济南中心医院供热方案.doc

济南市中心医院供热工程项 目 申 请 报 告山东佳节能源科技有限公司二O一四年 十月济南济南市中心医院固体电蓄热及冰蓄冷方案山东佳节能源科技有限公司是从事建筑节能工程设计、承包、系统集成、技术支持、咨询等 服务的高新技术企业。公司以“创导智能技术，提高生活品质”为使命，在智能能源、智能环保、智 能园区、智能建筑等方面，依托物联网智能化技术，通过智能实践与应用，为城市建设提供技术 支持和保障服务。公司引进高温固体蓄热技术(蓄热温度可达950度)和三级冰蓄冷技术等国际领先的高科技环 保节能技术。并结合新型光源LED、余热回收、新风系统、加湿系统、太阳能、空气能、地热能， 开发了联合能源系统、清洁能源系统，可使建筑能耗降低40%。公司与金融服务机构广泛合作，以多种融资渠道服务于市政建设、科技园区、星级酒店、商业地产、农业科技，实现绿色建筑、智能建筑与金融服务有机结合的产业理念。佳节能源致力于服务中国的节能事业，以保护全球环境为已任，努力为中国的节能 减排事业做出自己的贡献我国城镇的集中供热，长期以来都是“大投资、大锅炉、大烟囱、大管网”的大集中模式，造成了建设投资巨大，节能减排水平不高，管网过长损耗严重，供热调节不灵活等等诸多弊端。若按这种模式继续发展下去，将会使我国的集中供热距离国际水平、环保要求和群众意愿越来越远。值得庆幸的是，一种可以破解大集中供热诸多难题的新型供热模式“分散式集中供热”。采用环保高效锅炉，从而提高供热效率，缩短管网，降低热耗，减少污染，降低费用，美化环境。目 录1、 项目概况.32、 设计依据标准.33、 已知参数、设定参数及工艺条件.44、 蓄热供热设备.65、 设备选型.66、 冰蓄冷系统介绍.77、 冰蓄冷空调介绍.88、 医院配合.139、 合作方式.1310、 实施步骤及作业周期（100天）.1511、 效益分析.1712、 附件.18一、项目概况1. 项目名称: 济南中心医院蓄能项目2. 供冷、暖需求：设计供5万m2 非节能建筑。 3. 建筑性质：医院。4. 供暖时间：供暖150天、供冷120天。5. 运行方式：冬季固体蓄热电锅炉作为供暖主机在每日低谷电时段进行蓄热，平谷及高峰时段通过蓄热装置对外放热供暖。夏季蓄冷主机在每日低谷电时段进行蓄冷，高峰时段融冰供冷，平段主机、融冰联合供冷，低谷时段主机供冷。 6. 合作方式： 山东佳节能源科技有限公司建设运营二、设计依据标准1.依据能源安全、环保、可持续发展节能节支三者统一的要求。2.设计采用相关规范1） 业主提供的设计资料2）蓄冷空调工程技术规程 (JGJ 158-2008)3）民用建筑供暖通风与空气调节设计规范(GB 50736-2012) 4）公共建筑节能设计标准（GB 501892005）5）山东省公建节能设计标准（DBJ14-036-2006）6） ARI美国制冷协会ARI Guideline T-2002蓄冰设备设计标准7）全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力（2009版）8）全国民用建筑工程设计技术措施给水排水（2009版）9）蓄冷技术和蓄热电锅炉在空调中的应用吴喜平编著，同济大学10）蓄冷空调工程实用新技术方贵银教授编著11）综合医院建筑设计规范（JGJ49-88）12）综合医院建设标准（建标110-2008）3.设计参数3.1山东室外气象参数 采暖室外计算温度：-7.4 冬季通风室外计算温度：-3.5 夏季通风室外计算温度：30.9 冬季空气调节室外计算温度：-10.3 冬季室外计算相对湿度（最冷月月平均）：61% 夏季空气调节室外计算干球温度：34.6 夏季空气调节室外计算湿球温度：26.7 冬季平均室外风速：2.4m/s 夏季平均室外风速：2.7m/s 三、已知参数、设定参数及工艺条件1、 供暖建筑面积 ：50000；2、 采暖期天数为150天；3、 采暖期室外计算温度为-7，采暖期室外平均温度为1.8；4、 采暖期室内计算温度为22；5、 采暖季内每天供暖时间为24小时；6、 按照国家颁布的现行标准，各类建筑物的采暖热指标的推荐值如下表所示；各类建筑物采暖热指标推荐值（W/m2）建筑物类型住宅居民区综合学校办公楼医院托幼旅馆商店食堂餐厅影剧院展览馆大礼堂体育馆未采取节能措施58646067608065806070658011514095115115165采取节能措施404545555070557050605570100130801051001507、 本项目采暖热指标取：63W/；8、 热负荷计算（采暖热负荷）按下式：Q=qf F/100式中：Q 采暖热负荷（MW）；qf 建筑物采暖面积热指标63W/；F 建筑物的建筑面积：5万 m2。 采暖热负荷（Q）：3.15MW；9、 平均热负荷计算，按下式：Q=Q*(tn-(tpj)/(tn-(tw)式中：Q 采暖平均热负荷（MW）；tn 采暖期室内计算温度： 22（）；tpj 采暖期室外平均温度： 1.8（）；tw 采暖期室外计算温度： -7（）；Q=Q22-(1.8)(22-(-7)= 2.36MW10、 采暖期运行负荷率：取0.6，即2,36 MW0.6=1.416MW；11、 每天供暖时间：24h；12、 供暖终端设施：风机盘管；13、 供暖介质：60-50软化热水（板式热交换器二次侧）提供；14、 热源介质：70-60软化热水（板式热交换器一次侧）提供；15、 电蓄热炉输入电源电压：380V10KV；四、蓄热供热设备 采用固体高温高效电蓄热器； 1、蓄热炉采暖季每天通电加热时段：每天23:007:00 共8小时，如果负荷降低，如：天气气温升高或部分用户关闭终端热水阀门等，此时通电加热时间会少于8小时，即：热量实际消耗使用多少就补充多少； 2、供热系统流程简介： 蓄热器通电将电能转换为热能，存储于固体蓄热池中，通过一次换热器将换热介质循环水自动升温恒温至某一设定温度，通过二次换热器加热负载循环水，供至负载终端设施。系统按电脑控制装置预先设定的程序，周而复始的全自动运行，无需人员操作；五、设备选型1、平均热负荷2.36MW，蓄热炉每天通电8小时加热计（额定供电电压条件下）： 2.36MW24h8h=7.08MW（每天低谷电周期蓄热量）即：需1800KW蓄热器4台或2400KW3台； 2、经济核算：整个供暖季消耗热能为：1.416MW24h145天=493万 kwh；按低谷电价0.32元/度计：493万kwh0.32元=158万元/供暖季；每天采暖电费为10875元；每平方米每采暖季为：1580000元50000=31.5元；六、冰蓄冷系统介绍 上世纪70年代以后，世界范围的能源危机促使蓄冷技术迅速发展。首先在美国将蓄冷技术作为电力负荷的调峰手段广泛应用在建筑物的空调降温工程中。欧美和日本等经济发达国家在80年代初期就开始对蓄冷技术的应用进行研究。在日本，尤为重视和普及蓄能系统的应用研究；并在研究开发家用蓄冷、蓄热式空调产品和成套蓄冷设备方面也取得了一定的成果。近几年，日、韩等国正以更快的速度推广应用蓄冷技术。我国大陆地区在空调工程中应用蓄冷技术起步较晚，为迅速缓解全国各大电网电力供应紧张的局面，国家电力部门早作出了在2000年前在全国移峰10001200万KW的规划要求，到目前已经圆满完成。为此，国内一些电网和城市已陆续实行分时峰谷计价的电费制，峰、谷电价比在25之间；有些城市还给予其他优惠的减免费用（如减免部分购电权费），为推广应用蓄冷技术，给予政策上的支持。七、冰蓄冷空调介绍 冰蓄冷空调，又称蓄冰空调系统，即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用电制冷机制冷，利用冰的相变潜热和一定温差的水显热，采用一定方式将冷量存储起来，在电力负荷较高的白天，即用电高峰期，把储存的冷量释放出来，以满足建筑物空调或生产工艺的需要。冰蓄冷空调能起到“移峰填谷”平衡电网负荷的作用，由于夜间电力低谷段电价便宜，所以与常规空调白天制冷相比，冰蓄冷空调能够节约运行费用。1、冰蓄冷空调系统特点1）卓越的经济性冰蓄冷空调充分利用峰谷电价差，不仅平衡了电网负荷，还节约了空调运行费（包括基本电费）。系统的制冷机组通常在满负荷、连续的运行状态，有利于提高主机效率，可避免较低的部分负荷、间歇开机、停机造成的能量浪费，冰蓄冷空调比常规空调系统节约运行费用平均在 2040左右，长期受益显著。2）高度的灵活性冰蓄冷空调可实现冷量供求的一比一配置，使用十分灵活，过渡季节、节假日部分区域需要加班或者下班后部分办公室短时使用，则可定量按需融冰供冷，无需开主机，非常自如，运行费用大大降低。3）高备用性冰蓄冷空调具有应急功能，断电时若备有一般功率发电机就可以驱动水泵及室内风机，使冰蓄冷系统放冷空调系统运行，提高了空调系统的可靠性，这是常规空调系统所无法实现的。在过渡季节，中央空调所需的冷量完全可以由夜间所储存的冷量来满足，在最热的天气里，所储存的冷量至少可以满足3、4小时，保证半天的用量。4）反应的快捷性冰蓄冷空调启动时间短，一开机即可送出低温冷水，减少了预冷时间，不必提早开机，而常规系统一般需要3050分钟。5）效果的优越性冰蓄冷空调可实现大温差变风量低温送风系统，显著提高空调品质，除湿效果良好，长期使用可避免空调综合症产生。6）降低系统设备容量冰蓄冷空调减少机组、配电设备容量，降低主机、冷却水泵、冷却塔等配电设备的一次性投资，如采用大温差送风则可减少冷水循环量、可减少水泵功率，减少水管管径则使建筑的有效层高增加。7）提升环保质量冰蓄冷空调由于主机、水泵的容量减少，噪音也比常规空调系统减少，显著改善办公环境。8）显著的延长使用寿命蓄冰设备本身密封且无机械运转，故无需维护保养；主机因为满载运转，且开停次数少，运转状态稳定，故其使用寿命较其他空调设备长。2、蓄冰设备特点 在冰蓄冷系统中，冰蓄冷设备的选择尤为重要，这不仅因为冰蓄冷设备的初投资较高，而且设备性能直接影响了后期空调系统的运行。目前，蓄冰设备的形式如下： 冰球为封装式密闭冰蓄冷装置，相变溶液封装在塑料球中，乙二醇溶液在球外流动，和蓄冰球内的冰水混合物通过球壳进行热传递。冰球在运动过程需要承受水结冰的膨胀压力；或者承受球壳变形产生的应力。 冰球若采用闭式的乙二醇系统，需要采用罐装的容器，其占地空间要显著大于盘管型蓄冰装置；冰球若采用开式的乙二醇系统，蓄冰槽采用方形槽，乙二醇系统大面积和空气接触，容易引起乙二醇系统的分解。 冰球系统的乙二醇用量较大，通常是盘管系统的6-8倍，投资较高。冰球系统的乙二醇溶液是在球外容器中。一旦容器产生泄漏，需要将全部的蓄冰球，以及蓄冰罐中的乙二醇溶液找到存放地方后才能对蓄冰罐或蓄冰槽进行维修。蓄冰容器中球的体积占60，乙二醇体积占40。若要蓄冰槽或蓄冰罐维修，需要同等体积的空间转移球和乙二醇后才能进行。 由于冰球在蓄冰时乙二醇溶液是自下而上流动，融冰时乙二醇溶液是自上而下流动。为了保证蓄冰后期的融冰温度，需要流经冰球乙二醇的流程较长，这样才能保证融冰过程的输出温度恒定。而目前建筑物的大部分净高均为4.5米至6.5米，很难有更多的高度供立式蓄冰罐使用，因此常规机房高度下，冰球系统的蓄冰和融冰效果难以得到保证。 长时间运行后蓄冰罐成为一个赃物的容积而堵塞冰球周围乙二醇的流通通道，导致部分蓄冰球由于通道被堵塞而不能蓄冰和融冰。在国内长时间运行后部分冰球蓄冷项目的蓄冷量只有原先的50，不能满足冰蓄冷中央空调的正常使用。3、冰盘管 由于冰盘管大多是裸盘管到货，所以在运输过程中容易出现磕碰等现象。对于钢盘管，在运输过程如果出现磕碰，钢盘管外的镀锌层将受损，导致钢盘管长时间浸泡在水中，水将腐蚀受损的镀锌层，薄壁的钢盘管非常容易出现腐蚀泄漏。 如果是塑料盘管裸盘管运输，由于盘管外部没有冰桶的保护层，当运输过程出现磕碰后，易发生受损打折等问题，导致塑料盘管自身损伤；另外塑料盘管在工地装配和运输过程中，如果碰到焊接的火花，非常容易导致塑料盘管破损。 钢制冰盘管一旦有一点泄漏，将导致整槽设备无法使用。由于乙二醇溶液对锌有很强的腐蚀性，钢盘管一旦产生泄漏，钢槽中的水变成乙二醇溶液，对同槽的所有钢盘管均产生严重腐蚀。同槽内的钢制蓄冰盘将无一幸免均会遭到严重腐蚀。 同样对于塑料盘管一旦有漏点出现，由于蓄冷槽中水的体积庞大，非常不易被发现；等到发现时，需要将冰盘管外的冰完全融化后，再将蓄冰槽中的水完全排放，然后人工进行漏点的查询工作，发现漏点后也非常难以修复。修复周期很长。 安装工期较长，需要现场装配，安装盘管之前需要对蓄冰槽做防水盒保温施工，防水和保温是冰盘管系统的重点和难点之一，如果这两项做的不好将会严重影响冰盘管的使用情况。 冰盘管采用层叠排列不易检修，如果其中一根盘管出现问题，由于没有检修空间，将导致整组盘管，甚至蓄冰槽内的所有盘管均不能使用。 水平排列钢盘管的结冰厚度偏大，约有18-25mm。 八、医院配合1、按照建设的要求，锅炉房及蓄冷机房移交我公司使用管理，并提供配属值班办公、宿舍用房。由我公司负责安装运行管理，医院负责土建部分。2、各区域换热站按照项目的要求建设施工。九、合作方式 BOT （建设、运营、移产 BUILD OPERATE TRANSFER）（一）通过契约合同授予我公司一定期限的特许经营权，许可其融资建设和经营供热 （或者供冷）业务，并准许其向用户收取费用或出售项目资产以偿贷，回收投资并赚取利润。特许权期满后，该设施无偿移交（二）投资与收益我公司初步投资1500万；每年收费88元/回收期限：1500/（88-51.23）*5=8.15年十、实施步骤及作业周期（100天）1、业主提供资料（详见采暖单位调查表）2、制定固体蓄热冰蓄冷方案，双方确认电蓄能节能合作意向，签订合作意向协议书。3、签订合作意向协议书后，由我公司提供甲级资质暖通设计图纸（由院方支付暖通设计费，若后期院方采用我方设备，可免设计费）。4、我方组织相关技术人员、设计人员实地考察并出设计方案(23周)。5、组织省内专家进行项目专业论证会并进行合同能源管理费用核算。6、组织暖通安装工程及合同能源管理招投标。7、签订合同后，办理项目报建手续等准备工作并进行节能诊断。（23周）8、组织设备运输、安装、高压配电设计安装、管线泵房对接。（1014周）9、试机验收。（12周）采暖单位调查表 单位：济南市中心医院 地址： 电话： 2014年 9月27日楼 号楼层/层高建筑面积外墙保温窗户单/双供暖时常不同供暖管网是否分开要求温度白天/夜间锅炉房面积/高度现有供电负荷夜间富于电容量备注门诊楼无单12h是22/18500/4m9000KVA外科楼无单24h是22/18500/4m9000KVA放射楼无单12h是22/18500/4m9000KVA房间特殊温度要求： 备注：现有供暖网管情况： 变压器情况介绍： 客户其他要求： 客户要求答复时间： 山东佳节能源科技有限公司 业务部： 技术服务中心： 十一、效益分析1、环保效益：本次项目5万平米非节能建筑采用低谷电固体蓄热设备：每年移峰填谷约500万度 、标煤少燃烧1700吨、二氧化碳减排4520吨 、二氧化硫减排34万吨 、煤炭渣减排442吨、PM2.5减排340立方米。二氧化碳减排量相当于50年轮的白杨树24万棵或红杉树4万多棵吸收量。2、经济效益：按照“节能、环保、节支”三者统一的科学要求，节能减排更要节省经费开支。引入能源专业公司投资管理运营，即解决了环保达标、又解决了社会的负担，同时为医院减少巨大的支出，本项目采用蓄冷、蓄热系统直接可以为济南中心医院一次性节省设备费1500万左右。3、社会效益：固体蓄热和冰蓄冷系统不仅能够解决污染问题，提高供热质量，而且降低了运行成本，提高了电网效率，促进了电力资源的优化配置。4、节能效益：本项目采用蓄冷蓄热系统，充分利用低谷电量，白天电价尖峰、高峰甚至平段时段，起到了“移峰填谷”的作用。 十二、附件1、成功案例 中国中央电视台（冰蓄冷