微型熱電聯產在洗浴中心場景的應用分析

0 引言

近年來，隨著人民生活質量不斷提高，沐浴行業(yè)也進入快速發(fā)展階段，從傳統(tǒng)的澡堂子開始轉變?yōu)樾滦偷木C合性休閑娛樂場所

，設備逐漸增多，功能不斷完善，能耗也不斷增加。目前的洗浴中心執(zhí)行工業(yè)電價，熱源設備普遍采用傳統(tǒng)燃氣鍋爐，能源費用高，企業(yè)運營成本巨大。微型熱電聯產可同時產電和熱水，具有運行費用低的優(yōu)勢，在洗浴中心建設微型熱電聯產，對企業(yè)降低運營成本，提高競爭力，實現節(jié)能減排具有重要意義。

1 洗浴中心熱耗分析

洗浴中心集洗浴、休閑、娛樂為一體，使用功能多樣化，熱水用量大且使用時間集中，水溫復雜，池水需定期更換，進行輔助加熱，整體耗熱需求大。洗浴中心的熱水系統(tǒng)設計最主要的方面為用水量及水溫的確定

。熱水用途主要包括淋浴、大池加熱、采暖三部分。

1）淋浴

洗浴中心熱水箱一般儲存60 ℃熱水，淋浴時通過調節(jié)熱水與冷水比例至適合溫度進行淋浴。不同類型淋浴水溫度見表1。

淋浴用熱水量可按式（1）計算：

從服務教學為出發(fā)點，本文以近年市場占有率第一的Android平臺，基于Bomb云存儲服務，以計算機導論課程為例，構建了基于混合架構的通用移動學習平臺。該平臺能輔助學生利用碎片化時間完成課程難點內容的學習、練習、測試和交互，提高學生學習積極性和效率。同時為教師提供課程管理、教學資源管理、在線交互和各種統(tǒng)計數據服務，使教師能及時與學生交互、掌握學生的學習進度和知識掌握的程度,為學生移動學習提供技術支持和平臺。

冬季，洗浴中心為運營旺季，洗浴人數多。夏季為淡季，洗浴人數少。過渡季介于淡、旺季之間。用熱負荷需求隨著淡、旺季同步波動。圖1 為某洗浴中心2020年10月-2021年9月天然氣消耗量，可見12月到次年3月天然氣消耗明顯增加，1月出現峰值，對于項目改造應選擇在淡季進行，可將各方面影響降至最小。

q——淋浴熱水用水定額（按60 ℃計），L/人，取70~100 L/人。

對項目節(jié)能減排進行測算，天然氣CO

排放因子取2.019 6 kg/m

，根據《2019 年度減排項目中國區(qū)域電網基準線排放因子》華東區(qū)域電網CO

排放因子取0.792 1 tCO

/MWh。

根據月平均供熱曲線，配置3 臺NY40 微型熱電聯產裝置，與燃氣鍋爐聯合供熱，滿足大池加采暖負荷需求。3 臺NY40 微型熱電聯產裝置發(fā)電功率66 kW，根據月平均電負荷曲線，3 臺NY40 所發(fā)電力由洗浴中心消納。設備參數見表4。

熱水浴池水溫保持在40～42 ℃之間。池水加熱所需的熱量為池水表面蒸發(fā)損失的熱量、池壁和池底傳導損失的熱量、管道和設備損失的熱量以及補充新鮮水加熱所需的熱量總和

。為了節(jié)約水源，環(huán)保經濟運行，池水保溫宜采用池水循環(huán)加熱，即池水循環(huán)凈化、消毒、加熱的處理方法。

（二）短跑是一項體能主導類、快速力量型的周期性項目，主要特點是距離短、速度快、強度大，其能量供應特點是依靠ATP-CP和糖酵解供能。

3）采暖

洗浴中心包括淋浴區(qū)、桑拿區(qū)、池浴區(qū)、休息區(qū)、娛樂區(qū)以及客房等。不同區(qū)域對溫度、濕度要求也不同。洗浴中心冬季采暖設計參數見表2。

2 洗浴中心負荷特點

式（1）中，n——淋浴人數，人。

2）構件信息標準化的應用，解決了不同專業(yè)之間的溝通問題，建筑、室內、結構、城規(guī)等相關技術人員可以用同一個信息化模型進行工作，有利于專業(yè)人員相互討論交流合作。

從客流情況看，洗浴的時間主要集中在上午10∶00 至次日凌晨2∶00 左右。20∶00 至次日凌晨1∶00 是客流高峰時段。圖2 為洗浴中心熱水箱水位逐時變化情況，可以看出：10∶00-19∶00 水位變化比較平緩，而20∶00以后，水位變化變陡。

3 微型熱電聯產的適用性

微型熱電聯產是小型化、模塊化布置在用戶側并能同時發(fā)電和供熱的裝置，通常發(fā)電功率≤50 kW。相比于熱電分產，熱電聯產具有節(jié)能減排、占地面積小、供熱質量高等優(yōu)點

。微型熱電聯產可同時產電和熱水，適用于洗浴中心常年有熱水、電力負荷需求的應用場景。從應用模式看，微型熱電聯產既可以單臺或多臺運行，也可以與其他熱源設備聯合運行。表3為部分已投運的洗浴中心微型熱電聯產應用案例。

該項目利用Simulink仿真環(huán)境對鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)進行建模，然后分別利用工程整定法和均勻設計法對其進行了參數整定。結果表明，與傳統(tǒng)的工程整定法相比，利用均勻設計方法得到的參數組合比工程整定法更加理想，超調量、調節(jié)時間和誤差均有所降低，系統(tǒng)控制性能得到了明顯的改善。

微型熱電聯產裝置經濟效益主要體現在運行費用低，因此，方案設計時應盡量使設備處于滿負荷、連續(xù)運行狀態(tài)。對于熱水需求量大的應用場景，可以通過多能耦合的方法解決。典型解決方案包括微型熱電聯產+燃氣鍋爐、微型熱電聯產+熱泵。

微型熱電聯產與燃氣鍋爐聯合運行，微型熱電聯產承擔基本負荷，燃氣鍋爐承擔調峰負荷。該模式既能發(fā)揮微型熱電聯產的經濟效益，同時也可以發(fā)揮燃氣鍋爐啟動快，調峰效果好的特點。微型熱電聯產與燃氣鍋爐聯合運行示意圖見圖3。

搜集該洗浴中心2019 年用能情況，整理月平均小時供熱負荷，月平均小時用電負荷，月外購熱水量，如圖5至圖7所示。

4 案例分析

對項目經濟性進行測算，可以看出，與燃氣鍋爐相比，3 臺NY40 年節(jié)約能源費用32.21 萬元，項目改造費用按照90 萬元估算，投資回收期2.8 年。如果按照上海市分布式能源優(yōu)惠氣價2.77元/m

測算，年節(jié)約費用49.49 萬元，投資回收期1.81 年，項目經濟效益更加明顯。項目經濟性測算見表5。

微型熱電聯產與空氣源熱泵聯合運行，微型熱電聯產發(fā)出的電力直接驅動熱泵制熱水，適合熱水需求量特別大的場景。也可以分時段運行：日間峰段電價時段，微型熱電聯產運行；夜間谷段電價時段，空氣源熱泵運行。充分利用峰谷差價實現經濟效益。微型熱電聯產與空氣源熱泵聯合運行示意圖見圖4。

4.1 改造方案設計

2）大池加熱

運行策略如圖8 所示，1-5 月、10-12 月NY40微型熱電聯產裝置滿負荷運行，熱負荷不足由原鍋爐補充。6-9月，微型熱電聯產裝置降負荷運行，鍋爐停運。

20世紀90年代，美國哈佛大學的教授根據服務性企業(yè)的數據，對利潤與市場份額在企業(yè)中兩者的關系進行研究。研究發(fā)現，在企業(yè)的利潤中顧客的忠誠度是一個相當重要的重要因素。每爭取一位新顧客所花成本是維系一位老顧客的5-10倍；而維系一位老顧客給予企業(yè)的價值是開發(fā)一個新顧客所無法給予的。在20世紀初意大利經濟學家帕累托提出的二八營銷法則也表明，80%的公司利潤來自20%的重要客戶，企業(yè)經營利潤的最大來源是占企業(yè)顧客群體中20%的忠誠顧客的重復購買[2]。這些數據表明了忠實顧客對于企業(yè)的重要性，及提高顧客忠誠度的必要性。

系統(tǒng)流程圖見圖9。3 臺微型熱電聯產出水匯管后并入鍋爐出水口，回水匯管從鍋爐回水口接入。

本文基于空間外差光譜技術的基本特性，將多重信號分類算法應用于空間外差干涉圖功率譜估計，采用CAT準則對影響MUSIC算法譜估計結果的信號空間維數p進行自適應定維研究.結果表明改進的CAT準則結合MUSIC算法能很好地實現空間外差干涉圖的光譜復原，提高光譜信噪比與復原效果.

4.2 經濟性效益分析

上海某洗浴中心，目前有2臺燃氣鍋爐，一運一備，鍋爐產生的一次側80 ℃熱水通過板換加熱二次側熱水滿足采暖和大池加熱的需求，淋浴熱水通過外購熱水滿足。為了降低企業(yè)能源費用，實現節(jié)能減排，設計微型熱電聯產改造方案。

4.3 節(jié)能減排效益分析

黨的十八屆四中全會決定設立“國家憲法日”，建立憲法宣誓制度，充分顯示黨中央尊重憲法、遵守憲法的決心，使得全國人民認識到憲法的重要和至高無上的權威。依法治國、憲法先行，全國各地修建憲法公園，憲法進學校、進課堂，進行憲法知識講座，全民學憲法、領導干部帶頭學憲法，使得憲法信仰的旗幟再次高高飄揚在共和國的上空。

測算結果表明，與熱電分產相比，微型熱電聯產節(jié)約93 tce/年，減排269 tCO

/年，項目環(huán)保效益明顯。項目節(jié)能減排測算表見表6。

5 結論

洗浴中心用熱需求大，年營業(yè)時間長，用熱需求主要包括淋浴、大池加熱、冬季采暖。建設微型熱電聯產，對提高供能安全性，降低運營成本，實現節(jié)能減排具有重要意義。

1）根據洗浴中心運營特點，洗浴中心冬季為運營旺季，洗浴人數多。夏季為淡季，洗浴人數少。過渡季介于淡、旺季之間。每年1 月為熱負荷最高峰。對于改造類項目應盡量選擇在淡季進行，可將各方面影響降至最小。從時段上看，洗浴的時間主要集中在上午10∶00 至次日凌晨2∶00 左右。晚上20∶00至次日凌晨1∶00是客流高峰時段。

2）微型熱電聯產可同時產電和熱水，適用于洗浴中心常年有熱水、電力負荷需求的應用場景。對于熱水需求量特別大的應用場景，可與其它熱源設備聯合運行。

微型熱電聯產與燃氣鍋爐聯合運行，微型熱電聯產承擔基本負荷，燃氣鍋爐承擔調峰負荷。該模式既能實現經濟效益，也具有調峰效果好的特點。

應用SPSS 19.0對數據進行統(tǒng)計學分析。計數資料的比較采用χ2檢驗，P<0.05表示為對比差異有統(tǒng)計學意義。

微型熱電聯產與空氣源熱泵聯合運行，該模式運行靈活，既可以同時段運行，滿足客流高峰時段熱水需求，也可以分時段運行，充分利用峰谷差價實現經濟效益。

3）微型熱電聯產具有良好的經濟效益和環(huán)保效益。測算案例表明：建設3 臺NY40 微型熱電聯產，年節(jié)能收益32.21 萬元，投資回收期2.8 年。與熱電分產相比，微型熱電聯產節(jié)約93 tce/年，減排269 tCO

/年。

［1］劉岑.商業(yè)洗浴場所應用污水源熱泵的潛力分析:［D］.［碩士學位論文］.河北：河北工程大學，2013.

［2］田玉蘭.洗浴中心熱水系統(tǒng)設計的優(yōu)化［J］.節(jié)能與環(huán)保，2003，4:41-43.

［3］CJJ160-2011公共浴場給水排水工程技術規(guī)程.

［4］CJJ122-2017游泳池給水排水工程技術規(guī)程.

［5］解東來，駱錦輝，單杰，等.廣州地區(qū)應用微型熱電聯產系統(tǒng)的運行成本及碳減排分析［J］.應用化學，2016，3:586-590.

［6］郭甲生，李巡案，徐振華，等.燃氣分布式能源系統(tǒng)在數據中心的應用［J］.煤氣與熱力，2014，7:15-17.