南方區(qū)域供冷供熱項目運營能耗分析

朱庭浩

摘 要 通過對南方區(qū)域供冷供熱的集中冷站供冷量、供熱量、輸送損耗、用戶計量冷熱量、能源制備成本等進行分析，得出南方區(qū)域供冷供熱項目的相關運營能耗及經(jīng)營情況，并在此基礎上提出南方區(qū)域供冷供熱項目應重點考慮適合建筑內(nèi)末端形式、用戶用能特點等進行規(guī)劃設計，并對項目后期發(fā)展和優(yōu)化提出建議。

關鍵詞 南方區(qū)域供冷供熱;能源成本;輸送損耗;分戶計量

引言

隨著南方居民生活水平的提高，要求類似北方進行區(qū)域供熱的呼聲也越來越高，近些年在南方陸續(xù)出現(xiàn)了區(qū)域供冷供熱的項目[1]，但由于不同的區(qū)域特點，其采用的區(qū)域供能技術形式及用戶末端形式均不相同，從而產(chǎn)生了不同的運營特點。

1項目基本情況

該項目位于江蘇蘇州市，規(guī)劃區(qū)域供冷供熱總建筑面積達114萬平方米，目前已接入建筑面積83.5萬平方米，實際供能面積約為55.2萬平方米，項目以低層公寓房為主，配以一定的連體別墅和獨立別墅。

2項目全年供冷、熱量及供能損耗分析

2.1全年供冷、熱量分析

該項目采用分戶計量進行收費，根據(jù)每戶的實際計量用能數(shù)據(jù)，經(jīng)整理可知夏季平均計量供冷量為21.7kWh/m2，約為設計全年供冷量30%;冬季平均計量供熱量為18.2kWh/m2，約為設計全年供暖量20%～25%，各區(qū)域用能量如下所示：

①西區(qū)公寓，供能面積19.5萬平方米，夏季用能量362.3萬kWh，單位面積用能指標為18.5kWh/m2;冬季用能量302.6萬kWh，單位面積用能指標為15.5kWh/m2。②東區(qū)公寓，供能面積22.3萬平方米，夏季用能量348.6萬kWh，單位面積用能指標為15.6kWh/m2;冬季用能量154.8萬kWh，單位面積用能指標為6.9kWh/m2。③別墅區(qū)，供能面積4.7萬平方米，夏季用能量98.7萬kWh，單位面積用能指標為20.6kWh/m2。④西區(qū)商鋪，供能面積3.1萬平方米，夏季用能量70萬kWh，單位面積用能指標為22.6kWh/m2;冬季用能量81.2萬kWh;單位面積用能指標為26.2kWh/m2。⑤商業(yè)地塊，供能面積5.4萬平方米，夏季用能量317.1萬kWh，單位面積用能指標為57.9kWh/m2;冬季用能量378.1萬kWh，單位面積用能指標為69.1kWh/m2。

整個區(qū)域總計供能面積約55.2萬平方米，全年夏季用能量1196.9萬kWh，全年冬季用能量916.9萬kWh。

2.2 集中冷站、熱鍋爐供冷熱量分析

根據(jù)集中冷站冷水機組的開機時間及機組平均負荷率測算集中冷站的供冷量，測算出全年供冷量為1579.5萬kWh，集中冷站制冷通過輸送管網(wǎng)將冷量輸送至用戶，目前輸送管網(wǎng)大多采用直埋保溫管[2]，但由于管道設計較大，土壤與管網(wǎng)在輸送冷水時有約10℃左右的溫差，另外一方面，輸送水泵功率較大，其熱量大多消散在冷水中，導致水體輸送到用戶存在一定的溫升，最終產(chǎn)生輸送損耗[3-5]，根據(jù)計算，本項目的輸送損耗為24.22%，損耗量約為382.5萬kWh。

3項目全年能源消耗及單位能源成本分析

（1）夏季能耗及單位能源成本分析。本項目采用冷水機組+冷卻塔的方式進行區(qū)域供冷，其主要能耗地點為集中冷站、換熱站，主要的能源消耗為水、電，根據(jù)本項目2018年夏季水、電、費用清單，2018年供冷能源消耗的成本為568.9萬元。

（2）冬季能耗及單位能源成本分析。本項目采用集中與分散的燃氣鍋爐進行供熱，其主要能耗地點為集中熱站、換熱站，主要的能源消耗為水、電、燃氣，根據(jù)本項目2018年冬季水、電、氣費用清單，2018年供熱能源消耗的成本為545.6萬元，其中商業(yè)地塊成本為202.8萬元，其余地塊為342.8萬元。

4分析結論

（1）供冷輸送能耗高。設計時，冷站供冷系統(tǒng)按滿負荷進行設計和選型，因?qū)嶋H使用過程中南方各用戶采用分戶計量和風機盤管等末端形式，導致實際供能尖峰負荷與設計值相比下降約60%，同時全年供冷負荷約為設計全年供冷量30%，導致輸送過程中溫升及泵耗占全年供冷量約24%。

制冷冷站系統(tǒng)設計能效僅為3.88，其中，冷水機組設計能效僅僅為5.0，設備及系統(tǒng)設計能效低下，需要根據(jù)實際情況進行改造，建議如下：①系統(tǒng)長期處于部分負荷狀態(tài)，且因啟動電流等問題需要變頻啟動，建議在將已有冷水機組改造為變頻機組。②優(yōu)化冷水機組運行工況。原先冷水機組按標準工況進行設計，在實際運行過程中，因供能負荷較小，系統(tǒng)溫度工況較多情況處于非設計工況，建議在重新選型機組時，相關工況按實際運行工況進行修訂，同時對設計工況進行校核。

（2）供熱制備能效低。由于單元式小型燃氣鍋爐通過板式換熱器與末端用戶進行換熱，鍋爐加熱管道內(nèi)水體容量較小，因用戶末端為風機盤管分戶計量，用戶實際使用量較低，導致鍋爐長期頻繁啟動，長時間在低溫、低負荷工況下運行，造成爐膛溫度低，不穩(wěn)定等原因，從而最終引起鍋爐能耗大，能源成本高。

5結束語

南方區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)應考慮用戶分戶計量的用能特點，不宜照搬北方集中供熱系統(tǒng)的指標設計，在設計時，充分考慮用戶的同時使用系數(shù)等參數(shù)，建議夏季負荷指標25～30w/m2，冬季負荷指標15～20w/m2，相關的供冷供熱管網(wǎng)系統(tǒng)、泵組輸配系統(tǒng)應與之匹配。

南方供熱應因地制宜地采用熱泵、余熱利用等能耗低的技術形式，同時應充分考慮熱用戶用能不穩(wěn)定、用量小等特點對系統(tǒng)進行優(yōu)化配置。

參考文獻

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