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某热源方案对比分析李梅刘伟徐征（中国建筑设计研究院有限公司，北京）摘要：以实际工程为例，详细介绍了蓄热系统的组成、锅炉及蓄热设备选型、蓄热系统运行策略及控制、供暖系统设计等。着重分析了系统计算、选型、初投资、年运行费用、投资回收期等。结果表明，合理利用能源，在保证电力可靠、安全运行的同时，提高了经济效益。关键词：热源；蓄热系统；蓄热电锅炉；供暖系统；经济性李梅，女，年生，大学，高级工程师 北京市车公庄大街 号号楼层 ：收稿日期：引言蓄热式供暖是指建筑物供暖（或供生活热水）所需热量的部分或全部在电网低谷时段制备好，以高温水的形式储存起来供电网非低谷时段使用，达到移峰填谷、节约电费的目的。从环保和资源优化配置的角度分析用电锅炉蓄热对国家经济可持续发展意义重大。目前环境污染异常严重，我国 排放总量中煤炭占 以上，在烟尘排放总量中煤炭占 。能源使用中，采用清洁能源迫在眉睫，转移电力高峰期的用电量，平衡电网的峰谷差；优化电力资源的配置；利用电力清洁能源，无废气、废液、废渣产生，无污染、无噪声，符合环保政策；充分利用有限的不可再生资源。对热量进行“移峰填谷”的相变蓄热技术得到了很大的进展，有效改善了能源供给和使用在时间和空间上不匹配的问题，为新能源的开发和利用奠定了良好的基础，推动我国实现碳中和的目标。本文主要对某建筑物的供暖方案进行对比分析。工程概况该项目案例为 年北京冬奥会颁奖广场、后勤保障、赛时支持工程，位于河北省张家口崇礼区太子城山谷河道的低地势地区，独特的山地气候使其冬季寒冷、夏季凉爽，为冰雪公共服务的综合配套建筑，以颁奖广场为界分为南北个区：南区主要功能为室外商街，含商业餐饮、民宿酒店；北区为室内商街，含商业餐饮、电影院、儿童游乐场等。地下室整体开发，含商业、餐饮、车库、仓储、通廊等综合功能。图为鸟瞰效果图。图鸟瞰效果图总建筑面积为 万，其中供暖面积为 万，含室内商街 万、民宿和酒店 万（三级旅馆标准、四级旅馆标准）、商业及餐饮 万，建筑高度（局部），地上层、地下层。基地西北低、东南高，高差约。地下室的底板及顶板坡度为，其上建筑层层跌落，各楼栋热力入口标高各不相同。张家口市冬季供暖时间为 月日至次年月 日，全年室外平均温度低于 的天数长达 ，全年以供暖为主（参照张北台站）。采用华电源负荷计算及分析软件进行供暖及空调逐时热负荷分析，结果如图所示。图部分区域逐时负荷该项目南北占地跨度近 ，结合供暖半径和建筑物特点，在项目南北区各设置个锅炉房。计算结果显示，北锅炉房 尖 峰 负 荷 为 ，南 锅 炉 房 尖 峰 负 荷 为 。锅炉房提供供回水温度为 的一次热水，在换热站内设置套板式换热机组，经换热站换热后，分别提供新风预热、散热器供暖热水、生活热水 ，空调新风机组及风机盘管热水 ，地板辐射供暖热水 。热源方案该项目所在地有天然气和电力，且电力为风力电网供电。崇礼地区峰谷时段划分为：峰段：，谷段：至次日：。经过综合考虑，提出以下种热源方案：）方案：全部采用燃气承压锅炉直接供热，北锅炉房设置台 燃气锅炉，南锅炉房设置台 燃气锅炉。）方案：全部采用承压电锅炉直接供热，北锅炉房设置台 电锅炉，南锅炉房设置台 电暖通空调 年第 卷增刊 供暖供热锅炉。）方案：采用燃气锅炉和电锅炉相结合，且利用低谷电蓄热的方式供热。北锅炉房蓄热系统配置台 承压电热水锅炉，其中台为基载锅炉，台为蓄热锅炉；同时配置台 承压燃气热水锅炉；蓄热水罐总容积为 ，利用夜间低谷电进行蓄热。南锅炉房蓄热系统配置台 承压电热水锅炉，其中台为基载锅炉，台为蓄热锅炉；同时配置台 承压燃气热水锅炉；蓄热水罐总容积为 ，利用夜间低谷电进行蓄热。热源方案对比对于种方案，从初投资、年运行费、排放个方面进行综合对比分析，最终确定热源方案。初投资比较方案：全部采用燃气承压锅炉供热，锅炉设备初投资为 万元，安装费用为 万。方案：热源全部采用电锅炉直接供暖，锅炉设备初投资为 万元，安装费用为 万。方案：热源采用燃气锅炉和电锅炉，且利用夜间低谷电蓄热的能源形式。电锅炉初投资为 万元，燃气锅炉初投资为 万元，蓄热水箱初投资约为 万，安装费用为 万。运行费用比较崇礼当地冬季供暖燃气费是实时波动的，燃气费按元计算；低谷电费为 元（），平价电费为 元（）。采用满负荷运行时间对设备运行费进行计算。供暖季按 计算。方案年运行费用为 万，方案年运行费用为 万元，方案年运行费用为 万元。初投资和运行费用的经济性比较采用动态费用年值法对种方案的初投资和运行费用进行经济性比较，反映寿命周期内的经济效益，项目寿命周期按 计。动态费用年值的计算公式为：（）（）（）式中为费用年值，万元；为利率，取；为设备寿命，；为初投资，万元；为年运行费用，万元。经计算，种方案的动态费用年值：方案为 万元，方案为 万元，方案为 万元。从初投资上看，方案最高；从运行费用看，方案最高；方案与方案相比，第年可收回多投资的费用，与方案相比，第年可收回多投资的钱；方案动态费用年值最低，比方案、分别少了 万和 万；碳排放计算根据国家生态环境部 企业温室气体排放核算方法与报告指南发电设施（年修订版），电 排放因子为 （），天 然 气 排 放 因子 为 。绿色电力碳排放应为，该项目电力来自于风力发电。因此，用电锅炉方案的碳排放量为，用电锅炉作热源是最优选方案。结论）确定区域能源形势，有效起到削峰填谷、降低运行费用的作用，同时充分利用夜间绿电进行储能，间接起到节能减排的作用。）对种方案进行从初投资、运行费用和 排放进行了比较。从初投资上看，方案最高；从运行费用看，方案采用蓄热技术，利用峰谷电差，运行费用较低；从动态费用年值看，方案比其他种方案具有很大的经济优势；从 的排放看，方案虽有部分备用燃气锅炉，但年排放量也很低。多能源耦合的方式将大力推广，新能源的利用越来越多，方案的优势更明显。参考文献：王梅杰，胡良博相变蓄热技术的研究现状及发展趋势能源研究与利用，（）：韩正刚某区域能源站冷热源方案对比分析研究江苏建筑，（）：供暖供热暖通空调 年第 卷增刊