SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能No.062022ENERGYCONSERVATIONTECHNOLOGYSHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能No.082018某能源中心节能技术方案探讨潘俊1徐腾飞1殷仁豪1刘轶鹏1白涛21.上海电力设计院有限公司2.国网上海综合能源服务有限公司摘要：探讨位于公共绿地的能源中心，选用冷水机组+风冷热泵+水蓄冷作为冷源，电锅炉+水蓄热作为热源。考虑到冷却塔和风冷热泵机组放在地面会影响景观，结合能源中心的进排风系统，设计了采用全地下布置方案，即将冷却塔和风冷热泵机组放入地下一层，探讨了地下建筑中冷却塔和风冷热泵的布置形式。关键词：能源中心；全地下布置；运行策略；节能技术DOI:10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2022.06.013DiscussiononEnergySavingTechnicalSolutionofEner-gyCenterPANJun1，XUTengfei1，YINRenhao1，LiuYiPeng1，BAITao21.ShanghaiElectricPowerDesignInstituteCo.,Ltd.2.StateGridShanghaiIntegratedEnergyServiceCo.,Ltd.Abstract:Theenergycenterislocatedinthepublicgreenspace,withchiller&air-cooledheatpump&waterstorageasthecoldsourceandelectricboiler&waterstorageastheheatsource.Consideringthatplacingthecoolingtowerandair-cooledheatpumpunitonthegroundwilldamagethelandscape,combinedwiththeairinletandexhaustsystemoftheenergycenter,asetofundergroundlayoutschemeisdesigned,thatis,thecoolingtowerandair-cooledheatpumpunitareplacedonthegroundfloor,andthelayoutformsofcoolingtowerandair-cooledheatpumpinundergroundbuildingsaredis-cussed.Keywords:EnergyCenter；FullUndergroundLayout；Operationpolicy；EnergySavingTechnology收稿日期：2021-12-21第一作者：潘俊（1984-10-），男，硕士，从事综合能源和建筑节能相关工作738SHANGHAIENERGYCONSERVATION2022年第06期SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能SHANGHAIENERGYCONSERVATION2018年第08期ENERGYCONSERVATIONTECHNOLOGY节能技术0序言随着越来越多的社会资本进入区域供热（冷）领域，能源中心的建设得到了飞速发展。能源中心是综合利用各类高效和清洁供能技术，通过多能流相耦合的模式，促进多类能源的融合、互补、协同，提升能源利用效率，从而加快能源清洁低碳转型，为经济社会持续健康发展提供坚实保障。能源中心项目一般位于负荷中心，属于用地紧张的区域，同时需要考虑平面布置、层高、设备运输安装等限制，一般宜结合公园和绿地进行独立设置。1项目概况某能源中心位于夏热冬冷地区，主要服务的对象包括商业办公和科研教育等，总建筑面积100.05万m2。由于不同类型的建筑冷、热负荷特点差别较大，结合《公共建筑节能设计标准》中对典型建筑单体的围护结构热工参数和室内空气设计参数要求，并参照同类建筑实际运行的负荷统计数据，对能源中心典型日冷热负荷进行了分析。能源中心逐时冷热负荷见图1。图1逐时冷热负荷从图1可见，夏季典型日的最大冷负荷为80.04MW，冬季典型日最大热负荷为51.28MW。夏季上午8∶00开始，冷负荷开始逐步增加，到10∶00大幅度攀升，直至14∶00左右达到最高峰。冬季从上午7∶00开始迅速增加，到8∶00左右达到最高峰，9∶00之后，热负荷逐渐下降。典型日冷热负荷的变化趋势充分体现了区域内各建筑类型综合作用下的用能趋势。采用逐时负荷系数法对全年负荷中100%负荷、75%负荷、50%负荷、25%负荷所占比例进行预测分析［1］，该项目年耗冷量为6977万kWh，耗热量为2351万kWh。2冷热源方案综合考虑区域内能源特性、易得性、价格、峰谷价差等情况［2］，充分发挥低位能源、电力、天然气等多种能源的互补性，结合供能技术适用性分析，依据项目的规划资料以及冷热负荷需求预测，本方案选用冷水机组+风冷热泵+水蓄冷的组合作为冷源，电锅炉+水蓄热作为热源。供冷系统设计的供水温度5.5~7℃，回水温度为13℃。供热系统设计的供水温度48~52℃，回水温度为42℃。基于减少初始装机容量及节约运行电费的原则，蓄冷蓄热时间为22∶00至次日06∶00，设计蓄冷量为201.6MWh，蓄热量为214.4MWh。主要设备参数见表1。表1主要设备参数表设备类型冷水机组风冷热泵水蓄电锅炉设备参数制冷量6330kW，功率1172kW制冷量1.3MW，制热量1.2MW蓄水体积22000m3供热量4MW数量7台10台1套4台项目选择4台冷却塔，3台冷却水流量为2700m3/h，1台冷却水流量为1400m3/h，总冷却水流量为9500m3/h。3系统运行方式冷源设备采用多台机组的组合方式，通过台数控制保证设备维持在高效区运行。根据节省运行费用的原则，在出水温度恒定的情况下，充分利用蓄水冷量。典型日冷负荷与部分负荷工况下的机组运行策略，见图2至图5。某能源中心节能技术方案探讨739SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能No.062022ENERGYCONSERVATIONTECHNOLOGYSHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能No.082018图2100%冷负荷工况系统运行策略图375%冷负荷工况系统运行策略图450%冷负荷工况系统运行策略图525%冷负荷工况系统运行策略以上运行策略是针对各指定工况空调负荷下的供冷模式进行分析，能源中心在供冷过程中具有良好的经济性，尤其是在低负荷运行时，系统可充分发挥水蓄冷运行费用低的优势，在25%负荷工况下白天完全可实现水罐制冷，不需要开启制冷主机。图6至图9分别为100%、75%、50%和25%热负荷工况系统运行策略。图6100%热负荷工况系统运行策略图775%热负荷工况系统运行策略图850%热负荷工况系统运行策略740SHANGHAIENERGYCONSERVATION2022年第06期SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能SHANGHAIENERGYCONSERVATION2018年第08期ENERGYCONSERVATIONTECHNOLOGY节能技术图925%热负荷工况系统运行策略从供热运行策略分析可见，在部分负荷运行时，系统可充分发挥蓄热的运行费用低的优势，在50%负荷工况下可实现水罐供热，在25%负荷时，可以通过风冷热泵的夜间蓄热运行实现全天供热，从运行节能角度而言，具有良好的经济效益。4能源中心平面布置能源中心采用全地下建筑布置形式，总建筑面积10702m2，占地面积5488m2。地面部分为整个能源中心的疏散出口和进排风井。地下挖深约23.5m，共两层。地下一层的层高为14m，布置冷却塔、风冷热泵机组，局部设置夹层，夹层部分上下层的层高均为7m，为电气间和水泵间。地下二层的层高为8m，布置冷水机组，电锅炉等设备。剖面示意图见图10。地下一层平面布置示意图见图11，地下二层平面布置示意图见图12。图10剖面示意图图11地下一层平面布置示意图图12地下二层平面布置示意图5管网设计本工程区域内用户均位于拟建能源中心供能半径1km范围之内。管道干管由能源中心引出后直埋敷设，由于供冷供热不同时使用，为节约投资，拟采用两管制。结合能源中心的布置位置及区域内用能负荷的分布情况，同时考虑到管网的安全性和可靠性，本工程拟建设东、西两个环状管网，西侧大环网的供能面积为60.38万m2，东侧小环网的供能面积为39.67万m2。考虑到本工程冷负荷大于热负荷，因此以冷负荷定管道直径。东侧小环网供回水母管的管材采用螺旋缝电焊钢管Q235B，管道内径为700mm，压力为1.0MPa，共计长度2430m。供冷时，管内最大流速为2.46m/s，平均流速为1.73m/s；供热时管内最大流速为1.57m/s，平均流速为0.91m/s。西侧大环网供回水母管的管材采用螺旋缝电焊钢管Q235B，管道内径和压力分别为DN900和PN1.0MPa，共计3250m，管内最大流速为2.27m/s，平均流速为1.61m/s；供热时管内最大流速为1.45m/s，平均流速为0.87m/s。所有管道的保温采用聚氨酯泡沫。6经济性分析按照国家发改委和建设部联合下发的《建设项目经济效益评价方法与参数》（第三版）要求和规定，同时采用有关规定要求的数据和设计技术参数等，针对本工程拟建的厂址进行经济效益测算、分析和评价。某能源中心节能技术方案探讨741SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能No.062022ENERGYCONSERVATIONTECHNOLOGYSHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能No.0820181）基础数据项目的管网费用按一次投资计算，设备和建筑安装费分三期投资，第一期投资40%，第二期投资40%，第三期投资20%。（1）负荷率按照每年12.5%增长，8年后负荷率为100%。（2）基准折现率8%。（3）修理费率系统投资的3%。（4）残值率5%。（5）法定盈余公积金10%。（6）接入费240元/m2。（7）冷价0.55元/kWh。（8）热价0.60元/kWh。2）项目财务评价（1）增值税根据《中华人民共和国增值税暂行条例（2008）》规定，企业采购固定资产（除建筑物、构筑物和消费用品外），均可以享受抵扣增值税的政策，在生产经营中的设备、材料采购的进项税额，按年度的应缴增值税额抵扣。（2）所得税企业所得税按基础税率25%计取。（3）企业公积金按所得税后利润的10%计取（4）盈利能力分析经测算，本项目的经济性指标见表2。表2项目经济性指标汇总表序号1234项目项目投资回收期（所得税前）项目投资回收期（所得税后）项目投资财务内部收益率（所得税前）项目投资财务内部收益率（所得税后）单位年年%%数值12.3416.009.715.837敏感性分析以接入费240元/m2，冷价0.55元/kWh，热价0.60元/kWh为基准，分析接入费、冷价、热价及建设投资等单因素变化对项目投资税后财务内部收益率的影响，得出冷价敏感性最强，其次为建设投资，热价和接入费的敏感性最低。单因素敏感性分析统计见图13。图13单因素敏感性分析统计图8节能减排分析通过计算本项目夏季耗电量为2653.73万kWh，冬季耗电量为2016.35万kWh，依据《综合建筑合理用能指南》（DB31/T795-2014）计算，全年能耗为14.01kgce/(m2·a)。将此能耗与2个自建冷热源系统的典型用户的空调能耗进行对比分析，结果见表3。表3能耗对比分析统计表耗电量（kWh/m2）耗气量（m2/m2）单位空调能耗kgce/(m2·a)能源中心46.7—14.01用户自建冷水机组+燃气锅炉343.614.88VRV系统47—14.1由表3可知，采用区域能源中心，空调系统的单位面积能耗均小于用户自建冷热源系统的能耗。9结论2016年八部门联合印发《关于推进电能替代的指导意见》中指出，实施电能替代对于推动能源消费革命、落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大。本工程主要以电能向区域内建筑提供供热、供冷服务，相对于各使用单位独立建设制冷742SHANGHAIENERGYCONSERVATION2022年第06期SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能SHANGHAIENERGYCONSERVATION2018年第08期ENERGYCONSERVATIONTECHNOLOGY节能技术机房+锅炉房，能够提高综合能源利用率，有明显的节能减排成效，体现低碳环保理念，符合国家能源与环保政策，助力该区域成为“双碳”示范的典范，从长远来看也具有一定的经济效益。本工程将冷却塔和风冷热泵机组放在地下［3］，并对地下建筑中冷却塔和风冷热泵的布置形式进行了探讨，为后续能源中心的建设提供借鉴。但后续设计中需注意以下问题：1）冷却塔放在地下，必然导致设备通风不畅，需采用机械辅助通风措施，引起初期设备投资、运行能耗等增加。2）风冷热泵是承担冬季热负荷的主力，风冷热泵放在地下一层，冬季运行时冷风下沉，影响制热效果。3）能源中心采用全地下建筑布置形式，增加埋深，从而增加土建投资。参考文献［1］李祥麟，周涤生.地下冷却塔在外滩观光隧道中的应用［J］.上海建设科技，2002（3）:20-21.［2］T/CECS666-2020，区域供冷供热系统技术规程.［3］GB50189-2015，公共建筑节能设计标准.（上接封二）刘斌发布了《2021年上海绿色交通发展年度报告》（简称《报告》），《报告》显示，2021年上海坚持降碳、减污、扩绿、增长统筹发展，发挥港口城市和铁路枢纽等优势，着力补齐海铁联运等短板，持续优化业务流程，不断优化运输结构，提高运输效率。轨道交通出行更加便利，城市轨道运营线路总里程达831km。共优化347条公交线路，公交到站预报准确率达到97%。道路交通加速电气化转型，新能源汽车年推广量为25.4万辆，较上年增长110%，纯电动汽车成为主流。持续推进绿色港口、码头、机场建设。相关委办局领导为获评工信部绿色工厂、绿色园区、绿色供应链、绿色产品、绿色数据中心的绿色制造示范单位代表授牌。勉励他们继续发挥标杆引领作用，带头成为零碳创建示范企业，形成“比学赶超”的绿色发展氛围，推动绿色制造体系建设深入发展。为保障企业绿色低碳技术创新应用、工业企业绿色化改造提升等，以及中小型节能环保企业复工复产的资金需求，市经济信息化委和中国农业银行股份有限公司上海市分行、中国银行股份有限公司上海市分行、上海银行股份有限公司、上海农村商业银行股份有限公司、上海浦东发展银行股份有限公司上海分行、招商银行股份有限公司上海分行、兴业银行股份有限公司上海分行、北京银行股份有限公司上海分行签署了《上海市工业绿色低碳发展金融合作备忘录》，总融资意向额度800亿元。当天，上海市各区、集团公司、大型商场、连锁企业的各项节能宣传活动同步启动。（来源：上海经信委）某能源中心节能技术方案探讨743