區(qū)域集中供冷供熱探討概要

0 三 區(qū)域集中供冷供熱三 區(qū)域集中供冷供熱 1 1 研究內(nèi)容研究內(nèi)容 1 1 現(xiàn)狀分析及存在問題 現(xiàn)狀 區(qū)域空調(diào)已歷經(jīng)了多年發(fā)展 在世界各地創(chuàng)造了大量成功運作的案 例 有些國家由于其本身所處地理位置和自身資源條件的限制 在其能源供應(yīng) 領(lǐng)域中 區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)是僅次于燃?xì)?電力的第三大公益事業(yè) 約有 90 的中 央空調(diào)都采用環(huán)保節(jié)能的非電空調(diào) 其中區(qū)域空調(diào)項目多達(dá) 250 個 自上世紀(jì) 90 年代開始 區(qū)域空調(diào)在歐美國家進(jìn)入快速發(fā)展時期 迄今為止 在美國投資 建設(shè)的區(qū)域空調(diào)項目亦達(dá)約 130 個 馬來西亞 新加坡也分別建設(shè)了幾十個區(qū) 域空調(diào)項目 這些項目提供的空調(diào)面積為 30 萬平方米到 500 萬平方米 中國 的區(qū)域空調(diào)尚處于探索 起步階段 在上海 江蘇等城市已經(jīng)有建成使用的成 功案例 目前成都尚無區(qū)域空調(diào)的案例 存在問題 一是區(qū)域空調(diào)所需的資源供應(yīng)存在不確定性 二是缺少統(tǒng)一的 規(guī)劃 主要是分布式能源的規(guī)劃與管網(wǎng)規(guī)劃 電網(wǎng)規(guī)劃以及整個城市發(fā)展規(guī)劃 的關(guān)系 三是并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的缺失 四是缺乏合理的價格體系和機制 1 2 區(qū)域集中供冷供熱可行性 必要性研究 隨著中國經(jīng)濟(jì)總量的增長 增長與能耗矛盾日益突顯 節(jié)能 降耗 循環(huán) 高效作為經(jīng)濟(jì)增長方式的政策提到前所未有的高度 各地方積極響應(yīng)中央號召 將建立節(jié)約型社會 大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策變成具體實施方案 切實落實到具 體工作中去 下大力氣狠抓落實 大力推進(jìn)節(jié)能工程 這要求城市的基礎(chǔ)建設(shè) 必須具有前瞻性 這為區(qū)域空調(diào)發(fā)展提供了一個良好的契機 所有技術(shù)均為國內(nèi)自行開發(fā) 區(qū)域空調(diào)作為一個成熟的產(chǎn)品在全球已得到 廣泛應(yīng)用 國內(nèi)多家品牌作為非電空調(diào)全能供應(yīng)商為其中包括巴塞羅那世界文 1 化論壇 西班牙 馬德里新機場 西班牙 奧斯汀多蒙商業(yè)中心 美國 第 18 空軍基地 美國 中央政府新城 馬來西亞 等上千個項目提供主機 并為部分項目提供了整套的區(qū)域空調(diào)解決方案 充分驗證了區(qū)域空調(diào)技術(shù)的可 行性和可靠性 節(jié)省初投資 區(qū)域空調(diào)投資變原政府投資為社會投資 變使用者投資為第 三方投資 與傳統(tǒng)的自建方式相比 客戶只需通過入網(wǎng)費的形式支付相當(dāng)?shù)偷?費用就可以享受到完整的中央空調(diào)服務(wù) 投資將通過能源服務(wù)中的贏利分多年 逐步回收 從而可以大幅減少客戶的資金壓力 降低了中央空調(diào)的使用門檻 運營費用低 由于空調(diào)系統(tǒng)可采用一切熱源 能夠有效進(jìn)行能源的梯級 循環(huán)技術(shù)利用 提高了能源利用率 從而降低運行費用 10 30 同時采用大 型機組 COP 高 系統(tǒng)配比合理 運行費用大幅降低 運用自動計量系統(tǒng) 按 量收費 價格長期穩(wěn)定 透明 保證在當(dāng)?shù)靥幱谕茸畹退?真正擁有市場 競爭優(yōu)勢 節(jié)省土地使用 在市中心寸土寸金的地區(qū) 集成式的能源站 使眾多的傳 統(tǒng)小機房合而為一 大大節(jié)省機房占地 提高了土地資源的利用效率 環(huán)境的友好性 區(qū)域空調(diào)可以使用任何熱源來制冷 采暖 特別是可以 利用發(fā)電尾氣 蒸汽 工業(yè)廢熱 區(qū)域內(nèi)垃圾集中處理而產(chǎn)生的沼氣以及太陽 能 在順應(yīng)國家能源梯級利用 發(fā)展分布式能源戰(zhàn)略的同時 大幅減少 SO2 CO2 等有害氣體的排放 100 萬 m2的建筑區(qū)域如采用非電區(qū)域空調(diào) 每年 將可減排二氧化碳 2 6 萬噸 二氧化硫 1200 噸 氮氧化物 100 噸 煤渣 3000 噸 粉塵 200 噸 相當(dāng)于營造 1100 畝熱帶雨林或種植 20 萬棵大樹 區(qū)域空調(diào) 營造和諧環(huán)保的室外環(huán)境和 六度 皆優(yōu)的室內(nèi)環(huán)境 參與創(chuàng)造友好型人居環(huán) 境 真正使群眾的生活環(huán)境和質(zhì)量得到明顯改善 提高城市的綜合競爭力 運行的穩(wěn)定性 每個冷熱站 3 套機組以上 互為備用 每種設(shè)備可備有 2 3 種能源 如某種能源中斷 另一種可及時彌補 確保 100 不中斷空調(diào) 每臺機組建立完備的技術(shù)檔案 并為每種機型備足了保養(yǎng)及維修所需的備件 由于采用了用維護(hù)代替維修的服務(wù)理念和 365 天 24 小時因特網(wǎng)監(jiān)控 把所有 隱患消滅在萌芽 從而確保每臺機組終身零停機故障 保證了每臺機組壽命超 過 20 年 市場的適應(yīng)性 近十幾年來 我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長 人民生活水平和消費 能力不斷提升 民眾對生活品位和生活質(zhì)量要求日益提高 對節(jié)能環(huán)保的中央 2 空調(diào)需求日益旺盛 1 3 區(qū)域集中供冷供熱設(shè)置位置及建設(shè)規(guī)模 成都金融總部商務(wù)區(qū)位于成都市南部 三環(huán)路與外環(huán)路之間 高新區(qū)東部 和錦江區(qū)西部 北起繁雄大道 石勝路 南至孵化園北干道 外環(huán)路 500 米 綠帶邊線 西連天府大道 東臨新成仁路西側(cè) 含河心島 約 3 5 平方公里 為滿足總部商務(wù)區(qū)分期開發(fā)的需要 集中區(qū)域空調(diào)面積為 290 萬平方米 包括公共區(qū)地下空間商業(yè)開發(fā)部分 29 萬平方米 以錦江為界在錦江東西 兩側(cè)區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置分別設(shè)置集中區(qū)域冷熱站 為成都金融總部商務(wù)區(qū)中央空 調(diào)系統(tǒng)提供冷熱源 以滿足該商務(wù)區(qū)發(fā)展的需要 每個冷熱站占地面積均約為 4500 平方米 每個冷熱站地面冷卻塔占地面積約為 1800 平方米 3 1 4 區(qū)域集中空調(diào)系統(tǒng)方案研究 區(qū)域集中空調(diào)采用冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)解決建筑物電 冷 熱等全部需要的建 筑能源系統(tǒng) 系統(tǒng)具有能源利用率高 沒有供電線損以及平衡能源的優(yōu)點 能源利用效率高 目前 我國大約 1 4 以上的能源消耗在建筑物上 以提 供照明 制冷 采暖 衛(wèi)生熱水 通風(fēng)等 過去人們研究 開發(fā)以及商業(yè)化的 節(jié)能努力都主要著眼于設(shè)備本身 而冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)將發(fā)電和空調(diào)系統(tǒng)合為一 個系統(tǒng) 集成和優(yōu)化多種設(shè)備 實現(xiàn)終端能源的梯級利用和高效轉(zhuǎn)換 以避免 了遠(yuǎn)距離輸電和分配損失 使得能源利用總效率由發(fā)電 25 35 提高到 70 90 以上 大幅度降低建筑能耗 環(huán)境價值 冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用將大大減少溫室氣體和污染物的排 放量 大力推廣將有效減少 SO2 CO2和 NOx等污染物的排放 對于緩解我國 4 的環(huán)境壓力具有非常重要的社會意義 應(yīng)用前景 冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能削減夏季電力峰值 填補夏季燃?xì)夤戎?提 高電力和燃?xì)獾呢?fù)荷率 減少公用事業(yè)投資 屬合理用能系統(tǒng) 系統(tǒng)設(shè)計簡便 施工周期短 自動化運行管理等優(yōu)點也使廣大工程技術(shù)人員所接受 因此 冷 熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)成為目前世界各國大力提倡的新技術(shù) 大多數(shù)建筑都要求兩路電源 或者需要自備發(fā)電機組以保證電力安全供應(yīng) 為了保證健康舒適的室內(nèi)環(huán)境 也同時需要有高可靠性的中央空調(diào)設(shè)備來提供 必不可少的冷 暖需求 冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)作為一個集成化的供能中心 發(fā)電機 與電網(wǎng)共同構(gòu)成大樓的雙電源 發(fā)電尾氣和燃料共同構(gòu)成空調(diào)系統(tǒng)的雙能源 有效地保證了建筑中冷 熱 電的安全供應(yīng) 建筑耗能中空調(diào)所占比重很大 達(dá)到 30 以上 應(yīng)用冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 空調(diào)可以全部或者部分利用發(fā)電余熱 在初投資增加極少的情況下 大幅降低空調(diào)耗能成本 對于有一定密度的建筑 群 例如科技園 醫(yī)院 學(xué)校 住宅小區(qū)等 冷 熱 電的需求量非常大 往 往需要建設(shè)相當(dāng)規(guī)模的能源中心 對其進(jìn)行合理配置很重要 此時應(yīng)用冷熱電 聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 安全 節(jié)能 環(huán)保的優(yōu)勢就更加明顯 在區(qū)域建筑群中 由于單個 建筑功能 使用時間各不相同 負(fù)荷需求互相補充 因此 可以大大減小設(shè)備 容量 降低初投資 同時設(shè)備占地面積減小 更容易實現(xiàn)高效運行 降低運轉(zhuǎn) 費用 1 5 集中冷熱源方案研究 區(qū)域供冷范圍 成都金融總部商務(wù)區(qū)規(guī)劃總面積約 3 5 平方公里 成都金 融城區(qū)域集中空調(diào)面積 290 萬平方米 含地下空間商業(yè)開發(fā) 本區(qū)域集中空 調(diào)用于滿足該區(qū)內(nèi)商務(wù) 商業(yè) 行政辦公樓宇及公共設(shè)施用冷 具體范圍詳見 5 如下平面圖所示 其中未在區(qū)域供冷規(guī)劃范圍區(qū)域內(nèi)的建筑供冷需求由用戶自建冷站解決 冷量需求預(yù)測 根據(jù)成都金融總部商務(wù)區(qū)內(nèi)總建筑面積以及不同建筑的冷負(fù)荷 指標(biāo) 對冷負(fù)荷進(jìn)行估算的過程見下表 錦江西區(qū)域總冷負(fù)荷約為 6 79 萬 kW 19312RT 日供冷為 RTH 西區(qū) 辦 公 商業(yè)金融酒店 居 住 綜 合 地下開 發(fā) 同時使用 系數(shù) 合計 建筑面積 萬 m2 9 8 9 29 6 3 45 3 5 1 31 0 13 82 20 00 120 00 建筑使用系數(shù) 0 70 750 750 750 70 70 75 0 75 6 555 供冷面積 萬 m2 7 4 2 22 2 2 34 0 2 0 98 0 0 0 10 36 15 00 90 0 0 冷負(fù)荷指標(biāo) W m2 1002001001008080120 冷負(fù)荷 萬 kW 0 7 4 4 44 3 40 0 10 0 0 0 0 8 3 1 80 0 60 6 79 錦江東區(qū)域總冷負(fù)荷約為 9 68 萬 kW 27531 日供冷為 RTH 東區(qū) 辦 公 商業(yè)金融酒店居住綜合 地下開 發(fā) 同時使用 系數(shù) 合計 建筑面積 萬 m2 15 93 47 7 0 73 0 2 2 10 0 22 2 5 9 00 170 0 0 建筑使用系數(shù) 0 7 5 0 750 750 750 750 750 75 0 75 供冷面積 萬 m2 11 94 35 7 8 54 7 7 1 58 0 00 16 6 9 6 75 127 5 0 冷負(fù)荷指標(biāo) W m2 1002001001008080120 冷負(fù)荷 萬 kW 1 1 9 7 16 5 48 0 16 0 00 1 33 0 81 0 60 9 68 熱量需求預(yù)測 根據(jù)成都金融總部商務(wù)區(qū)內(nèi)總建筑面積以及不同建筑的熱負(fù)荷 7 指標(biāo) 對熱負(fù)荷進(jìn)行估算的過程見下表 錦江西區(qū)域總熱負(fù)荷約為 1 70 萬 kW 辦 公 商 業(yè) 金 融 酒店居住綜合 地下開 發(fā) 同時使用 系數(shù) 合計 建筑面積 萬 m2 9 8 9 29 63 45 35 1 31 0 13 8 2 20 120 0 0 建筑使用系數(shù) 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0 750 750 750 75 0 75 供熱面積 萬 m2 7 4 2 22 22 34 02 0 98 0 00 10 3 6 15 00 90 00 熱負(fù)荷指標(biāo) W m2 35303535403025 熱負(fù)荷 萬 kW 0 2 6 0 6 7 1 1 9 0 03 0 00 0 31 0 38 0 60 1 70 錦江東區(qū)域總熱負(fù)荷約為 2 48 萬 kW 辦 公 商 業(yè) 金 融 酒店居住綜合 地下開 發(fā) 同時使用 系數(shù) 合計 建筑面積 萬 m2 15 93 47 70 73 02 2 10 0 22 2 5 9 00 170 0 0 建筑使用系數(shù) 0 7 5 0 7 5 0 7 5 0 750 750 750 75 0 75 8 供熱面積 萬 m2 11 94 35 78 54 77 1 58 0 00 16 6 9 6 75 127 5 0 熱負(fù)荷指標(biāo) W m2 35303535403025 熱負(fù)荷 萬 kW 0 4 2 1 0 7 1 9 2 0 06 0 00 0 50 0 17 0 60 2 48 東 西區(qū)冷熱站內(nèi)設(shè)置溴化鋰空調(diào)機組 通過溴化鋰機組產(chǎn)生低溫冷凍水 或高溫?zé)崴?并通過公共管道輸送到各建筑物實現(xiàn)集中供冷供熱 在實現(xiàn)區(qū)域 熱 電 冷三聯(lián)供的同時 使得一次能源得到梯級綜合利用 采用溴化鋰空調(diào) 機組的意義深遠(yuǎn) 能源綜合利用率較高 冷熱電三聯(lián)供由于建設(shè)在用戶附近 不但可以獲得 40 左右的發(fā)電效率 還能將中溫廢熱回收利用供冷 供熱 其綜合能源利用 率可達(dá) 80 以上 另外 與傳統(tǒng)長距離輸電相比 它還能減少 6 7 的線損 對燃?xì)夂碗娏τ须p重削峰填谷作用 大量的空調(diào)用電使得夏季電負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超過冬季 一方面給電網(wǎng)帶來巨大的壓力 另一方面造成冬季發(fā)電設(shè)施大量閑 置 具有良好的經(jīng)濟(jì)性 每 1 立方米天然氣在三聯(lián)供系統(tǒng)能產(chǎn)生 2 9 度電及 3 9KW 蒸汽 燃?xì)忮仩t供熱僅能產(chǎn)生 8 7KW 蒸汽 具有良好的環(huán)保效益 與煤相比減少二氧化碳 58 二氧化硫 99 99 顆 粒物 95 等 增強建筑物能源供應(yīng)的安全性 大幅度提高建筑物用能的電力供應(yīng)安全性 9 尤其對于學(xué)校 醫(yī)院 1 6 區(qū)域集中供冷供熱線路敷設(shè)方案研究 本項目設(shè)置地下綜合管廊 區(qū)域集中供冷供熱管網(wǎng)主管線敷設(shè)于地下綜合 管廊中 冷熱水管采用分別設(shè)置與共用管系相結(jié)合的敷設(shè)方式 采用自控系統(tǒng) 手段保障系統(tǒng)的正常運行 根據(jù)本項目估算冷負(fù)荷量 冷熱站分別引出兩對 DN800 的管進(jìn)入管廊 管 廊內(nèi)為一對 DN800 的冷凍水管 根據(jù)本項目估算熱負(fù)荷量 冷熱站分別引出兩對 DN400 的管進(jìn)入管廊 管 廊內(nèi)為一對 DN400 的高溫?zé)崴?區(qū)域集中供冷供熱管網(wǎng)規(guī)劃面積 290 萬平方 米 含地下空間商業(yè)開發(fā) 10 1 7 相關(guān)附屬設(shè)施 水系統(tǒng)采用大溫差 變頻系統(tǒng) 降低水泵電耗和輸送損失 冷熱站統(tǒng)一由專業(yè)工程師進(jìn)行集中維護(hù) 24 小時專業(yè)人員值守 用戶只需通過管道接駁即可直接使用 操作簡便 運行可靠性大大提高 先進(jìn)的智能化群控系統(tǒng) 更高的安全可靠性 智能控制系統(tǒng)示意圖 11 負(fù)荷輸送回路 集中供冷站 數(shù)據(jù)中心供冷站 置地供冷站 建屋供冷站 教投供冷站 地產(chǎn)供冷站 數(shù)據(jù)傳輸回路 中央監(jiān)控站中央監(jiān)控站 0 與國際接軌的能源管理系統(tǒng) 0 1 8 投資建設(shè)運營管理方案 成本效益最大化的需求 引發(fā)客戶從自行管理樓宇向 專業(yè)化 社會化管 理 轉(zhuǎn)變 企業(yè)持續(xù)經(jīng)營的需求 引發(fā)空調(diào)廠家從空調(diào)制造商向 空調(diào)服務(wù)商 轉(zhuǎn)變 資金由空調(diào)制造商投 技術(shù)空調(diào)制造商出 風(fēng)險空調(diào)制造商擔(dān) 效益共 同分享的投資管理模式值得采用 即合同能源管理模式 合同能源管理模式是以節(jié)能設(shè)備為基礎(chǔ) 以投資改造為基本特征 以節(jié)能 省錢為目的 以合同形式保障客戶的權(quán)益 中央空調(diào)是建筑最核心 最昂貴的設(shè)備之一 任何微小的失誤將會遭受眾 多的投訴 也給客戶帶來有形的經(jīng)濟(jì)損失和無形的聲譽損失 同時 中央空調(diào) 也是運行費用彈性最大的設(shè)備 空調(diào)費用低的每年每平方米僅 30 元 高的超 過 200 元 因此中央空調(diào)系統(tǒng)的正常 合理的運行管理需要一個專家 他可以 解決中央空調(diào)系統(tǒng)從主機到末端的所有難題 同時需要一個管家 他可以承擔(dān) 從主機到末端的操作 維保 清洗 能源采購和結(jié)算等數(shù)百項繁瑣 復(fù)雜的工 作 專家 管家的管理模式可以使用戶避免由于人員流動 責(zé)任缺位 管理失 誤 技術(shù)低下 市場欺詐等一系列因素帶來的許多煩惱和巨大風(fēng)險 通過合同能源管理模式 空調(diào)制造商依靠多年積累的節(jié)能技術(shù)和服務(wù)工程師團(tuán) 隊 精確對應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境和用戶個性化需求 從技術(shù)改造 運行調(diào)節(jié)和優(yōu)化管理 三個層面挖掘中央空調(diào)節(jié)能潛力 給使用客戶免去人員開支 管理風(fēng)險 隱性 成本 精力 時間 最終在使用客戶能源財務(wù)報表上體現(xiàn)驚人的數(shù)據(jù) 節(jié)約 運行費用約 20 同時 空調(diào)制造商為客戶提供空調(diào)能耗審計 節(jié)能診斷 選 型顧問 設(shè)備運行 系統(tǒng)維保 末端清洗 水質(zhì)管理等集約式管理服務(wù) 免除 使用客戶花費在中央空調(diào)系統(tǒng)上的精力和時間 利于使用客戶將精力集中到主 業(yè) 提升其核心競爭力 中央空調(diào)壽命在于產(chǎn)品質(zhì)量 更在于正確的操作和保 養(yǎng) 空調(diào)