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商用空氣源熱泵在“煤改電”供熱系統(tǒng)應(yīng)用中的案例剖析
今天小年兒，提“錢”祝大家豬年快樂!“豬”事順意!今天講的是商用空氣源熱泵在“煤改電”供熱系統(tǒng)中的案例分享，通過案例幫助大家認識空氣源熱泵在商用建筑當(dāng)中怎么做。主要包括三方面內(nèi)容：第一點，把問題講一講;第二點，案例剖析;第三點，煤改空氣源熱泵后應(yīng)注重幾點。
一、問題的提出
集中供暖是城鎮(zhèn)公共服務(wù)業(yè)的一個重要部分，也是城鎮(zhèn)建設(shè)和居民生活質(zhì)量的重要保障。但集中供暖企業(yè)因其特性，具有投資大、投資成本高、利潤低、投資回收期長等特點，使得眾多集中供暖企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)型，邁入清潔能源集中供暖領(lǐng)域。而熱泵集中供暖已經(jīng)興起，成為清潔能源集中供暖的有效途徑。
同時，多地發(fā)文在集中供熱管網(wǎng)覆蓋外或具備燃煤鍋爐改造的區(qū)域，電力供應(yīng)有保障的地區(qū)，以具備保溫設(shè)施的居民住宅和辦公樓、寫字樓、學(xué)校、醫(yī)院、商業(yè)綜合體等公共建筑為重點，加快實施空氣源熱泵技術(shù)發(fā)展，并給予相應(yīng)的補貼。
因此，《天津市居民冬季清潔取暖工作方案》、《鄭州市清潔取暖試點或市建設(shè)工作方案(2017—2020年)》、26+城市清潔取暖工作方案也陸續(xù)出臺。對于原燃煤集中供暖系統(tǒng)改為空氣源熱泵供暖系統(tǒng)后，兩者之間存在什么問題?怎么理解“改”字呢?有人認為原燃煤集中供暖系統(tǒng)的改造只要將原燃煤鍋爐房去掉改為空氣源熱泵就可以了，對于原供暖管網(wǎng)、室內(nèi)供暖系統(tǒng)及室內(nèi)供暖末端仍維持原有系統(tǒng)。這一點應(yīng)引起在座的思考，下面通過一個案例進一步加以說明和分析。
二、案例剖析
這個案例在陜西，一共有10棟住宅和物業(yè)管理，1～8號樓為6層，9～10號樓是1～2層，采暖面積一共42900多平，原先在8號樓東南角有一個燃煤鍋爐房。下圖是鍋爐房原先的管網(wǎng)布置，供暖系統(tǒng)由鍋爐房循環(huán)泵經(jīng)室外管網(wǎng)分別送到各棟樓室內(nèi)的采暖系統(tǒng)。
為響應(yīng)冬季清潔取暖，小區(qū)把燃煤鍋爐改成了空氣源熱泵。小區(qū)一共用了25臺低溫空氣源熱泵機組，每臺機組在當(dāng)?shù)囟经h(huán)境的制熱量是95.5kW，單位采暖面積平均每平米合55.6W左右。要想將空氣源熱泵集中布置在一起，小區(qū)空間不夠，最后確定空氣源熱泵分三處布置為三個供暖系統(tǒng)，見下圖。
這三個系統(tǒng)集中布置為三塊場地，系統(tǒng)一占地面積17m×80m，共1360m2，共布置15臺機組和2個9.5m3的保溫水箱，機組總制熱量為1432.5kW，分別承擔(dān)1、2、4、6、7號樓的供熱負荷。如下圖。
系統(tǒng)二占地面積13m×5.1m，共66.3m2，共布置6臺機組和1個7.0m3的保溫水箱，機組總制熱量為573kW，分別承擔(dān)3、5、9號樓的供熱負荷。如下圖。
系統(tǒng)三占地面積8m×6.5m，共52m2，共布置4臺機組和1個5.0m3的保溫水箱，機組總制熱量為382kW，分別承擔(dān)8、10號樓的供熱負荷。如下圖。
現(xiàn)在熱源代替了，下面系統(tǒng)怎么改?現(xiàn)在政府出錢就是出在熱源上，并沒有出系統(tǒng)和末端的錢，末端和系統(tǒng)是要業(yè)主承擔(dān)，所以很多人只改熱源，不改系統(tǒng)。小型供暖系統(tǒng)或許可以，但是對于這種大型商用項目，熱源改了系統(tǒng)也要改，那么系統(tǒng)怎么改?
這個方案是想利用原燃煤室外供暖管網(wǎng)，將原小區(qū)集中室外管網(wǎng)某部分截斷一分為三，將原室外綜合管網(wǎng)分為10個獨立的管網(wǎng)，每棟樓通過獨立管網(wǎng)對應(yīng)的一臺循環(huán)泵，共選用10臺泵，再加上系統(tǒng)一中配置空氣源熱泵機組至水箱的2臺內(nèi)部循環(huán)泵，共12臺泵。如下圖所示。
利用部分原管網(wǎng)存在問題，具體如下：第一點，燃煤鍋爐與空氣源熱泵供水溫度不同、兩者溫差不同，所選用輸送的管徑不同;第二點，新改的管網(wǎng)管徑隨意性很大，很難滿足水力系統(tǒng)的平衡;第三點，利用部分原管網(wǎng)難免存在管徑的調(diào)配。
本小區(qū)為配合煤改空氣源熱泵技改項目，應(yīng)該增設(shè)一個變壓器，提供空氣源熱泵所需要的電源及配電柜及控制柜，變壓器及敷設(shè)的電纜溝、配電及控制柜見下圖。
原小區(qū)燃煤鍋爐與室內(nèi)供暖系統(tǒng)及末端分別采用散熱器及地暖。下圖為原小區(qū)燃煤鍋爐已運行的舊地暖系統(tǒng)圖，這個舊地暖系統(tǒng)圖為異程式下供下回室內(nèi)供暖系統(tǒng)圖。
空氣源熱泵室內(nèi)供暖系統(tǒng)經(jīng)原室外管網(wǎng)進入每棟住宅，接已有的地暖系統(tǒng)。兩系統(tǒng)圖對比，設(shè)計者對系統(tǒng)認為原異程式下供下回可能有問題，所以將原異程式下供下回系統(tǒng)改為現(xiàn)同程式下供上回系統(tǒng)，見改造后的地暖系統(tǒng)圖。
問題剖析：回水管徑存在下大上小，在回水總管從小突然擴大，水阻存在問題;為系統(tǒng)同程，特增加回水總管，但管徑隨支管流量增加未能改變回水總管管徑;排氣閥未裝，運行不熱。
多次來電話咨詢，施工者后又去除現(xiàn)同程式下供上回系統(tǒng)，恢復(fù)原下供下回系統(tǒng)，結(jié)果十棟樓只有二棟一、二層小樓熱了，其他六層至今不熱。怎么辦?糾紛、矛盾存在，“煤改電”得罪了誰?
三、煤改空氣源熱泵后應(yīng)注重幾點
煤改清潔能源，熱泵作為供熱熱源時，從熱源側(cè)到用戶側(cè)兩方面實施改造。熱泵作為供熱熱源時，供暖系統(tǒng)參數(shù)應(yīng)有別于常規(guī)系統(tǒng)。改造原系統(tǒng)末端時，應(yīng)對原末端進行研判。散熱器系統(tǒng)小流量、大溫差，應(yīng)增加散熱器片數(shù);地暖系統(tǒng)大流量、小溫差，應(yīng)改小加熱管長度、管徑;加密加熱管間距，達到地面溫度均勻性。風(fēng)機盤管系統(tǒng)大流量、小溫差，應(yīng)增加風(fēng)機盤管換熱面積，提高舒適度要求。
最后，“煤改電”牽系到千家萬戶，是個民生工程，讓我們攜手，為未來的藍天齊心協(xié)力，共創(chuàng)蔚藍。謝謝大家!