浅析大学园区多能互补供能项目

姜泉涛 王雨帆

（1.山东实华天然气有限公司山东省青岛市266000)

（2.青岛能源华润燃气有限公司山东省青岛市266000）

1 前言

该学校占地200亩，总投资约15亿元，规划建筑总面积约22万平方米，规划建设实验楼及综合楼5座建筑面积15万平，学生公寓4座建筑面积5.7万平米，体育馆1座建筑面积0.7万平，餐厅1座建筑面积0.6万平及附属用房若干等，分为东西两个区，西区建筑面积14万平米，东区建筑面积8万平米。本项目以天然气为主要基础能源，耦合电能、土壤源、空气源多能互补，可实现冷热联供，对于降低能源成本，提高清洁能源占比具有重要意义。

2 负荷分析

经过分析得知，该区域全年的高温时间主要集中在6月至9月，低温时间集中在12月至次年3月。对于实验楼、餐厅、体育馆全年有冷热负荷需求，学生公寓只有热负荷需求。利用建筑模型分析，冷负荷共有14MW（含部分新风系统），西区冷负荷7MW，东区冷负荷7MW；热负荷共有14WM（含部分新风系统），西区热负荷7MW，东区热负荷7MW。具体负荷分配如下

序号 西区建筑 供热面积（万平方米）合计（万平方米） 冷负荷（MW） 热负荷（MW） 备注教学楼 6 13 7 7 2餐厅及配套 0.6 3体育馆 0.7 4 1学生公寓 5.7 / 单体空调制冷序号 东区建筑 供热面积（万平方米） 合计（平方米） 冷负荷（MW） 热负荷（MW） 备注1 1号实验楼 3 9 7 7 含新风负荷2 2号实验楼 3 3综合楼 3全校区合计供热面积（万平方米） 22 14 14

3 供能方案

3.1 设备配置

经过多方研究论证，最终采用“气电组合”的多能互补方案。结合学校享受居民电价的政策，利用地源热泵和空气源热泵具有采暖与制冷一机两用功能，适当配置可以替代燃气锅炉和冷水机组和冷却塔负荷，可以节省供能运行费用，同时符合校方建设绿色校园理念。在供冷配置方面，采用了欠配置原则，考虑沿海地区对于冷负荷的需求不高等情况配置。

西区能源站主要由地下机房、锅炉房、室外土壤源3部分组成，东区受空间位置限制，与西区共用一个锅炉房。地源采用浅埋地热管，在学校操场及周边绿化带位置2米以下安装地下土壤源换热系统，采用DN25的双U型PE管，打井深度为120米，地热井数量260口。西区设备配置主要有1套地源热泵机组（制冷量1453KW，制热量1320KW）+2台冷水机组（制冷量1231KW）+3台2.8MW冷凝燃气锅炉。

东区能源站主要由由地下机房及室外屋顶部分2部分组成，地下机房主要放置冷水机组、循环泵、分集水器、电气自控设备等、室外屋顶配置风冷热泵和冷却塔。东区设备配置9台风冷热泵（制冷量170KW，制热量140KW）+2台冷水机组（制冷量2110KW）。东区不足的热负荷由西区锅炉房通过联通管提供。

3.2 系统流程

由于东西区配置不同，也配套建设了不同的能源站，所以在系统流程上也有所区别。

对于西区冬季供热优先运行地源热泵，寒冷高负荷时启动燃气锅炉补热；夏季制冷优先运行地源热泵，炎热高负荷时启动冷水机组。

对于东区冬季供热优先运行空气源热泵，寒冷高负荷时由西区锅炉房进行补热；夏季制冷优先运行冷水机组，炎热高负荷时启用空气源热泵。

4 经济分析

4.1 投资估算

该供能配套项目总投资大约1800万，其中设备投资1100万，安装费600万，设计、监理费100万。

4.2 项目收费

按照当地的政策，该项目合计收取配套费2000万元。

冷热收费采用热计量表计费，按照装93元/GJ结算。

冬季开机时段为11月5日至次年4月5日，共140天；夏季开机时段为当年6月20日至9月20日，共90天。在一个供热(冷)季前，校方按设计热(冷)负荷的30%预交费用，供热(冷）季结束后双方结算总费用，如供热(冷）量低于设计负荷的30%，则按设计负荷的30%收费；如供热(冷）量高于设计负荷的30%，则按实际用量结算。

4.3 运营分析

通过分析负荷在50%设计负荷和100%设备负荷两种情况下，该项目的收益情况。

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5 结论

本项目以天然气为主要基础能源，耦合电能、土壤源、空气源多能互补，符合城燃或者能源公司近年来发展综合能源的发展要求。尤其多能互补对于节能减排，减少大气污染，也具有非常重要的意义。从经济上分析也能看到，该类项目在实施过程中，不管从建设还是运营都具有一定的效益，尤其对于有燃气气源的城燃公司转型发展或者多方向发展具有指导意义；像大学这样优质的项目很多，医院、火车站、商超等都可进行类似项目供能配套，该类似项目冷热需求潜在市场较大，项目的成功实施具有很强的区域带动及示范作用。