10000㎡供暖配240吨蓄能水箱，费用低至13.4元/㎡
山东威海龙口·嘉合壹号小区实际供暖面积约10000㎡，配置8台40匹超低温主机，4个60吨的储热水箱，设计利用“峰平谷”电价储热式运行模式，采暖季运行费用每平方仅为13.43元！从北方各地开展清洁取暖行动以来，政府除了提供设备和运行费用的补贴外，还纷纷出台了峰谷电价政策，为了充分利用政府峰谷电价的优惠，空气源热泵+水箱蓄能技术目前在北方地区得到了很好的应用。一是空气源热泵机组的出水温度尽量低（35~45℃）；二是空气源热泵机组的运行时间段要选择在有谷电价的时间段中运行，需要用水箱蓄能方式把热能储存起来，在其它的时间段释放热能，从而达到降低运行费用的目的。这种蓄热方式的优势在于：有效地利用了低谷电，对整个电网来讲，起到了“削峰填谷”的作用，对用户来讲，降低了运行费用。山东烟台龙口·嘉合壹号小区有7栋楼，共计18000㎡，2018年建成，为保温节能建筑，外墙有保温。在热源方面，开发商经过多方考察后最终选择了空气源热泵。项目设计安装12台40匹超低温热泵机组，由于小区目前并没有完全入住，因此主机安装了8台，另外4台预留了安装位置。项目从2018年开始供暖，目前已经运行两个采暖季。去年实际供暖面积约10000㎡，系统配置4个60吨的储热水箱，安装在用板房搭建的设备间里面，水箱为4个油罐通过管道连接后发泡拼接而成，保温层厚度为8公分。供暖设计利用“峰平谷”电价储热式运行模式，利用夜间11点~次日早7点谷电0.342元电价制热，极寒天气再利用下午平电0.659元电费做补充加热2~3个小时，室内水泵24小时运行。主机循环水泵为两备两用，安装在室内，单个水泵功率为7.5kW。由于目前小区入住率并不是很高，因此正常情况下开一个水泵就可以满足系统的需求，如果后期采暖面积增加，则开启另外一个水泵。采暖季按照132天计算，单台主机的输入功率是33.85kW，主机循环水泵功率为7.5kW，每天的运行能耗为2226.4度，那么一个采暖季的能耗为293884.4度。按照0.342元/度的谷电价格计算，费用为100508元。系统室内循环泵为24小时运行，采暖季的能耗为34848度电，电价按照平段电价0.6559元/度计算，费用约22856.8元。整个采暖季，大概有30天的时间，主机除了晚上运行8小时（电价低）外，还需要在下午两点左右（能效高）运行两个小时，系统的耗电量为16698度，电价按照0.6559元/度计算，费用10952.2元。综上所述，该小区冬季采暖的总费用约为134317元，折算下来每平米冬季采暖的费用仅为13.43元。大型商用和集中采暖项目中采用大水箱蓄能在节能优势十分明显。但是需要考虑的是，大水箱体积大，要找到合适的安装位置，如果安装在楼顶，则需要考虑房屋的承压重量。此外，水箱的散热面积大，要尽量选择保温性能好的水箱。那么，蓄能水箱的大小怎么选配呢？由于空气源热泵机组的产水温度低，水箱蓄能的温差是15℃左右（具体根据项目情况计算）。蓄能水箱的容积=水箱需要蓄能的热能/温差（此公式忽略热损失）如，热负荷指标是45w/㎡，1000㎡的建筑储存10个小时的热量为450kWh，那么需要的水箱容积是为450×860÷1000）/15=25.8立方米。考虑到水箱散热的热损失，水箱的容积应再增加15%的余量，因此最好配置一个30吨的蓄能水箱。水箱蓄能时间一般设计为8~10小时，如果按照8小时计算，水箱的大小应该约为24吨。因此，蓄能水箱通常可以按照24~30吨/1000㎡配置。
版权：首发于《热泵市场》杂志2020.08月刊。感谢威海中科新能源有限公司总经理刘涛接受本刊记者采访，感谢热泵商学院讲师王言明提供技术支持！
