原标题：太阳能工程：修德谷新能源中心改造项目——智慧控制、多能源互补

摘要：本案例为 “天普分布式新能源站”在修德谷新能源中心改造项目的应用，涵盖生活用热水、冬季取暖、夏季制冷、光伏发电等清洁能源。在政府采取高压态势整治雾霾的大环境下，包括太阳能、空气源热泵、光伏电力在内的清洁能源将迎来前所未有的历史发展机遇。新能源综合服务商在修德谷新能源中心改造项目中，扮演的是规划设计、安装施工、运营维护等角色，充分体现了合理节能、智慧控制、多种能源互补的技术特点。

关键词：能源分布站集 清洁能源 天普太阳能 供暖 地暖 冷热能源

1、工程简介：

本工程类型是修德谷文化传播公司整体采暖制冷、热水、照明电力改造项目，建筑共分为湖景别墅：（供暖面积526㎡）、静心堂（491㎡）、1、2、3、4号别墅（339㎡）、5号别墅（175㎡）、四合院（4084㎡）、宾馆（1828㎡）、职工宿舍（540㎡）、原游泳池（791㎡）、果园（800㎡）、锅炉房及热场，总改造面积9571㎡。根据与甲方沟通，了解基本情况如下：

湖景别墅：情况为楼顶有太阳能集热器系统（约100㎡），有设备，储热水箱5吨，4台(制热量25kW/10P;额定输入功率7.8kW)空气源热泵采暖制冷系统。热水供应有热量中心（锅炉房）供应或储热水箱自供应。可切换。

静心堂：情况为2台(制热量39kW/15P;额定输入功率11.9kW)空气源热泵采暖制冷系统（可以和热力中心进行切换）；热水供应有热量中心（锅炉房）支路管网供应。热泵声音可以接受，处于一般情况。

1、2、3、4号别墅：情况为2台(制热量35kW/10P;额定输入功率8.0kW)水源热泵采暖制冷系统（可以和热力中心进行切换）；热水供应有热量中心（锅炉房）支路管网供应。

5号别墅：情况为地板毛细管网+风盘式空气源热泵采暖制冷系统（预留供暖接口可以和热力中心进行切换）；热水供应由热量中心（锅炉房）支路管网供应。热泵声音可以接受，处于一般情况。

四合院、宾馆、职工宿舍、原游泳池、果园：情况为由热力中心提供供暖、制冷、热水。

锅炉房及热场：情况为由水源热泵机组（输入功率80 kW，制热量318kW）供应大系统采暖制冷；由90kW电加热器供应大系统生活热水。

项目改造原因

部分建筑在热水供应、采暖制冷系统及保温节能上存在一些能耗较大、供热不足、运行维护故障率高等问题，并且原有的设计在能源分配和能源共享上考虑不周，使用的舒适性及客户使用的满意度有待提高。改造为分布式能源中心后，能够很好的对能源进行调配，实现能源资源共享，并且使用能源中心后只有一个大系统，与之前的一个部分对应一个系统相比，能够更流畅、便利、清晰、及时地了解各个建筑的能源分配及使用情况，能更加快速的发现问题，并且在维修或以后的改造上也能更加方便。

2、改造方案：

热水改造建议方案：

湖景别墅：并入热水中心供热系统管网中，楼顶集热器拆除，设备间设备拆除。

静心堂：并入热力中心大系统，屋后西北侧地下有供热管网经过。需检修。

1、2、3、4号别墅：并入热力中心（锅炉房供热管网）大系统，屋后东侧地下有供热支路管网经过。需检修。

5号别墅：由热力中心集中供应；室内管网检查清洗。外管网需检修。

热水并入大的热水系统，分支管道采用De32，25mm后聚乙烯泡沫保温，热水供水水温50℃，散热量9.1W/m,（60℃水温时10.7 W/m），管道长度35m，24h耗热量约为9.1×35×24=7644W。相当于2㎡太阳能集热器面积所产生的热量。这样，减少了设备投资，只改动主管网，节省投资七八千元。热量损失费用折合8kW•h/天×0.8元=6.4元/天；建议热水直接并入大热水系统中。

四合院、宾馆、职工宿舍、原游泳池、果园：并入热力中心大系统。主管网需检修、保温处理。

锅炉房及热场： 新增太阳能集热器2处；锅炉房（游泳池馆）上方南坡面安装平板集热器200㎡，日产热力量约15吨。另，在锅炉房南侧果园靠北面位置，南北20m×东西15m左右空间（以下简称为“热场”），新增太阳能集热器面积150~200㎡（架空安装），日产热水10~15吨。在热场北侧新增大型储热保温水箱20吨，由此处供热生活热水大系统（热水中心）。

保留锅炉房原有90kW电加热器装置，分为2路独立控制，作为供热水箱辅助加热的备用装置。

原有热水供热主管网进行改造，并新增热水回水温控电磁阀，减少热量损失。

采暖制冷系统建议方案：

湖景别墅：拆除原有4台热泵机组，转移到热场使用；由热力中心集中供应；室内管网检查清洗。

静心堂：拆除原有2台热泵机组，转移到热场使用，由热力中心集中供应；室内管网检查清洗。

1、2、3、4号别墅：保留原有2台水源热泵机组，采暖制冷，检查设备，修复管网及末端，为独立供暖制冷系统；（预留与锅炉房热力中心的供热管网接口）

5号别墅：保留使用。

四合院、宾馆、职工宿舍、原游泳池、果园：新增大型供热场1套，采暖制冷并入大的供热系统管网。

锅炉房及热场：锅炉房原有2个10吨水箱，改为储热（蓄冷）供热水箱，接入供暖大系统管网。热场集中安装计划拆除的10台空气源热泵机组，并预留增容热泵机组的空间（预留）。

其余改造建议方案：

湖景别墅：增加北部玻璃结构阳光房的隔热保温窗帘，减少热损失；对玻璃木头、玻璃金属接缝处进行密封处理（缝隙太多、漏风严重）；增加玻璃门的金属密封条，减小北部入户门缝热量损失。

静心堂：

（1）光伏发电系统进行整改（现有功率2.6 kW，20组电池板），蓄电池取消，新增逆变器、控制器，自动与电网进行切换，电量供应网络机房使用。

（2）节能改造建议：增加阳光房的隔热保温窗帘，减少热损失；对玻璃木头、玻璃金属接缝处进行密封处理（缝隙太多、漏风严重）；增加玻璃门的金属密封条，减小入户门缝热量损失。

1、2、3、4号别墅：保留原有2台水源热泵机组，采暖制冷，检查设备，修复管网及末端，为独立供暖制冷系统;（预留与锅炉房热力中心的供热管网接口）

5号别墅：保留使用。

四合院、宾馆、职工宿舍、原游泳池、果园：

（1）部分室内循环管道需局部增压循环；部分室内需增加采暖制冷末端。

（2）节能改造措施建议：增加阳光房的隔热保温窗帘，减少热损失；增加入户门口（东侧大门，西侧2小门）的避风港，减少室内热力散失过多，造成室内温度较低。

锅炉房及热场：

（1）锅炉房原有水源热泵机组（输入80kW，COP=4，制热量320kW）制热量下降，效率偏低，出水温度最高40℃左右，需要进行检测维修。

（2）热场理论总制热量614kW，建筑面积8000㎡，采暖热负荷70~80W/㎡。基本满足热量供应。现有采暖主管网DN80（小时流量28~30吨），改为DN125主管道供热，小时流量可达到60~80吨。

室内末端：整理、检修、更换部分室内末端设备。局部室内末端管路循环不畅，清洗室内支路管网，增加循环泵。

3、依据规范和图纸：

1）、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50736-2012）；

2）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95）（2005年版）；

3）、《公共建筑节能设计标准》（GB 50189－2005）；

4）、《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB 50243－2002）；

5）、《通风与空调工程施工规范》（GB 50738－2011）；

6）、建筑专业施工图及业主对本工程的有关意见及要求；

7）、《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003)；

4、室外气象参数及计算：

北京市房山区属于暖温带半湿润季风气候。1月平均气温为-5.5℃；7月平均气温为21.6℃；年平均气温11.5℃。年降水量为650㎜左右。温度设计表见下表。

温度设计表

民用建筑供暖单位面积热指标（W/㎡）冷热负荷估算值

热负荷计算：

热场采暖制冷面积合计约9000㎡；采暖热负荷按60~70W/㎡计算，560~650kW总热力。

水源热泵机组80kW，能效3.8计算，制热量318kW；新增空气源热泵机组制热量96kW×2.5=240kW；合计总制热量约560kW，满足供暖制冷需求。（建议再增加热泵15P机组2台。制热量38kW/11.2kW，输入功率增加25kW，制热量增加70kW，热场总的制热量达到630kW）

电力负荷计算：

电力负荷缩减：湖景别墅（7.8×4）+1.3=32.5kW；静心堂2×12+1.5kW=25.5kW；供热水增压泵10kW；合计：68kW。（电加热器90kW备用）

电力负荷新增：集热器循环泵3kW；换热循环泵2kW；空气源热泵机组96kW；热泵换热水泵3kW；其他用电辅助设备6kW；合计约110kW。

合计新增电力负荷：50kW。

5、锅炉房及热场系统：

锅炉房及热场系统的计量与监测

热水系统：新增热水日用水计量表，热水系统总耗电量计量表。热水循环管网热损失计量表，通过监控平台进行统计分析。

采暖制冷系统：新增采暖制冷供回水温度，供热量计量表，耗电量计量表，各监测点温度和主机系统联网，热泵机组按联网控制进行设计。

6、水系统

水质处理：

热水补水系统：采用归丽晶阻垢器，太阳能循环管道增加强磁处理器以解决水质对设备、管道及系统造成的损坏。

采暖补水系统采用：原有真空管车间净化水处理装置，进行设备检修及维护。

热力管网：

供热水室外管网进行检修、保温和更换。

采暖制冷室外管网进行检修、保温及更换（现有管道DN80，不能满足6500㎡供暖，需求DN125）。部分室内管网新增和改造，部分管路需优化。

采暖制冷热水室外管网进行接口的预留（湖景别墅，1-6号别墅等）

运行费用估算：

依据修德谷建筑结构情况，采取节能保温措施后，采暖热负荷指标约为50~55W/㎡。（不采取节能措施60~70W/㎡）。

地源热泵+空气源热泵采暖运行费用计算：

0.05kW/㎡×24h×120天/采暖季÷2.8（综合能效）×0.8元/度=41~45元/㎡•采暖季。

说明：一般民用节能建筑热负荷约为40~45W/㎡，电价0.5元/kW•h，独立空气源热泵采暖综合运行费用约27~30元/㎡•采暖季（不采取节能措施的运行费用高出30%）。

0.045kW/㎡×24h×120天/采暖季÷2.5（综合能效）×0.5元/kW•h=26元/㎡•采暖季。

空气源热泵中心站

地源热泵中心站

太阳能热水中心站

来源：中国太阳能工程 作者：天普新能源科技有限公司/丁海兵

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