南方區(qū)域供冷供熱項(xiàng)目運(yùn)營能耗分析

朱庭浩

摘 要 通過對南方區(qū)域供冷供熱的集中冷站供冷量、供熱量、輸送損耗、用戶計量冷熱量、能源制備成本等進(jìn)行分析，得出南方區(qū)域供冷供熱項(xiàng)目的相關(guān)運(yùn)營能耗及經(jīng)營情況，并在此基礎(chǔ)上提出南方區(qū)域供冷供熱項(xiàng)目應(yīng)重點(diǎn)考慮適合建筑內(nèi)末端形式、用戶用能特點(diǎn)等進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，并對項(xiàng)目后期發(fā)展和優(yōu)化提出建議。

關(guān)鍵詞 南方區(qū)域供冷供熱;能源成本;輸送損耗;分戶計量

引言

隨著南方居民生活水平的提高，要求類似北方進(jìn)行區(qū)域供熱的呼聲也越來越高，近些年在南方陸續(xù)出現(xiàn)了區(qū)域供冷供熱的項(xiàng)目[1]，但由于不同的區(qū)域特點(diǎn)，其采用的區(qū)域供能技術(shù)形式及用戶末端形式均不相同，從而產(chǎn)生了不同的運(yùn)營特點(diǎn)。

1項(xiàng)目基本情況

該項(xiàng)目位于江蘇蘇州市，規(guī)劃區(qū)域供冷供熱總建筑面積達(dá)114萬平方米，目前已接入建筑面積83.5萬平方米，實(shí)際供能面積約為55.2萬平方米，項(xiàng)目以低層公寓房為主，配以一定的連體別墅和獨(dú)立別墅。

2項(xiàng)目全年供冷、熱量及供能損耗分析

2.1全年供冷、熱量分析

該項(xiàng)目采用分戶計量進(jìn)行收費(fèi)，根據(jù)每戶的實(shí)際計量用能數(shù)據(jù)，經(jīng)整理可知夏季平均計量供冷量為21.7kWh/m2，約為設(shè)計全年供冷量30%;冬季平均計量供熱量為18.2kWh/m2，約為設(shè)計全年供暖量20%～25%，各區(qū)域用能量如下所示：

①西區(qū)公寓，供能面積19.5萬平方米，夏季用能量362.3萬kWh，單位面積用能指標(biāo)為18.5kWh/m2;冬季用能量302.6萬kWh，單位面積用能指標(biāo)為15.5kWh/m2。②東區(qū)公寓，供能面積22.3萬平方米，夏季用能量348.6萬kWh，單位面積用能指標(biāo)為15.6kWh/m2;冬季用能量154.8萬kWh，單位面積用能指標(biāo)為6.9kWh/m2。③別墅區(qū)，供能面積4.7萬平方米，夏季用能量98.7萬kWh，單位面積用能指標(biāo)為20.6kWh/m2。④西區(qū)商鋪，供能面積3.1萬平方米，夏季用能量70萬kWh，單位面積用能指標(biāo)為22.6kWh/m2;冬季用能量81.2萬kWh;單位面積用能指標(biāo)為26.2kWh/m2。⑤商業(yè)地塊，供能面積5.4萬平方米，夏季用能量317.1萬kWh，單位面積用能指標(biāo)為57.9kWh/m2;冬季用能量378.1萬kWh，單位面積用能指標(biāo)為69.1kWh/m2。

整個區(qū)域總計供能面積約55.2萬平方米，全年夏季用能量1196.9萬kWh，全年冬季用能量916.9萬kWh。

2.2 集中冷站、熱鍋爐供冷熱量分析

根據(jù)集中冷站冷水機(jī)組的開機(jī)時間及機(jī)組平均負(fù)荷率測算集中冷站的供冷量，測算出全年供冷量為1579.5萬kWh，集中冷站制冷通過輸送管網(wǎng)將冷量輸送至用戶，目前輸送管網(wǎng)大多采用直埋保溫管[2]，但由于管道設(shè)計較大，土壤與管網(wǎng)在輸送冷水時有約10℃左右的溫差，另外一方面，輸送水泵功率較大，其熱量大多消散在冷水中，導(dǎo)致水體輸送到用戶存在一定的溫升，最終產(chǎn)生輸送損耗[3-5]，根據(jù)計算，本項(xiàng)目的輸送損耗為24.22%，損耗量約為382.5萬kWh。

3項(xiàng)目全年能源消耗及單位能源成本分析

（1）夏季能耗及單位能源成本分析。本項(xiàng)目采用冷水機(jī)組+冷卻塔的方式進(jìn)行區(qū)域供冷，其主要能耗地點(diǎn)為集中冷站、換熱站，主要的能源消耗為水、電，根據(jù)本項(xiàng)目2018年夏季水、電、費(fèi)用清單，2018年供冷能源消耗的成本為568.9萬元。

（2）冬季能耗及單位能源成本分析。本項(xiàng)目采用集中與分散的燃?xì)忮仩t進(jìn)行供熱，其主要能耗地點(diǎn)為集中熱站、換熱站，主要的能源消耗為水、電、燃?xì)猓鶕?jù)本項(xiàng)目2018年冬季水、電、氣費(fèi)用清單，2018年供熱能源消耗的成本為545.6萬元，其中商業(yè)地塊成本為202.8萬元，其余地塊為342.8萬元。

4分析結(jié)論

（1）供冷輸送能耗高。設(shè)計時，冷站供冷系統(tǒng)按滿負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計和選型，因?qū)嶋H使用過程中南方各用戶采用分戶計量和風(fēng)機(jī)盤管等末端形式，導(dǎo)致實(shí)際供能尖峰負(fù)荷與設(shè)計值相比下降約60%，同時全年供冷負(fù)荷約為設(shè)計全年供冷量30%，導(dǎo)致輸送過程中溫升及泵耗占全年供冷量約24%。

制冷冷站系統(tǒng)設(shè)計能效僅為3.88，其中，冷水機(jī)組設(shè)計能效僅僅為5.0，設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)計能效低下，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改造，建議如下：①系統(tǒng)長期處于部分負(fù)荷狀態(tài)，且因啟動電流等問題需要變頻啟動，建議在將已有冷水機(jī)組改造為變頻機(jī)組。②優(yōu)化冷水機(jī)組運(yùn)行工況。原先冷水機(jī)組按標(biāo)準(zhǔn)工況進(jìn)行設(shè)計，在實(shí)際運(yùn)行過程中，因供能負(fù)荷較小，系統(tǒng)溫度工況較多情況處于非設(shè)計工況，建議在重新選型機(jī)組時，相關(guān)工況按實(shí)際運(yùn)行工況進(jìn)行修訂，同時對設(shè)計工況進(jìn)行校核。

（2）供熱制備能效低。由于單元式小型燃?xì)忮仩t通過板式換熱器與末端用戶進(jìn)行換熱，鍋爐加熱管道內(nèi)水體容量較小，因用戶末端為風(fēng)機(jī)盤管分戶計量，用戶實(shí)際使用量較低，導(dǎo)致鍋爐長期頻繁啟動，長時間在低溫、低負(fù)荷工況下運(yùn)行，造成爐膛溫度低，不穩(wěn)定等原因，從而最終引起鍋爐能耗大，能源成本高。

5結(jié)束語

南方區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)應(yīng)考慮用戶分戶計量的用能特點(diǎn)，不宜照搬北方集中供熱系統(tǒng)的指標(biāo)設(shè)計，在設(shè)計時，充分考慮用戶的同時使用系數(shù)等參數(shù)，建議夏季負(fù)荷指標(biāo)25～30w/m2，冬季負(fù)荷指標(biāo)15～20w/m2，相關(guān)的供冷供熱管網(wǎng)系統(tǒng)、泵組輸配系統(tǒng)應(yīng)與之匹配。

南方供熱應(yīng)因地制宜地采用熱泵、余熱利用等能耗低的技術(shù)形式，同時應(yīng)充分考慮熱用戶用能不穩(wěn)定、用量小等特點(diǎn)對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化配置。

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