山西某工业园地源热泵采暖工程案例

山西运城XXX工业园地源热泵采暖工程1.前言2006年我公司承接了山西运城XXX工业园11万m2小区的地源热泵采暖及生活热水工程。甲方对本工程采暖运行费用提出了很高的要求，其标准是：每平方米每季（120天）采暖费用低于10.5元，甲方拿出节约的50％奖励施工方；每m2每季采暖费用超过12元，施工方要承担赔偿或更换设备的责任；生活热水每天供应15吨，每吨运行费用不得超过8元。节约奖励，超过赔偿。经过两个采暖季的实际运行，采暖费低于合同要求，完全达到了设计要求，节能效果非常显著，地方政府对此工程给予30万元的节能减排奖励。目前，正在申报国家奖。此外，本工程的典型意义还在于，对于这么大的住宅小区作出如此详细的室内温度、环境温度和每天耗能记录，还是很少有的。尤其是它和原设计参数的一致性，印证了原设计及其计算方法是准确的。2.工程概况建筑面积：11万m2建筑物结构：六层砖混结构，双层玻璃窗采暖方式：地板辐射采暖，热源由水源热泵和水井提供水井及抽回灌：四抽八灌，十二口井，井深170m，水温26℃。热负荷：50w/m2，合计5500kW。3.山西运城地区建筑节能设计参数3.1工程设计参数(见表1)参数数值室外计算干球温温度采暖te=-77℃，最低tmmin=--13．2℃采暖z／d102采暖室外平均温温度twpp0．0围护结构室外计计算温度II型(tw)-7围护结构室外计计算温度Ⅱ型(tw)-9围护结构室外计计算温度Ⅲ型(tw)-11围护结构室外计计算温度Ⅳ型temiin-13耗热指标qH((w／m2)20.3采暖设计热指标标ti=116℃32.5ti=18℃35.63.3运城ti=16℃时各时期节能指标计算(见表2)时期耗热量指标QHH(w／m2)年耗煤量指标GGc／kg(标／／m2／a)热网η1锅炉η2基点时期ε0==0％1980～1981131．0319．9685％

55％

节能率ε30==30％Ⅱ时期19887～19977年25．141490％

60％

节能率ε50==50％Ⅲ时期19997～20055年20．39．9890％

68％

节能率ε65==65％Ⅳ时期20005～至今今14．226．98690％

68％

4.山西运城XXX小区采暖指标XXX建筑物位于运城地区，应按运城采暖指标计算，采暖设计用热耗指标为：①当ti=16℃,te=-9℃时,q16=32.5w/m2②当ti=18℃,te=-9℃时,q18=35.6w/m2这个指标是节能50％的指标。但是，①据XXX设计院说，他们取的是ti=18℃,te=-9℃时,q18=35w/m2。②据卓里小区总工说，该小区建筑物是节能房。5.热源设备供热量指标计算Q设备={[QH(ti-tw’)/(6-twp)]+QTH[(ti+twp-tw’-16)/(16-twp)]}/η1=47.66w/m2?注：实际设备按50w/m2计算供热量的。6.每年按设计z=102d理论节约标煤△Gi，建筑面积每平方米的理论节约标煤计算如下：△Gi=εi/(1-εi)Gci≈εiGco当εi=30%时，每平方米节约标煤量6kg/m2；当εi=35%时，每平方米节约标煤量7kg/m2；当εi=40%时，每平方米节约标煤量8kg/m2；当εi=45%时，每平方米节约标煤量9kg/m2；当εi=50%时，每平方米节约标煤量10kg/m27.每平方米建筑物的节能减排量△P(△P=△Gi×βj)(见表3)εi仅计算节能减排排CO230%11kgCCO2/m235%13kgCCO2/m240%15kgCCO2/m245%17kgCCO2/m250%18kgCCO2/m2注：1地面辐射供暖的结构参数及每平方米供暖热工参数按JGJ/42-2004、J365-2004设计。2设备房及各设备形式由河南XXXX工程有限公司设计施工。3外管网由甲方提供8.山西运城XXX工业园供暖运行费用分析8.1基本参数8.1.1Aj=44000m28.1.2采暖期120天/年8.1.3室内设计温度tn=18℃±2℃8.1.4室外设计温度tw按运城取Ⅰ类tw＝－7℃；按运城取Ⅱ类tw＝－9℃；按运城取Ⅲ类tw＝－11℃；按运城取Ⅳ类tw＝－13℃8.1.5额定功率主机：QH=1214×2+670×1＝3098kWQW=112××2+119×1＝595kWCOP=5.2井泵:18.5×3＝55.5kW循环泵：45×2＝90kW8.1.6电价0.475元/度8.2运行耗电费理论计算8.2.1计算条件：入住率按100％，且同时使用。每天机组运行24小时，额定功率工作。那么：耗电量：740.50×120×24＝2132640度总电费：W总＝2132640×0.475＝1013004元每m2每季：WAj＝W总/Aj=23.0228元/（m2·120天）每m2每天：W井＝WAj/120=0.19186元/（m2·天）8.2.2考虑每采暖季120天，有超峰期，平期和低谷期运行，经“常年运行经验”，负荷系数约0.65，则：每m2每季：WAj×0.65＝14.9648元/（m2·120天）每m2每天：WAj÷120＝0.1247元/（m2·120天）8.3若又考虑每天运行，据经验也存在负荷系数，常取0.65～0.7，那么：若取WAj＝12元/（m2·120天）则：α总＝12/WAj＝＝12/23.0228＝0.52那么平均每天运行时数ζ＝0.52×24＝12.48h8.3.1每m2每季：①WAj×0.65×0.65＝9.723元/（m2·120天）②WAj×0.65×0.7＝10.4754元/（m2·120天）8.3.2每m2每天：①WAj×0.65×0.65÷120＝0.081元/（m2·120天）②WAj×0.65×0.7÷120＝0.0873元/m2·120天）保证这个值，必须在入住率为100％，供暖季的负荷系数为0.65，每天负荷系数是0.65～0.7，综合为0.4225～0.4558.4运行耗电费8.4.1从以上计算，运行耗电费用与下述主要条件有关。①与入住率λ有关，以上计算取λ=100%。②与供电性能有关，以上计算取“正常态”。③与采暖期（120天）的气象变化有关，即采暖期平均负荷系数在0.65左右波动。④与采暖期每天气象变化也有关，即每年采暖期120天每天平均负荷系数在0.65-0.7波动，最大可能达到1以上。8.4.2上述耗电费用仅考虑第③④两条件的理论计算。根据多年的运行经验，用这个可行的的计算作为考核指标，仅是一个方面，还应该考虑入住率。入住率λ的不同，其运行耗电费有较大的差异。请参考下述5的计算。8.5入住率λ=100%-50%，运行耗电费的理论计算。前面计算已知，λ=100%=1每m2每季：①WAj×0.65×0.65＝9.723元/（m2*120天）②WAj×0.65×0.7＝10.4754元/（m2*120天）每m2每天：①WAj×0.65×0.65÷120＝0.081元/（m2*120天）②WAj×0.65×0.7÷120＝0.0873元/（m2*120天）其中，未入住面积耗能β=0.4；外管网损失耗能α=0.15则不同入住率（λ）的耗电费公式为：Wλβα=W0{[1+(1-λ)β/λ]+α(1/λ-1)}XX不同入住率运行耗电费理论计算值表（见表4）入住率(λ)运行消耗电费理理论计算值值(元/m2120天)19．720～10..4750.9510.001～～10.77900.9010.314～～11.11150.8510.663～～11.44930.8011.057～～11.99160.7511.502～～12.33960.7012.011～～12.99450.6512.599～～13.55780.6013.284～～14.33160.5514.094～～15.11890.5015.066～～16.2237此外，运行费用的多少，还与机房操作管理有很大关系。操作人员要根据每天的天气情况，调整操作并做好运行记录。8.6采暖实际运行记录2006年11月5日到2007年3月18日共一百二十天采暖用电纪录如下：机房总用电量为：723600kW·h,其中：展厅、打井用电：10000kW·h；工程施工用电：33130kW·h；热水用电：1634kW·h；采暖用电：664122kW·h8.7经济分析8.7.1经单机制备热水试验，该小区每天用热水平均为15吨，制取15吨生活热水耗电134kW·h，那么，折合每吨生活热水的运行费用为5.72元/吨。8.7.2机房总用电量所包含的展厅、打井和施工用电与采暖无关，除去生活热水用电，一个采暖季的总用电量为664122kW·h.8.7.32006年冬季入住面积为42000m2，电价为0.427元/k