淺析大學(xué)園區(qū)多能互補(bǔ)供能項(xiàng)目

姜泉濤 王雨帆

（1.山東實(shí)華天然氣有限公司山東省青島市266000)

（2.青島能源華潤燃?xì)庥邢薰旧綎|省青島市266000）

1 前言

該學(xué)校占地200畝，總投資約15億元，規(guī)劃建筑總面積約22萬平方米，規(guī)劃建設(shè)實(shí)驗(yàn)樓及綜合樓5座建筑面積15萬平，學(xué)生公寓4座建筑面積5.7萬平米，體育館1座建筑面積0.7萬平，餐廳1座建筑面積0.6萬平及附屬用房若干等，分為東西兩個(gè)區(qū)，西區(qū)建筑面積14萬平米，東區(qū)建筑面積8萬平米。本項(xiàng)目以天然氣為主要基礎(chǔ)能源，耦合電能、土壤源、空氣源多能互補(bǔ)，可實(shí)現(xiàn)冷熱聯(lián)供，對(duì)于降低能源成本，提高清潔能源占比具有重要意義。

2 負(fù)荷分析

經(jīng)過分析得知，該區(qū)域全年的高溫時(shí)間主要集中在6月至9月，低溫時(shí)間集中在12月至次年3月。對(duì)于實(shí)驗(yàn)樓、餐廳、體育館全年有冷熱負(fù)荷需求，學(xué)生公寓只有熱負(fù)荷需求。利用建筑模型分析，冷負(fù)荷共有14MW（含部分新風(fēng)系統(tǒng)），西區(qū)冷負(fù)荷7MW，東區(qū)冷負(fù)荷7MW；熱負(fù)荷共有14WM（含部分新風(fēng)系統(tǒng)），西區(qū)熱負(fù)荷7MW，東區(qū)熱負(fù)荷7MW。具體負(fù)荷分配如下

序號(hào) 西區(qū)建筑 供熱面積（萬平方米）合計(jì)（萬平方米） 冷負(fù)荷（MW） 熱負(fù)荷（MW） 備注教學(xué)樓 6 13 7 7 2餐廳及配套 0.6 3體育館 0.7 4 1學(xué)生公寓 5.7 / 單體空調(diào)制冷序號(hào) 東區(qū)建筑 供熱面積（萬平方米） 合計(jì)（平方米） 冷負(fù)荷（MW） 熱負(fù)荷（MW） 備注1 1號(hào)實(shí)驗(yàn)樓 3 9 7 7 含新風(fēng)負(fù)荷2 2號(hào)實(shí)驗(yàn)樓 3 3綜合樓 3全校區(qū)合計(jì)供熱面積（萬平方米） 22 14 14

3 供能方案

3.1 設(shè)備配置

經(jīng)過多方研究論證，最終采用“氣電組合”的多能互補(bǔ)方案。結(jié)合學(xué)校享受居民電價(jià)的政策，利用地源熱泵和空氣源熱泵具有采暖與制冷一機(jī)兩用功能，適當(dāng)配置可以替代燃?xì)忮仩t和冷水機(jī)組和冷卻塔負(fù)荷，可以節(jié)省供能運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)符合校方建設(shè)綠色校園理念。在供冷配置方面，采用了欠配置原則，考慮沿海地區(qū)對(duì)于冷負(fù)荷的需求不高等情況配置。

西區(qū)能源站主要由地下機(jī)房、鍋爐房、室外土壤源3部分組成，東區(qū)受空間位置限制，與西區(qū)共用一個(gè)鍋爐房。地源采用淺埋地?zé)峁?，在學(xué)校操場(chǎng)及周邊綠化帶位置2米以下安裝地下土壤源換熱系統(tǒng)，采用DN25的雙U型PE管，打井深度為120米，地?zé)峋當(dāng)?shù)量260口。西區(qū)設(shè)備配置主要有1套地源熱泵機(jī)組（制冷量1453KW，制熱量1320KW）+2臺(tái)冷水機(jī)組（制冷量1231KW）+3臺(tái)2.8MW冷凝燃?xì)忮仩t。

東區(qū)能源站主要由由地下機(jī)房及室外屋頂部分2部分組成，地下機(jī)房主要放置冷水機(jī)組、循環(huán)泵、分集水器、電氣自控設(shè)備等、室外屋頂配置風(fēng)冷熱泵和冷卻塔。東區(qū)設(shè)備配置9臺(tái)風(fēng)冷熱泵（制冷量170KW，制熱量140KW）+2臺(tái)冷水機(jī)組（制冷量2110KW）。東區(qū)不足的熱負(fù)荷由西區(qū)鍋爐房通過聯(lián)通管提供。

3.2 系統(tǒng)流程

由于東西區(qū)配置不同，也配套建設(shè)了不同的能源站，所以在系統(tǒng)流程上也有所區(qū)別。

對(duì)于西區(qū)冬季供熱優(yōu)先運(yùn)行地源熱泵，寒冷高負(fù)荷時(shí)啟動(dòng)燃?xì)忮仩t補(bǔ)熱；夏季制冷優(yōu)先運(yùn)行地源熱泵，炎熱高負(fù)荷時(shí)啟動(dòng)冷水機(jī)組。

對(duì)于東區(qū)冬季供熱優(yōu)先運(yùn)行空氣源熱泵，寒冷高負(fù)荷時(shí)由西區(qū)鍋爐房進(jìn)行補(bǔ)熱；夏季制冷優(yōu)先運(yùn)行冷水機(jī)組，炎熱高負(fù)荷時(shí)啟用空氣源熱泵。

4 經(jīng)濟(jì)分析

4.1 投資估算

該供能配套項(xiàng)目總投資大約1800萬，其中設(shè)備投資1100萬，安裝費(fèi)600萬，設(shè)計(jì)、監(jiān)理費(fèi)100萬。

4.2 項(xiàng)目收費(fèi)

按照當(dāng)?shù)氐恼?，該?xiàng)目合計(jì)收取配套費(fèi)2000萬元。

冷熱收費(fèi)采用熱計(jì)量表計(jì)費(fèi)，按照裝93元/GJ結(jié)算。

冬季開機(jī)時(shí)段為11月5日至次年4月5日，共140天；夏季開機(jī)時(shí)段為當(dāng)年6月20日至9月20日，共90天。在一個(gè)供熱(冷)季前，校方按設(shè)計(jì)熱(冷)負(fù)荷的30%預(yù)交費(fèi)用，供熱(冷）季結(jié)束后雙方結(jié)算總費(fèi)用，如供熱(冷）量低于設(shè)計(jì)負(fù)荷的30%，則按設(shè)計(jì)負(fù)荷的30%收費(fèi)；如供熱(冷）量高于設(shè)計(jì)負(fù)荷的30%，則按實(shí)際用量結(jié)算。

4.3 運(yùn)營分析

通過分析負(fù)荷在50%設(shè)計(jì)負(fù)荷和100%設(shè)備負(fù)荷兩種情況下，該項(xiàng)目的收益情況。

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5 結(jié)論

本項(xiàng)目以天然氣為主要基礎(chǔ)能源，耦合電能、土壤源、空氣源多能互補(bǔ)，符合城燃或者能源公司近年來發(fā)展綜合能源的發(fā)展要求。尤其多能互補(bǔ)對(duì)于節(jié)能減排，減少大氣污染，也具有非常重要的意義。從經(jīng)濟(jì)上分析也能看到，該類項(xiàng)目在實(shí)施過程中，不管從建設(shè)還是運(yùn)營都具有一定的效益，尤其對(duì)于有燃?xì)鈿庠吹某侨脊巨D(zhuǎn)型發(fā)展或者多方向發(fā)展具有指導(dǎo)意義；像大學(xué)這樣優(yōu)質(zhì)的項(xiàng)目很多，醫(yī)院、火車站、商超等都可進(jìn)行類似項(xiàng)目供能配套，該類似項(xiàng)目冷熱需求潛在市場(chǎng)較大，項(xiàng)目的成功實(shí)施具有很強(qiáng)的區(qū)域帶動(dòng)及示范作用。