區(qū)域能源站集中供冷供熱方案分析

張寧

摘 要 本文簡(jiǎn)要分析了區(qū)域能源站集中供冷供熱的方案設(shè)計(jì)。暖通工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性，直接關(guān)系到建筑整體的節(jié)能能力，影響著用戶體驗(yàn)。應(yīng)借助綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，以節(jié)能為出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)關(guān)注設(shè)計(jì)的合理性與經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞 區(qū)域能源站;集中供冷;集中供熱

引言

近年來(lái)，國(guó)家大力推廣建筑節(jié)能技術(shù)，支持和鼓勵(lì)各地結(jié)合自然氣候特點(diǎn)，推廣應(yīng)用地源熱泵、水源熱泵、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源技術(shù)。鼓勵(lì)工程實(shí)施多能互補(bǔ)集成優(yōu)化，加強(qiáng)終端供能系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃和一體化建設(shè)，要求因地制宜推廣天然氣熱電冷三聯(lián)供、分布式再生能源發(fā)電、地?zé)崮芄┡评涞裙┠苣Ｊ剑訌?qiáng)熱、電、冷、氣等能源生產(chǎn)耦合集成和互補(bǔ)利用。

區(qū)域供能是基于“多能互補(bǔ)”理念，并以實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展為目標(biāo)的一種能源管理方式，以節(jié)能環(huán)保、綠色高效、智慧管理等優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為國(guó)際國(guó)內(nèi)發(fā)達(dá)城市的城市能源基礎(chǔ)設(shè)施。實(shí)施區(qū)域能源將創(chuàng)新醫(yī)院能源發(fā)展模式，適應(yīng)綠色院區(qū)發(fā)展的需要。

1主要分析原則

（1）依據(jù)國(guó)家相關(guān)政策和法規(guī)，把“節(jié)能環(huán)保”理念貫徹落實(shí)到項(xiàng)目中。

（2）因地制宜，充分、合理地發(fā)掘和利用當(dāng)?shù)氐目稍偕茉促Y源。

（3）通過(guò)綜合計(jì)算與設(shè)計(jì)使系統(tǒng)可以在最佳狀態(tài)運(yùn)行。整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)采用自動(dòng)控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)荷，自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度。

（4）能源中心站按較高的自動(dòng)化水平配置，能夠隨著區(qū)域空調(diào)負(fù)荷變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行工況。

（5）按照區(qū)域的總體規(guī)劃來(lái)配置能源站和管網(wǎng)，綜合、有選擇地利用區(qū)域內(nèi)各類可利用資源及可再生能源。

（6）設(shè)計(jì)方案遵循技術(shù)先進(jìn)、投資省、效率高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、節(jié)省能源、無(wú)污染、運(yùn)行管理簡(jiǎn)便的原則，同時(shí)注重提高系統(tǒng)的可靠性。

（7）為了提高熱泵系統(tǒng)的實(shí)際使用效率，盡量選用 COP 較高、調(diào)節(jié)性能好的熱泵機(jī)組。

（8）在對(duì)冷熱負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)選型，保證項(xiàng)目可靠性。

（9）在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行污水量的詳細(xì)預(yù)測(cè)分析，保證極端情況下的水量水質(zhì)水溫能夠滿足要求。

（10）為保證系統(tǒng)的可靠性，提高系統(tǒng)效率，進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)，綜合考慮設(shè)備性能與環(huán)境參數(shù)、負(fù)荷動(dòng)態(tài)變化、節(jié)能需求的匹配性。

（11）優(yōu)化管網(wǎng)的配置設(shè)計(jì)，減少區(qū)域能源中心站的輸送能耗損失。

（12）控制方案設(shè)計(jì)與項(xiàng)目工藝需求相配合，并兼顧后期運(yùn)行調(diào)試，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行[1]。

2供冷冷源方案比選

3能源站選址及平面布置

能源站設(shè)置應(yīng)靠近冷、熱負(fù)荷中心，以便盡可能減少冷、熱媒的輸送距離。冷熱源機(jī)房?jī)?nèi)部設(shè)備的布置，應(yīng)符合管道布置方便、整齊、經(jīng)濟(jì)、便于安裝維修等原則。區(qū)域能源站設(shè)備管道多，施工配合難度大。可利用BIM設(shè)計(jì)進(jìn)行前期優(yōu)化，要注意冷卻塔和蓄能罐的設(shè)置位置應(yīng)和周圍景觀相結(jié)合，同時(shí)還應(yīng)仔細(xì)考慮設(shè)備吊裝口和出入口的位置。此外，還應(yīng)考慮冷水機(jī)組、水泵的噪聲和振動(dòng)問(wèn)題，加強(qiáng)消聲減振設(shè)計(jì)[2]。

4室外管網(wǎng)工程

4.1 管網(wǎng)布置原則

應(yīng)保證技術(shù)安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，維修方便，其布置的主要原則如下：

（1）在有條件的前提下，管線盡可能穿過(guò)負(fù)荷中心，并在滿足使用要求的同時(shí)盡量縮短管線長(zhǎng)度，減少投資和運(yùn)行費(fèi)用。

（2）管網(wǎng)敷設(shè)應(yīng)力求施工方便、工程量小。

（3）管網(wǎng)設(shè)計(jì)要采用先進(jìn)成熟可靠的技術(shù)。

（4）對(duì)周圍環(huán)境影響少而協(xié)調(diào)。

（5）管道的走向宜平行于廠區(qū)或建筑區(qū)域的干道或建筑物。通道盡可能布置在道路人行道或綠化帶中，減少與規(guī)劃道路橫斷面及管線的矛盾。

（6）室外供冷、供熱管道宜采用地下直埋敷設(shè)。

4.2 管網(wǎng)的布置形式

供能管網(wǎng)的布置形式有枝狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)兩大類型。

枝狀管網(wǎng)布置簡(jiǎn)單，供熱（冷）管道的直徑隨與熱源的距離增大而逐漸減小。金屬耗量小，基建投資小，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單是枝狀管網(wǎng)的最突出優(yōu)點(diǎn)。但枝狀管網(wǎng)不具備后備供熱（冷）的性能。當(dāng)管網(wǎng)某處發(fā)生故障時(shí)，在故障點(diǎn)以后的熱（冷）用戶都將停止供熱（冷）。由于建筑物具有一點(diǎn)的蓄熱（冷）能力，通常可采用迅速消除熱（冷）網(wǎng)故障的辦法，以使建筑物室溫不至于大幅度降低（升高）。因此枝狀管網(wǎng)是熱（冷）水管網(wǎng)最普遍采用的方式。

環(huán)狀管網(wǎng)相對(duì)支管管網(wǎng)而言，布置較復(fù)雜，布置特點(diǎn)是網(wǎng)路的輸配干線（有分支接出的干線）呈環(huán)狀。環(huán)狀管網(wǎng)最大優(yōu)點(diǎn)是具有很高的供熱（冷）可靠性。但環(huán)狀管網(wǎng)熱（冷）網(wǎng)投資較大，運(yùn)行管理較復(fù)雜，對(duì)自動(dòng)控制有較高的要求。一般用于具有分散在多處的多熱（冷）源聯(lián)合供熱（冷）的情況。

4.3 管網(wǎng)的敷設(shè)方式

表3 管網(wǎng)敷設(shè)方式對(duì)比

項(xiàng)目 管網(wǎng)敷設(shè)方式

架空敷設(shè) 地下管溝敷設(shè) 地下直埋敷設(shè)

通行地溝 半通行地溝 不通行地溝

優(yōu)點(diǎn) 開挖斷面小，造價(jià)便宜，施工、操作、檢查、維修方便 維護(hù)和管理方便 維護(hù)和管理方便 基建投資相對(duì)較小，占地面積小，利于管道變形 運(yùn)行安全可靠性高，基建投資小，占地面積小，施工簡(jiǎn)便，無(wú)需支撐措施

缺點(diǎn) 保溫厚度大，占地面積較大，使用壽命短，影響城市交通、市容美觀 基建投資大，占地面積大 基建投資相對(duì)較大，占地面積較大 維修和管理不方便 對(duì)保溫要求高，維修和管理不方便，在車道處需特別處理以承受大的荷載

適用范圍 工業(yè)園區(qū)、地形復(fù)雜廠區(qū)、地下水位高或年降雨量大的地區(qū) 管道通過(guò)不允許挖開的路段、管道數(shù)量多或管徑大 管道通過(guò)不允許挖開的路段、管道數(shù)量較多，采用通行地溝難以實(shí)現(xiàn)或經(jīng)濟(jì)不合理時(shí) 土壤干燥、地下水位低、管道根數(shù)不多且管徑小，維修量不大 城市集中供熱常用的敷設(shè)方式

5結(jié)束語(yǔ)

區(qū)域能源站集中供冷供熱方案應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，在綜合考慮供冷供熱能源的安全可靠性、成熟性、運(yùn)行費(fèi)用、合適的投資回報(bào)以及節(jié)能環(huán)保等方面后，來(lái)選擇一個(gè)投資合理、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的區(qū)域能源站系統(tǒng)形式。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡婷婷，淺析區(qū)域能源站集中供冷供熱[J];科技咨詢，2019（3）：21-23.

[2] 盛紫薇，試論區(qū)域能源站的供冷供熱[J];科技向?qū)В?018（9）：56-57.