原標題:石家莊暖氣片采暖費低至8元/m2/全采暖季,“熱泵+蓄能”是怎么做到的?

1、 末端是暖氣片,121天的采暖費才花了8元/m2,是真的嗎?

隨著春暖花開、疫情消散,我們的生產生活也逐步恢復。大部分北方地區的寒冬也即將過去,3月份期間各類建筑的采暖也基本結束。

我們對16年以來建設的近30項清潔采暖項目進行了遠程數據監控,近日,山西、河北、河南等地建設的供熱項目業已停止供暖,我們對運行數據進行了匯總分析。其中,河北石家莊春龍大廈的項目運行費用情況特別引人關注,自19年11月15日起供暖,截止年3月15日,按遠程監控數據顯示法凱淶瑪蓄聯熱泵系統供熱耗電量為144450KWh,折合采暖電費為796元/m2,我們與業主單位核實了現場的電表讀數,確認無誤。

該項目運行費用如此實惠,事實證明,基于熱泵和蓄能技術的蓄聯熱泵系統,運行經濟性和供熱穩定性取得了顯著的成效。

監控平臺耗電量畫面截圖(截止3月15日)

根據遠程監測數據,在19年11月15日至年3月15日(共計121天),總用電量144450KWh(含正向總電能和反向總電能,春節期間防凍運行近1個月),總電費為78003元,折合日均用電量1194KWh,日均電費645元(電價054元/KWh),建筑暖氣片采暖面積為9800m2,全采暖季運行費用平均運行費用為796元/m2,折合每月采暖費為2元/m2/元。

2、 石家莊春龍大廈為什么要做清潔供熱改造呢?

石家莊春龍大廈,建筑面積9800㎡,大樓熱指標按47/㎡計算,熱負荷為423k,末端為傳統暖氣片,采暖時間從11月底至次年3月。原采用市政蒸汽管網供熱,配置板式換熱器,存在一定的耗汽量大、熱損大的問題。18年石家莊供熱公司部分供熱管網改造,原蒸汽管網改為熱水管網,春龍大廈等處于管網末梢的用熱單位供熱效果變差,需對換熱站進行升級改造。該項目按原有市政熱力收費標準為35元/m2/采暖季,由于供熱效果變差,用戶繳費率持續下跌,用戶使用投訴和意見較多,采暖費作為該物業單位的盈利之一,已經影響到全年的物業收入。

3、 那種采暖方式利潤空間最大?艱難的選擇——燃氣VS熱泵

氣候條件

項目所在地最冷月平均高溫4℃,平均低溫5℃,極端高溫11℃(1月31日)、極端低溫9℃ (1月1日),歷史極端最低氣溫近℃。

配電容量

業主單位現有的變壓器300KVA,首先得保障辦公生產及生活用電,老式建筑配電增容費用高,沒有峰谷電價,不具備使用電熱鍋爐及蓄熱的條件。

采暖末端——老舊暖氣片

春龍大廈主體建筑建設至今已有十多年,建設之初,采暖鑄鐵暖氣片散熱器采暖,全樓采用串聯系統設計。

燃氣鍋爐的利弊

由于末端是老舊暖氣片,需要60℃以上高溫供暖,在配電容量有限的情況下,考慮到采用燃氣鍋爐,并與燃氣公司進行了洽談。

(1)燃氣管網的接口費要80元/m2,采用燃氣階梯價格,每立方燃氣約為28至36元。

(2)燃氣鍋爐在地下室需設立專用機房,并通過消防安全驗收。

空氣源熱泵的利弊

現有的清潔能源采暖方式中,熱泵采暖技術具有節能環保、能效比高、運行穩定的優勢,該項目可選擇方式中,存在不具備抽水打井條件、單供熱需求冷堆積且不具備地埋管打井場地??諝庠礋岜貌膳到y有著安裝簡單、冷熱雙供的特點,但受其自身技術的限制,有幾個條件不能滿足需求:

(1)按業主單位以往多年的供熱管理經驗,暖氣片系統至少保證60℃以上供水才能達到要求的室內采暖溫度,而現有的空氣源熱泵技術難以保證,即便超低溫機組,也難以避免環溫降低和結霜帶來的供水溫度不達標、供水溫度波動的問題。

(2)考慮到當地的極寒氣候條件,配置下來單一空氣源熱泵的功耗較大,現有的配電容量不能滿足,后續運行費用也不低。

4、 這樣做,可以配電更小、運行更省、投資最劃算。

熱泵技術是該項目的首選,那有沒有更好的解決方案能實現高水溫供熱、更高能效、更低配電的供熱呢?

現有熱泵技術都存在各自的適用范圍和條件,為了突破單一技術運用的客觀限制,通過綜合技術創新和應用實踐,我們提出了蓄聯熱泵系統,通過蓄能裝置的介入,拓展了水源熱泵和空氣源熱泵的使用條件,克服各自的限制和性能弱點,并增加熱能供應的穩定性,降低系統投資、減少運行費用、延長設備壽命。

蓄能互聯熱泵技術采用空氣源熱泵采集能量、相變蓄能調節和螺桿水水熱泵提溫的“雙級耦合、多能互補”方式,打造“不打井、不做地埋管”的熱泵蓄能復合系統,實現極端嚴寒天氣下穩定、高效的供熱效果。

1、蓄聯熱泵系統設計

蓄聯熱泵系統是成熟的熱泵技術和蓄能技術的交叉互聯、綜合利用形成的創新應用系統,蓄聯熱泵由一次側空氣源蓄能熱泵、二次側變工況溫度提升熱泵組成。通過一次側空氣源熱泵或淺層地熱、太陽能、其他廢熱余熱等通過相變蓄能進行多源互補的技術耦合,實現自然界所蘊含的低品位熱能的采集和儲存,為二次側溫度提升熱泵系統實現65℃供水,構建穩定、可靠、節能的采暖系統。相變蓄能模塊采用高密度相變儲能溶液(PCM),通過固/液態轉化的相變過程存儲和釋放相變潛熱,實現空氣中所蘊含的低品位熱能的采集和儲存,相變蓄能模塊充分發揮了相變蓄能、冷熱均流和調節蓄放的功能。

2、暖氣片專用熱泵機組

暖氣片專用高溫螺桿水水熱泵機組:機組采用高效半封閉雙螺桿壓縮機,高性能電子膨脹閥、大彎徑吸排氣管、自排污蒸發器、單流程冷凝器、智能控制等獨特設計,在源側水溫變化時,能夠穩定地根據用戶負荷需求精確匹配冷熱輸出60至65℃高溫熱水。

通過智能控制,暖氣片回水進入一級冷凝器,入口側水溫45℃、出口側水溫525℃,通過聯通閥進入二級冷凝器,入口側水溫525℃、出口側水溫60℃,在不增加額外投資費用的前提下,熱泵設備可穩定供水60℃/回水45℃,大溫差、小流量,更符合暖氣片采暖特性,確保采暖效果。

3、雙重節能運行模式

優化改進后的控制器可根據環境溫度的變化自適應調節供水溫度,實現了空氣源熱泵和蓄能模塊蓄能、放能的匹配和自動調節,智能控制系統能夠結合天氣條件和負荷需求,實現變工況自適應調節,單級直供模式更適用于天氣較好條件下的節能運行,雙級聯供模式更能夠保證高溫出水和低溫嚴寒天氣穩定運行。

5、 那么,蓄聯熱泵系統的采暖運行效果如何呢?

我們結合天氣情況,分析了系統在幾種典型天氣條件下運行時的溫度數據監測曲線,總體來看主要供熱時段內,蓄聯熱泵系統都能夠穩定供水60℃左右。具體如下所示:

晴天運行情況

年1月1日,晴天、環溫較好,建筑物熱負荷需求較低,供熱系統加載運行30分鐘左右,即可達到供回水目標溫度,開始減載。熱源側隨著螺桿主機的加載間歇性啟動采集能量。蓄能裝置進行調節。全天平均負荷系數約65%左右。

雨雪天氣運行情況

年1月15日,雨雪天氣,氣溫低、濕度大。熱源側的空氣源熱泵出現多次化霜現象,空氣源熱泵供水溫度間歇性波動,此時段,蓄能裝置通過控制調節進行能量補償,實現了熱源側溫度的穩定平衡,確保了使用側供水溫度基本穩定60℃供熱。

末端散熱器溫度

經隨機抽樣檢測,暖氣片表面溫度可達到48℃左右,室內地面溫度可到22℃左右,總體上,室內取暖效果良好,舒適度較高。

6、 綜合能源服務“迷你版”的清潔供熱典型實踐

本項目積極響應落實《京津冀及周邊地區19年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》等文件精神,在市政熱力出現問題后,積極采用法凱淶瑪蓄聯熱泵系統,立足先進節能技術,低成本、高能效、零排放的解決能源供應問題,增加了暖氣片供熱的穩定性,系統投資降低、運行節能、設備壽命提高,具備良好的經濟價值和環保效益,對于“推進清潔能源、減少霧霾天氣”有著積極的示范意義。

本項目是“迷你版”的綜合能源服務典型實踐,受《中國能源報?城市能源??穲蟮?、被《綜合能源服務百家案例集》收錄。為商業辦公及公共建筑節能減碳提供了良好的借鑒作用:

(1)通過綜合技術創新有效地突破了單一技術運用的客觀限制,實現了系統綜合能效提升30%左右。

(2)將蓄能技術和熱泵技術交叉互聯、綜合利用,克服各自的限制和性能弱點,拓展了各自使用條件邊界,實現了能源的綜合利用。

(3)重視智能控制和遠程數據監控,實現了全采暖季遠程監控、運維管理,并采集了大量的設備參數、溫度、電量等數據,為進一步能效優化提供了依據。