选题策划_许瑞琳/樊维强
案例_新科空调
以空气源热泵为热源建设区域能源站，为大型社区进行集中供暖，成为北方集中供暖的新模式！
今天，我们来看一个相应案例。位于河南省长垣市，总建筑面积达25万平米的高店社区，6年以来一直未能接入市政热网，最终采用了空气源热泵区域能源站，体验到了寒潮下的暖冬。2.采用智能群控等节能设计，实现0.1元/平米的每日运行费用，经济效益显著；3.作为单体规模达25万平米的大型社区能源站供暖，解决了困扰6800人6年的冬季供暖难题，为楼盘集中采暖开创新模式。该项目为长垣高店农村新型社区，位于新乡市长垣起重工业园区，总建筑面积250680平方米，住宅面积216355平米，目前入住率约60%，有常住居民6800人。该小区于2014年建成，由于当地的市政热网供热能力不足，无法接入集中供暖，6年以来居民都不能实现基本的供暖问题。河南长垣市冬季采暖计算温度-3.9℃，极端最低温度-19.2℃，日平均温度≤5℃的天数长达124天，冬季寒冷且采暖时间长。当地居民也缺乏有效的分户供暖方式，因此居民要求集中采暖的呼声非常高！甲方前期考察过天然气供暖，但当地还面临着用气成本高的困难——据了解新乡市居民气价按照两档收费，第一阶梯为2.57元/立方米，第二阶梯每户每年用气量在600立方米以上的，销售价格为3.34元/立方米。如使用燃气壁挂采暖炉进行分户采暖，以100平米户用燃气采暖炉为例，每小时耗气量为2.2方，每天开启9小时，每月耗气量在600方左右，户用气价按3.34元/立方米，每月费用约2000元。商用气价2.66元/立方米，按照1万平米小区每天需求热量为6600000kcal估算，传统承压燃气锅炉热效率0.75，燃气热值8500kcal/m³，每天用气量为21.6×0.6×6600000/（8500×0.75）=13417m³，每日使用成本高达35690元。在集中供热迟迟无法接入的情况下，甲方拟考虑采用自行筹备热源进行集中供暖，经过多方考察，在燃气锅炉、燃油锅炉等众多取暖方案中，选择了空气源热泵区域能源站进行供暖。该项目共配置76台60匹空气源热泵，总共分两期进行安装，第一期先行安装40台机组，给部分居民接上供暖，并预留相应的安装机位。由于项目机组配置数量较大，为了避免对小区居民生活造成影响，在小区附近单独选择一块闲置空地进行集中布置，采用高效空气源热泵，结构紧凑，能节省约45%占地空间。该空地四周均无明显遮挡，天然具有极佳通风条件，从而保证良好的热环境，便于空气源热泵机组充分吸收利用空气热量。机组分三排布置，相邻机组之间保持1.5米间距，避免相互之间的气流干扰。为避免机组集中放置产生的噪声扰民，安装时在基础上设置减震垫，避免噪音从机组传递到基础上。机组和住宅楼间有围墙隔档，但是围墙高度只和机组平齐，为避免噪音向斜上方传递，在围墙上方设置消音隔档。区域能源站设备总重36800kg，加上管道等附属设备，对承重载荷要求较高，因此项目采用混凝土加固地面。使用槽钢基础进行架高，避免冷凝水排水出现问题，导致机组结冰，同时机组架高能够创造更加顺畅的进排风环境，保障机组高效运行。该区域能源站总制热量5600kW，主管管径达到450mm，也做了加厚支架承重处理。项目供回水采用不锈钢管道，并做发泡材料保温处理，减少热水输送过程的热损失。为保证运行稳定性，延长使用寿命，采用模块化轮换运转技术，机组根据系统使用负荷情况，轮换设置优先开启的模块机组，平衡分配每台模块机组的运行时间，大大提高机组的可靠性和使用寿命。即使系统出现局部故障，如室外机的一个压缩机发生故障，或在多模块组合的系统中，如果一台室外机发生故障，自动补偿可以将故障的压缩机或其他故障室外机屏蔽，进行紧急运转，不影响正常供暖。项目于2019年元旦交付使用，2019年平稳运行半个采暖季，2020年采暖季开始后正常运行至今。据项目负责人介绍，根据清洁采暖专线电表测得的每日运行数据，平均每天的运行能耗只有0.1元/平米，按照当地正常采暖时长122天计算，采暖季运行费用预计为12.2元/平米，节能潜力十分明显。据了解，系统之所以实现超低运行费用，主要由于以下三个原因。对于采暖系统而言，大部分能耗来源于主机的耗电量，主机的耗电量=台数×运行时间×耗电功率。在进行系统设计时，采用了智能群控系统，相比于传统采暖系统，智慧之处在于，能够根据环境温度、所需温度或用户设定值自动判定输出功耗，调节机组开启台数。整个系统机组总数为40台，初次开机时全部开启，随后逐步降低开启台数。天气寒冷的一份月开启数量较多，在气温不是很低的11月份、三月份开启数量较低，平均开启数量为20台左右，开启率仅为50%，从而减少耗电主机台数，减少总体耗电量。对于热泵来说，大型集中采暖项目更具有节能优势，项目规模越大，节能效果越好。由于系统的热负荷需求受到天气变化、用户侧参数设置等影响，会有加大的波动性，需要系统启动率进行适应性调节，大型项目的机组容量大，模块调节的范围更大，能够更有效地降低开启台数，减少能耗。项目的顺利推进离不开国家的政策支持，新乡市大力发展清洁取暖，形成了集中供热“温暖新乡”工程、清洁取暖整村示范工程等示范工程，并出台了清洁供暖相关激励政策。长垣正常电费单价为0.56元/度，而当地为了提倡清洁供暖，出台了力度很大的电价补贴。本项目申请了清洁供暖专线供电，补贴之后的电费单价仅为0.46元/度，也帮助降低了运行费用成本。该小区以往采用分户供暖，效果差且费用高。有用户表示，自己家里用了燃气锅炉，开一个白天要烧5、6方天然气，但是房间保温效果不好，散热散的更快，导致根本热不起来。另外由于前期居民各自采用分户供暖，末端形式并不统一，其中主要以地暖、暖气片为主，综合末端实际情况，系统的供回水温度设置为50℃/45℃。能源站采用制热效果强劲的超低温热泵模块机组，采用高效喷气增焓、双段热气旁通、智能多重化霜等技术，低温制热衰退速度远小于常规热泵，在-7℃条件下，制热量比普通热泵提升30％。在运行期间，不管采用哪种末端的用户，房间温度都可以保证在20℃以上，最高可以达到26℃。居民表示：以前一到冬天用什么采暖都不好使，接上集中供暖以后，不用再多花冤枉钱，房间也终于能暖和起来了！从以上案例和分析可以看出，空气源热泵是国家提倡和大力推广的清洁供暖方式，其优缺点和疑难点可以归纳如下——
1. 空气源热泵利用室外空气能和清洁二次能源电能，响应国家清洁取暖号召，并享受相关的建设和电费运行政策补贴；
2. 氟水分离，冷媒无毒无害，不可燃，无爆炸风险，项目安全性、稳定性更好；
3.无需二次换热，可以调节出水温度，直接用于末端地暖、暖气片采暖；
4.热源布置形式灵活，靠近用户侧，管网热损失小；
5.通过主机群控技术，实时进行负荷调节实现节能运行；
6.24小时自动化运行，无需专人值守，减少管理压力；
7.机组之间进排风相互影响，需合理进行布置保证热环境；
8.多台机组集中布置，需要进行专门降噪处理避免影响居民生活。
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