整裝開發建設和運行方式推進地熱田科學合理開發。地熱能是賦存在地下的流體,臨近企業的地熱采水井之間會相互影響,造成井間干擾,可能會產生動水位下降;采水井與回灌井之間也會相互影響,可能會產生“我回灌,他受益”的現象。通過統一布井、整裝開發的方式,可以充分調動企業設計、建設和回灌運行的負責任態度和積極性,保護“自己”的地熱資源。八、八、問題和建議問題和建議 (一)夏熱冬冷地區供熱制冷需求強烈,急需加大地熱能源開發力度。我國夏熱冬冷地區大致為秦嶺-淮河以南,南嶺以北,面積 180 萬平方千米,居住的城鄉人口約有 5.5 億,是我國人口最密集、經濟文
293、化發達的地區??諝鉂穸容^大,夏季體感溫度比氣溫高,冬季體感溫度比氣溫低。由于夏熱冬冷地區沒有采取集中供暖,目前城市居民大多數自發采用空調、電取暖器等分散取暖方式來度過寒冬,能效較低、二氧化碳排放較高。建議明確南方夏熱冬冷地區地熱能應用政策導向,將地熱能作為新增建筑設計和老舊建筑改造的規范要求,從源頭上采用地熱能占領清潔能源供暖陣地,避免北方先自發燃煤鍋爐供暖,再推動清潔供暖改造的窘境。(二)突出地熱能的可再生能源屬性,塑造南方地熱能管理的規范環境。北方?。ㄊ校┑責崮荛_發利用較早,在地熱能發展的最初階段,對其認識不夠全面,地方政府根據自身實際情況將地熱能歸屬自然資源、水利、城建等部門進行管理,逐
294、漸形成了今天北方?。ㄊ校碗s的地熱能發展管理關系。然而,在一些南方?。ㄊ校?,類似江漢油田礦區的地熱能供暖制冷項目,政府各個部門暫時還沒有出現爭相管理的復雜情況,地熱能項目的前置程序和發展環境比較寬松。223 建議南方?。ㄊ校┑哪茉粗鞴懿块T充分認識地熱能的可再生能源屬性,主動推動地熱能供暖制冷發展,打造能源主管部門主抓、主管的地熱能管理體系,避免陷入北方地熱能管理的復雜局面,對推動地熱能規?;哔|量發展具有重要作用。(三)開展區域地熱利用專項規劃,確保民生供暖項目科學平穩發展。江漢油田礦區地熱供暖項目首次開發新近系廣華寺組熱儲,其巖性松散易碎,存在鉆井卡鉆、抽水出砂等施工和運行風險;并且項目供熱
295、規模較大,小區空間位置比較分散,縱向跨度約 7 公里,熱儲空間發育存在一定差異,加劇了鉆井工程施工難度。針對這種復雜情況,建設單位采取了調整井身結構設計、優化篩管位置、更換止水材料等技術手段加以應對。雖然建設單位技術能力比較全面,成功化解了風險,但是仍然建議對于尚未開發的地熱田和熱儲層,采取地熱資源勘查先行,示范項目建設驗證,最后再規?;_發的方式,有計劃、有步驟得逐漸推進,避免改造項目居民供暖無法接續的風險。224 湖北省武漢市漢口濱江國際商務區江水源可再生能源站示范項目湖北省武漢市漢口濱江國際商務區江水源可再生能源站示范項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 漢口濱江國際商務區江水源可再生
296、能源站示范項目由武漢新星濱江新能源有限公司建設和經營,站址位于湖北省武漢市江岸區漢口濱江國際商務區 13 號地塊中央公園綠地下方。2020 年 1 月啟動建設,總設計供能規模為 211 萬平方米,其中商業建筑面積 23 萬平方米,辦公建筑面積 181 萬平方米,文化公共建筑面積 7 萬平方米。本項目采用武漢長江段江水作為冷熱源。江水夏季日平均溫度 2328,冬季日平均溫度 714,年均徑流量達 7144 億立方米(每秒 23500 立方米),溫度穩定、水質良好、水量充沛,能完全滿足項目用水需求。圖 1 能源站工藝流程示意圖 225 二、二、技術方案技術方案 夏季制冷時,長江水直接進入熱泵機組冷
297、凝器,溫度升高后再排入長江江中;用戶側循環水經過熱泵蒸發器溫度降低,往復循環,將“冷”供給用戶。此外,商業和辦公建筑在夜間供冷需求大幅度降低,熱泵利用低價的谷電制冷,儲存于蓄冰罐中,用于白天供冷調峰。冬季供暖時,調整閥門狀態,切換能源站運行流程,長江水進入熱泵機組蒸發器,溫度升高;用戶側循環水經過熱泵蒸發器溫度降低。相似地,利用低價谷電制熱蓄熱。三、三、項目經濟性項目經濟性 本項目預計 2022 年底投入試運行,因此項目經濟性參照可研報告。項目總投資 59944 萬元,稅后內部收益率 10.03%,投資回收期 10.82 年。詳細情況如下:(1)項目估算總投資約 59944 萬元,建設投資 5
298、8064 萬元(含稅)。按照30自有資金,70銀行貸款計算項目建設期利息為 1118 萬元。(2)項目收入為配套建設費,收費按當年接入面積一次性收取,合計為28752 萬元(不含稅)。(3)項目成本包括:電費約 2508 萬元/年(不含稅),水費為 6.6/年萬元(不含稅),勞務費 220 萬元/年,修理費 1039 萬元/年,租賃費 2000 萬元,管理費220 萬元/年,財務費用 19742 萬元,水資源費按照取水量每立方米 0.05 元測算共計 106.69 萬元/年,其他營業費用 107 萬元/年。(4)項目按照運營期 25 年評價,投資回收期 10.82 年,財務內部收益率為10.0
299、3%。四、四、環境和社會效益環境和社會效益 本項目使用長江水作為主要熱源,整體環保水平較好。運行過程中,只有水源熱泵機組、水泵需要消耗一定的電力,與燃煤集中供暖系統平均水平相比,減排效益明顯,實現全部產能后,預計每年節約標煤 7374 噸,減少二氧化碳排放18140 噸,減少二氧化硫排放 253 噸,減少氮氧化物排放 59 噸。五、五、典型經驗和做法典型經驗和做法 (一)熱泵+蓄能技術有效緩解電網峰值 226 本項目按照以江水源熱泵為主的供能系統設計,采用了成熟穩定的蓄能技術,與傳統中央空調相比,能效比更高,可以減少商務區空調裝機和配電容量,調配降低城市電網峰值,減低電網的負荷壓力,降低城市冷
300、熱島效應,改善居民居住環境,減少社會資源浪費。采用了模塊化設計理念,設置六個模塊,既能單獨控制也能聯合控制,可以隨著用戶入住率提升,通過分期建設方式,有效避免熱負荷冗余,降低項目投資風險。(二)采用合資方式共同推進項目開發 本項目新星湖北公司、二零四九公司、長江設計公司三方按照 47.5%:47.5%:5%的股權比例共同成立項目公司,技術能力和市場優勢。其中,中石化新星湖北新能源開發有限公司作為中國石化新星石油公司的子公司,其母公司是國內規模最大的地熱能開發應用企業,掌握先進和成熟的地熱資源開發利用技術,在地熱項目建設和運行方面具有較強的綜合實力。六、六、問題和建議問題和建議 (一)大型水源熱
301、泵供熱制冷納入城市規劃,助力沿江沿海城市節能減排。我國南方沿江沿海地區的地表水資源總量很大,具備支撐大型供熱制冷項目建設的資源條件,但是類似項目僅局限在少數城市,尚沒有大范圍應用。建議在沿江沿海城市規劃中要統籌考慮規?;媒?、海水建設大型供熱制冷項目,作為城市供熱制冷的有機組成部分,甚至最主要部分,取代家用空調、中央空調等能效相對較低供熱制冷方式,實現更好的節能減排效果。(二)開展建成項目相關影響后評價,簡化地表水源取退水審批程序。本項目建設需要事先確定取退水方案、涉河工程建設方案,進行洪水影響評價、長江航道影響評估、海事通航安全評估、環境影響評價,獲得取水許可證。前期論證和手續辦理經歷了
302、 2 年時間。鑒于我國已經建成了一些大型水源熱泵供熱制冷工程項目,項目的各種影響已經經歷時間的檢驗。建議有關部門對相關影響進行后評價,根據評價結果,取消不必要的前置論證和評估,簡化行政審批手續。227 3.9 浙江省 海創基地可再生能源綜合利用項目海創基地可再生能源綜合利用項目 一、一、項目基本情況項目基本情況 杭州市濱江區海創基地建成于 2004 年 10 月,總占地面積 304 畝,總建筑面積 24 萬平方米,綠化面積超過 50%,海創基地大樓曾被稱作“亞洲第一單體建筑”。陸特能源通過科學設計,引入前沿技術,將地熱能、太陽能等可再生能源綜合應用于整個園區,從而大幅降低能耗。其中二樓連廊建筑
303、空間采用了更為先進的可再生能源綜合利用技術以及舒適性末端技術,旨在打造零碳舒適性建筑空間,同時進行舒適性評價與能效監測,采用超節能的輻射空調系統和照明系統滿足建筑空間的冷熱和照明需求,又通過太陽能發電解決空調和照明系統的耗電問題。案例信息 合作方 杭州高新技術產業開發區資產經營有限公司 建設時間 2016 年 投資金額 7000 萬元(不確定)商業模式 合同能源管理(EMC)建設內容 重點目標 主要范圍 地理位置 可再生能源綜合應用節能改造 24 萬平方米 建筑整體 打造近零碳示范空間 1000 平方米 二樓示范空間 智慧能源管理平臺和項目展示空間 2000 平方米 南一樓展廳 二、二、綜合效
304、益綜合效益 (一)社會效益:全國首個綠色建筑條例立法所在地(浙江?。┑恼怨?28 建類項目。(二)環保效益:減少海創基地資源消耗與環境污染,與自然環境和諧共生。實施既有建筑綠色改造認證評價,采用先進設備或技術措施,可以有效地減少海創基地天然氣、電、水等不可再生資源的消耗,并減少 CO?等污染物的排放,實現人、建筑與環境的友好共生。(三)經濟效益:提高海創基地建筑舒適度,提升項目品質,大大降低維護運營費用,長期經濟效益顯著。通過對自然采光通風的優化設計、室內噪聲的控制、室內空氣污染物的控制、大空間的微氣候環境設計、智能化控制等措施,將營造出海創基地舒適、健康的工作環境,大大增強對客戶的吸引力
305、;獲得既有建筑綠色改造評價標識,進一步提升海創基地的知名度,并提升物業出租使用率;通過海創基地既有建筑綠色改造認證評價的實施,可降低單位面積建筑能耗24%50%,減少二氧化碳排放大于 28.2kg,可再循環材料大于 7.7%,綜合經濟效益顯著。節能改造后,每年將為海創基地節省電耗 53.89 萬千瓦時,每年光伏發電替代電量 300 萬度,每年節省燃氣 33.7 萬立方(約占改造前燃氣消耗的 88.67%);節能改造后,園區的能耗費用大幅下降,經濟效益明顯;節能改造后,園區的整體二氧化碳排放量明顯降低,環保效益顯著。注電費按 0.898 元/kWh 計算 注燃氣費按 4 元/m3 計算(四)自身
306、效益:提升海創基地整體形象,提高公眾認可度。通過既有建筑綠色改造認證評價的實施,本項目中建筑品質的提升、效率的提高、舒適度的增強、以人為本等的周到考慮,將使海創基地的品牌更容易獲得公眾的認可,并樹立起優秀的品牌形象,有利于企業的長期發展,同時也能為后續項目的開發起到示范作用。229 三、三、典型經驗和做法典型經驗和做法 光伏地熱-體化 充分考慮園區地下土壤空間,利用其豐富的淺層地熱能資源,為園區的空調提供冷熱源。充分利用建筑屋頂及地面車棚新建太陽能光伏發電,為園區提供清潔電力來源。集中采用綠色建筑技術、可再生能源綜合利用技術以及舒適性末端技術,打造近零能耗空間的同時,實現溫度、濕度、氧度、凈度
307、、靜度、氣流速度等指標高度恒定的舒適陸度空間。230 3.10 遼寧省 遼寧省葫蘆島市興城清潔取暖項目典型案例遼寧省葫蘆島市興城清潔取暖項目典型案例 一、一、項目基本情況項目基本情況 遼寧省葫蘆島市興城首山公園古城畫苑,建筑面積 96m2,節能建筑,于2020 年 4 月配置了希奧特戶用型分布式太陽能供熱采暖系統,該項目為興城市首個配置遠程監測控制的太陽能供熱采暖系統。二、二、技術介紹技術介紹 戶用型分布式太陽能供熱采暖系統是指低溫水通過太陽能集熱系統(希奧特自主研發注水式承壓循環太陽能集熱模塊高效集熱后)轉換成熱能并儲存在儲能裝置內(希奧特自主研發分層蓄熱水箱),然后通過管網輸送到熱水末端、
308、采暖末端(例如:散熱器、地板輻射、風機盤管、淋浴器、洗手臺等),向用戶側(建筑采暖、熱水)供能,當太陽能量不足時啟動谷電輔熱(希奧特自主研發電磁加熱裝置),全系統智能控制,做到“室溫至上”“太陽優先”“輔助保底”。分布式太陽能供熱采暖系統遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則,充分利用當地太陽能資源,替代和減少常規能源消費。三、三、主要設備主要設備 (一)注水式承壓循環太陽能集熱模塊(高效集熱)通過創新改變傳統集熱器結構來實現置換集熱管內的全部熱量,低溫工質在溫差循環的作用下由一端進入,并分別注入每一只集熱管的底部,將原集熱管內的高溫介質頂出至出口,實現了熱量近乎 100%的置換。通
309、過承壓循環實現建筑所需的冬季采暖,夏季制冷、全年熱水等實現“太陽能建筑一體化”(二)分層蓄熱水箱 要實現智能溫控導流,并在滿足設計流量的前提降低流速,并控制在0.06m/s 以內,所有進、出口要加裝匯流器、散流器,以減輕工質對分層的擾動,確保工質分層效果不受到破壞。(三)電磁輔助加熱裝置 231 要確保高效率、長壽命,實現水電分離,熱啟動要快,便于智能化控制,能夠分時段、分季節控制加熱啟動,不做無用功。且要易于除垢及維護保養。(四)真空管專利遮光裝置 太陽能系統夏季防過熱采用自有專利技術100 根弧形條狀遮光(專用鋁型材)從集熱管背光面旋轉至采光面,將每組集熱器一半數量的集熱管遮光,有效防止系
310、統過熱。(五)智能控制系統 控制系統是大腦,是中樞神經,它貫穿著系統設計人對太陽能的理解與領悟的深度,涵蓋了科學的、嚴謹的理念,決定著能否實現初期設計的設定目標。它掌控著太陽能聯供系統一年四季的高效、安全、可靠的運行狀態。做到“室溫至上”“太陽優先”“輔助保底”時時刻刻再現和控制系統運行的狀態。讓用戶安心,讓系統配套商放心!四、四、可推廣的經驗和適用場景可推廣的經驗和適用場景 戶用型分布式太陽能供熱采暖系統,所有設備及組件均為市場成熟產品,核心技術部分模塊化集成,實現冬季采暖的無煤化、清潔化、便捷化.一次投入、安全穩定、零排放無污染,可完全滿足用戶使用需求。解決了冬季采暖問題又提供232 了全
311、年生活熱水。該產品適用于100 住宅。并具有延長采暖期的靈活性。五、五、典型經驗和做法典型經驗和做法 戶用型分布式太陽能供熱采暖系統是指低溫水通過太陽能集熱系統(希奧特自主研發注水式承壓循環太陽能集熱模塊高效集熱后)轉換成熱能并儲存在儲能裝置內(希奧特自主研發分層蓄熱水箱),然后通過管網輸送到熱水末端、采暖末端(例如:散熱器、地板輻射、風機盤管、淋浴器、洗手臺等),向用戶側(建筑采暖、熱水)供能,當太陽能量不足時啟動谷電輔熱(希奧特自主研發電磁加熱裝置),全系統智能控制,做到“室溫至上”“太陽優先”“輔助保底”。分布式太陽能供熱采暖系統遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則,充分利用
312、當地太陽能資源,替代和減少常規能源消費。233 3.11 四川省 四川九寨溝太陽能熱水采暖項目案例四川九寨溝太陽能熱水采暖項目案例 一、一、項目基本情況項目基本情況 用熱水情況(春、夏、秋季節):7 棟高低錯落的客房樓,依山勢扇形排列,1020 間五星級客房,根據熱水用水設計標準,每個床位每日用熱水量 120-160L。部分客房屬于套間,配置了 1-2個浴缸,每個浴缸每日熱水用水量可達到 500L。按平均每間客房用熱水量 300L計算,用熱水量為 306 噸。室內溫泉(SPA)會所-天浴溫泉養身中心,可同時容納 2000 人洗浴休閑,每人平均用熱水量 10-20L,按平均每人用熱水量 15L
313、計算,用熱水量為 30 噸。采暖用熱情況(冬季,旅游淡季,采暖末端為地板輻射采暖):客房樓供暖面積:54800,3 臺 4 噸采暖鍋爐,1 號、2 號為燃氣鍋爐,3號為燃油鍋爐,采用閉式循環,使用軟水,回水循環泵功率 75KW,管道 DN300。溫泉、貴賓樓供暖面積:26000,3 臺 4 噸采暖鍋爐,4 號、6 號為燃氣鍋爐,5 號為燃油鍋爐,采用閉式循環,使用軟水,回水循環泵功率 45KW,管道DN400。餐廳、大堂、展廳、中庭供暖面積:43000,3 臺 4 噸采暖鍋爐,7 號、9號為燃氣鍋爐,8 號為燃油鍋爐,采用閉式循環,使用軟水,回水循環泵功率 55KW,管道 DN400。二、二、
314、技術路線及工藝流程技術路線及工藝流程 季節性酒店,春夏秋季旅游季高峰時期,太陽能系統供應酒店客房用熱水需求;冬季客房入住率不高,熱水富裕,將多余熱量供給客房采暖防凍使用。采暖循環控制:當 T0-T110(可調),關閉鍋爐直通閥 1,開啟太陽能直通閥 1-1、太陽能直通閥 1-2,啟動 P1(P1-1 P1-2 P1-3 兩用一備),轉入太陽能采暖循環,通過板式換熱器與各個采暖回路的回水管路進行熱交換。當T0-T14(可調),開啟鍋爐直通閥 1,關閉太陽能直通閥 1-1、太陽能直通閥1-2,關閉 P1。(其他回路同原理,共四套采暖,但同一時間只能開啟一套循環,234 以防采暖系統混水)(一)酒店
315、太陽能生活熱水系統:當供熱水箱中的溫度48,用水時原有熱水鍋爐不開啟,啟動供熱水箱的鍋爐供水泵,將供熱水箱中的熱水供應至鍋爐房中 5 個 20 噸熱水箱中,利用原有的熱水供水系統給酒店客房供應生活熱水。當供熱水箱中的溫度48,用水時原有熱水鍋爐開啟,啟動供熱水箱的鍋爐供水泵,將供熱水箱中的低溫熱水供應至鍋爐進水口,通過鍋爐輔助加熱后利用原有的熱水供水系統給酒店客房供應生活熱水。(二)酒店太陽能采暖熱水系統:酒店進入采暖季,鍋爐房中原有的采暖鍋爐系統提供 55以上的熱水,通過采暖換熱器熱交換將各采暖端的介質加熱,達到采暖需求。55為鍋爐房提供的采暖要求水溫約數。采暖季太陽能供熱水箱溫度高于采暖介
316、質回水管道溫度 10(一般采暖介質回水管道溫度為 35左右)時,通過各采暖端介質的回水管路電動閥關閉,太陽能電動閥 1、2 開啟,啟動采暖循環泵,通過板式換熱器與各采暖端介質的回水管路進行熱交換,提升采暖介質回水溫度。當供熱水箱中的溫度低于采暖介質回水管道溫度+4時,回水管路電動閥開啟,太陽能電動閥 1、2 關閉,停止采暖循環泵。235 (三)系統停運:根據設計,在酒店水電等供應正常情況下系統可全年運行,不需停止。太陽能系統如需停止運行,需要將整個系統進行排空,同時用遮陽網將集熱器進行遮擋處理,確保系統正?;謴瓦\行。(四)補水控制:(1)集熱水箱:定水位補水:當集熱水箱水位低于 60%水位時,
317、打開補水電磁閥 DCF1 補水至集熱水箱水位達到 70%水位,停止補水;(2)供熱水箱:定水位補水:當供熱水箱水位低于 40%水位時,打開補水電動閥 DDF1 補水至供水水箱水位達到 60%水位,停止補水。溫控補水:當供熱水箱水溫48,且水箱水位低于滿水位,打開補水電動閥 DDF1 補水至滿水位或水箱水溫45,停止補水;(五)集熱溫差循環:(增加 6 次定時循環功能,早上循環 2 次,防止管道冷水進入集熱器)當集熱器溫度 T1(T1-1、T1-2、T1-3)與集熱水箱中的水溫 T2 溫差6(現場可調)時,集熱循環泵 P1(P1-1、P1-2、P1-3)啟動,將集熱器中熱水打進集熱水箱中,當兩者
318、溫差2(可調)時,循環泵 P1(P1-1、P1-2)停止;(六)水箱間循環:(六套集熱水箱 PLC 控制柜分別檢測集熱水箱和供水水箱水箱溫度,控制水泵及電動閥)當供水水箱水滿,水位達到設定水位,水溫低于 45且低于集熱水箱的溫度 5時,控制柜檢測集熱水箱的水溫和供水水箱的水溫,根據水箱溫度高低,分別啟動水箱間板式換熱器兩端的換熱循環水泵,進行水箱間循環換熱,當兩水箱溫差小于 2時或供水水箱水溫到達設定溫度時,水箱間板式換熱器兩端的換熱循環水泵停止。(七)防凍循環:當室外管道溫度 T4(T4-1、T4-2)低于防凍循環管啟動溫度(5)時,對應系統的循環泵 P1 自動啟動,當管道溫度 T4 高于
319、10時對應的循環泵自動停止。236 (八)防凍電熱帶:當室外管道溫度 T4(T4-1、T4-2、T4-3)防凍電熱帶啟動溫度(2)時,防凍電熱帶啟動;當室外管道溫度(T4-1、T4-2、T4-3)防凍電熱帶停止溫度(5)時,防凍電熱帶停止;(九)集熱器高溫斷續循環(集熱器脈沖循環):當集熱器溫度 T1(T1-1、T1-2、T1-3)高于 90(可調),且僅高于集熱水箱T2 溫度 210范圍內時,循環泵啟動循環,每循環 20 分鐘,停 10 分鐘,直至水溫低于設定溫度;(十)管道防凍排空:當停電時,或者集熱管路溫度 T40時,排空閥手動打開,集熱循環管路的水排回到水箱中,防止管道凍堵。(十一)控
320、制柜采用 PLC 控制柜,可以實現遠程監控功能,所有參數均可以調整設置。三、三、主要設備選型主要設備選型 太陽能集熱器安裝在屋面的鋼結構平臺上,不占用樓頂其他設備的位置,且可利用集熱器將樓頂原有的管道遮擋住,酒店入住的客人只能看到其他樓頂美觀的平鋪太陽能集熱器,看不到雜亂的管道和設備。在 1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#客房樓、天浴樓、羌寨 1#樓 9 棟樓每棟屋頂上獨立鋪設太陽能集熱器(70 組、96 組、92 組、96 組、88 組、92 組、66 組、66 組、33 組)共計 699 組,太陽能總面積達到 5941.5。237 太陽能熱水系統的水箱分為集熱水箱和共用的儲熱水箱,集
321、熱水箱與太陽能集熱器進行循環吸收太陽光的熱量,儲熱水箱與集熱水箱通過板換進行換熱,達到設定溫度,春夏秋季節儲存的熱水可以 24 小時供應到酒店的每個客房,達到即開即熱的使用效果。冬季儲存的熱量可以通過與采暖板式換熱器進行換熱供應到酒店的采暖循環系統,以節省冬季客房的防凍采暖。1#和 3#客房樓共用一臺集熱水箱(31.5 噸)4#和 7#客房樓共用一臺集熱水箱(33 噸)2#、6#客房樓各設一臺集熱水箱(16.5 噸)5#客房樓設一臺集熱水箱(30 噸)天浴樓和羌寨樓共用一臺集熱水箱(35 噸)鍋爐房設一臺儲熱水箱(225 噸)四、四、典型經驗和做法典型經驗和做法 該項目采用皇明太陽能三高聯集管
322、集熱器,通過多次換熱將熱量輸送到水箱間的大型熱水儲熱水箱,加熱后的熱水可直接輸送到各個用水點處,冬季無熱水需求時還可將太陽能的熱量用于客房等的防凍采暖,實現了碳減排,經濟成本只有燃氣的三分之一,而且后期維護費用很少。其技術全部具有自主知識產權,部分項目完工后現已試運行了一個采暖季,期間運行穩定,晴好天氣餐廳、大堂、展廳、中庭一路的冬季采暖太陽能保證率達到 30%以上,根據采暖數據收集進行分析,整個太陽能系統運行的話可以滿足餐廳、大堂、展廳、中庭一路的冬季采暖所需熱量的 30%,采暖效果良好。2021 年 4 月份系統已全面完工。無論采取什么樣的太陽能設備,太陽能供暖系統的難點均在于采暖季的供熱
323、需求特別巨大,而采暖季的太陽能輻照情況相對來說又不較差,如果以采暖季的熱需求來設置太陽能供暖系統,春夏秋季節沒有采暖需求,僅靠熱水需求難以消耗完太陽能集熱器轉化的熱量,那么勢必會造成太陽能供暖系統在春夏秋季節的嚴重過熱情況。長久困擾太陽能采暖的是一個供能和需求的不匹配問題。另外在以采暖季的熱需求來設置太陽能供暖系統時初投資巨大,如果其他季節不能盡量利用太陽能轉化的熱量,僅在采暖期能充分的利用,那么采暖系統的回收期將遙遙無期。針對這種不匹配的情況,我們要盡量去開發類似本項目的采暖工況或是穩定238 運行的工業用熱行業,讓太陽能的熱量在全年都能較好的利用上,這樣才能充分發揮太陽能節能減排的優勢,讓
324、用戶獲得最大的經濟效益。五、五、問題和建議問題和建議 太陽能采暖供熱系統的先天不足(供能和需求的不匹配問題)還是比較嚴重的,所以不能盲目推廣,要根據項目的整體需求情況進行設計,讓資源得到充分的利用,并保障客戶的利益。太陽能采暖供熱系統設備的初期投入較大,推廣較困難,建議政府給予政策的疏導和扶持,如利用節約的能源費用,給予企業 5 年節能補貼政策支持,或者采取 PPP、合同能源管理等模式,對初始設備的投入進行支持,促進快速大范圍推廣太陽能+采暖供熱系統節能改造。另外工業用熱方向也是一個很好的應用,工業用能中造成了很多環境的污染和能源的浪費,同時很多用能企業的廠房屋頂都處于閑置狀態,可利用改造的場
325、地充足,如果使用太陽能清潔能源來解決工廠用熱問題,將為優化中國工業的能源質量結構及改善環境作出巨大貢獻,促使行業新舊動能轉換良好轉變。239 第四章 總結與展望 4.1 有益經驗 對于地熱供暖工程,可以采用多種能源形式相結合的復合型能源,并通過多能源站互聯的形式,極大地提高了系統的穩定性和可靠性。同時采用區域能源系統,有效減少了用戶側的設備和人員投入、管理成本等,很大程度上降低了能源系統出現安全事故的概率。利用各種熱泵技術如深層水源熱泵、淺層地源熱泵等從水溫中提取能量,節約電能。對于生物質能工程,要做到與政府規劃、道路建設、土地拍賣保持一致性,節約投資、減少協調量。項目的成功來源于高品質的施工
326、質量和運行、營銷服務,更來源于政府的大力支持。規劃設計、項目建設管理過程中,依據政府規劃,結合開發商公建、民建投資節點,保持信息對稱,步調一致,有利于節約投資、減少協調。高性能的生物質鍋爐設備加之高質量的生物質燃料往往會大大降低投資與運營成本,適合大面積推廣,尤其以鄉鎮供熱面積較為集中的區域,優勢更為明顯。對于太陽能供熱工程,可以設置集熱器收集熱量貯存在集熱水箱中,當集熱水箱與貯熱水箱的水溫相差較大時,啟動水箱間循環泵,將集熱水箱的熱量傳遞到貯熱水箱,周而復始,使貯熱水箱的水溫升高,達到用戶所需的溫度。保證日照不足及陰雨天氣時保證熱水供應。如果當地太陽輻照好、電力不穩定,可以將太陽能供熱項目設
327、計為短期蓄熱以解決系統斷電及非采暖期的過熱問題;系統設計采用斷電回流技術,以達到保護系統并回收工質。4.2 發展建議及展望(1)將可再生能源供暖建設納入基礎設施建設中,緩解企業經營困難,為“碳達峰、碳中和”目標早日實現奠定基礎。(2)加大可再生能源的開發和重視程度,促進能源規劃落地實施,出臺相240 關能源政策,保護區域能源項目,鼓勵可再生能源項目推廣應用,逐步形成“開發有度、市場有序”的良好局面。(3)加大資金支持,促進可再生能源產業可持續發展,對利用可再生能源項目的前期建設投入和技術研發等給予適當資金補助。(4)要實現中國可再生能源開發利用規?;?、產業化,著力改變企業生產布局、產品結構和利用方式不合理的現狀,還要加強國際間技術、資金和資源的交流合作,更好地分享其他國家在可再生能源研究和利用中的技術,吸收其他國家的先進經驗,用清潔生產技術的基本形式來實現循環經濟的健康發展。