本文摘要：摘 要：結(jié)合寒冷地區(qū)(B區(qū))氣候特征和公共建筑能耗情況，綜合考慮公共建筑本身具備的保溫條件，以秦皇島市某總建筑面積18000m2的科技會(huì)展中心為例，對(duì)建筑物原有暖通設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造設(shè)計(jì)。本文對(duì)比了原有的電鍋爐供暖、市政供暖、地源熱泵供暖、空氣源熱泵供
摘 要：結(jié)合寒冷地區(qū)(B區(qū))氣候特征和公共建筑能耗情況，綜合考慮公共建筑本身具備的保溫條件，以秦皇島市某總建筑面積18000m2的科技會(huì)展中心為例，對(duì)建筑物原有暖通設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造設(shè)計(jì)。本文對(duì)比了原有的電鍋爐供暖、市政供暖、地源熱泵供暖、空氣源熱泵供暖四種供暖系統(tǒng)，對(duì)建筑物的暖通系統(tǒng)進(jìn)行了改造設(shè)計(jì)，深度分析了改造前、后的能耗數(shù)據(jù)及供暖、制冷的經(jīng)濟(jì)性。改造后經(jīng)過一個(gè)供暖制冷周期運(yùn)行，結(jié)果表明利用清潔能源供暖制冷改造技術(shù)并配合后期合理的運(yùn)營與管理模式，該大型性公共建筑能耗由原有的89萬元/供暖季的運(yùn)營成本降至26萬元/供暖季，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約630噸/供暖季，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益顯著，甲方滿意度達(dá)91%以上。
關(guān)鍵詞：節(jié)能改造;既有大型性公共建筑;供暖制冷;清潔能源;方案優(yōu)選
1 前言
為貫徹落實(shí)習(xí)近平同志在中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第14次會(huì)議上關(guān)于“推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔取暖”重要講話精神，及因地制宜推廣地?zé)崮堋⒖諝鉄崮�、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源分布式、多能互補(bǔ)應(yīng)用的新型取暖模式�？諝庠礋岜霉┡鳛橐环N清潔的供暖形式，在我國北方特別是京津冀地區(qū)具有良好的應(yīng)用前景[1-3]。當(dāng)下隨著國家“煤改清潔能源”政策的推廣，2017年5月，河北省住建廳印發(fā)《河北省城鎮(zhèn)供熱“十三五”規(guī)劃》提出，到十三五末，全省縣城及以上城市集中供熱和清潔能源供熱基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋，清潔供熱率達(dá)到95%以上。選用空氣源熱泵機(jī)組做為供暖設(shè)備，在我國控霾、治霾等環(huán)境污染的治理中能發(fā)揮積極的作用[4]。特別是既有大型公共建筑能耗尤為突出，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國既有大型公共建筑以不足4%的城鎮(zhèn)建筑面積占比消耗了25%以上的城鎮(zhèn)建筑總電耗。由于公共建筑體量大，單位面積能耗比其他類型建筑高很多，因此公共建筑節(jié)能改造的潛力巨大，是我國節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。
本文以既有大型性公共建筑冬季供暖夏季制冷工程實(shí)例為分析對(duì)象，通過對(duì)比分析多種供暖方式，以實(shí)際應(yīng)用場景驗(yàn)證了采用清潔能源的供暖方式的合理性和經(jīng)濟(jì)性。
2 工程概況
秦皇島市某科技會(huì)展中心于2010年完工，總建筑面積18395.09m2
，其中地上4層，建筑面積16160.73 m2，主要為展館及辦公室;地下1層建筑面積1057.10m2，主要為機(jī)房;另人防建筑面積1177.26 m2。采用集中空調(diào)系統(tǒng)的大型性公共建筑。科技會(huì)展中心周邊沒有鋪設(shè)市政供暖管線，因此設(shè)計(jì)時(shí)采暖使用電鍋爐自供暖。該建筑建成年代較近且保溫隔熱效果良好，采暖系統(tǒng)運(yùn)行能耗較高，主要在于電鍋爐本身的能耗及在設(shè)計(jì)時(shí)負(fù)荷選取過大。供暖運(yùn)行后導(dǎo)致熱力站耗電占總耗電的40%之多，能源沒有得到高效的利用，且熱力站效率較低。
3 熱力站系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀及分析
3.1 基本情況
(1)目前科技會(huì)展中心設(shè)置采暖電鍋爐2臺(tái)，單臺(tái)熱功率0.72MW;供暖一次泵3臺(tái)，參數(shù)為流量243m3/h，揚(yáng)程24.5m，功率22kW;二次泵3臺(tái)，參數(shù)為流量245m3/h，揚(yáng)程32m，功率37kW。3臺(tái)變壓器，每臺(tái)變壓器容量為800kVA。
(2)設(shè)置1個(gè)蓄熱水槽，容量為200t，蓄熱水溫差40℃(90/50℃)，總蓄熱量9302kW。
3.2 電鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀
通過對(duì)能源統(tǒng)計(jì)表及運(yùn)行記錄內(nèi)數(shù)據(jù)的整理，對(duì)電鍋爐經(jīng)運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行初步分析，電鍋爐2017年度5個(gè)月供暖期，鍋爐用電達(dá)到127.0萬kWh，電費(fèi)約89萬元。不含空調(diào)末端電費(fèi)。
3.3 主要問題診斷分析
對(duì)科技會(huì)展中心供熱期間的月能耗進(jìn)行分析，以2017年2月為例電耗分項(xiàng)拆分，2月總用電量為41.3萬kWh，其中鍋爐用電為23.3萬kWh，占月耗電量的56%;熱站其他設(shè)備用電量約2.7萬kWh，占月耗電量的7%;空調(diào)末端用電量約12.0萬kWh，占月耗電量的29%;其他用電(照明插座，動(dòng)力等)3.3萬kWh，占月耗電量的8%。
4 節(jié)能改造方案
4.1 方案確定
該建筑是本地區(qū)具有代表性的公共建筑，本項(xiàng)目對(duì)科技會(huì)展中心的熱力站電鍋爐進(jìn)行節(jié)能改造，提升其能源利用水平。依據(jù)秦皇島市氣象局提供的氣象數(shù)據(jù)可知，秦皇島市的氣候類型屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候。因毗鄰海洋，冬季漫長無嚴(yán)寒。常年的年平均氣溫在11℃左右，一月最冷，月平均氣溫-4.8℃，極端最低溫度為-20.8℃;七月最熱，月平均氣溫25℃，極端最高溫度為38。因此，根據(jù)中國建筑氣候區(qū)劃圖可查該大型性公共建筑屬于寒冷地區(qū)(B區(qū))氣候特征。
經(jīng)過現(xiàn)場踏勘可知建筑物外保溫及維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫效果良好，并結(jié)合秦皇島氣象數(shù)據(jù)，針對(duì)電鍋爐供暖耗電量過高問題，本項(xiàng)目建議采用空氣源熱泵代替原有的電鍋爐進(jìn)行供暖。選用低溫?zé)崴畽C(jī)組(室外環(huán)境溫度-25℃)型，工作狀態(tài)白天工作時(shí)間段早8：00-17：00室內(nèi)展廳及辦公室供暖溫度保證20±2℃，走廊保證16℃，夜晚室內(nèi)保持低溫運(yùn)行在5℃。因此滿足國家供暖標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有變壓器也不需要額外增容。
4.2 方案比較
4.2.1 對(duì)電鍋爐改造方案的比較分析
除電鍋爐外，冬季供暖方式一般有燃?xì)忮仩t、地源熱泵、空氣源熱泵及市政供暖等(其中空調(diào)末端用能無論采取何種供暖方式都無法節(jié)省)，但由于安裝燃?xì)忮仩t需要泄爆口及一定的安全面積，本項(xiàng)目無安裝條件，所以燃?xì)忮仩t不列入本方案考慮范圍內(nèi)。
下文綜合考慮項(xiàng)目投資成本、運(yùn)營成本、投資回收期、使用壽命、施工難度及風(fēng)險(xiǎn)防控等方面，將目前的電鍋爐供暖與接入市政熱力、地源熱泵和空氣源熱泵四種供暖方式，計(jì)算一個(gè)完整的供暖季(秦皇島供暖季為5個(gè)月)進(jìn)行方案經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析。
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