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河北高速阜平西服务区清洁供暖改造项目

河北高速阜平西服务区清洁供暖改造项目
一、项目概况
阜平服务区,总供暖面积3000㎡,其中南区2000㎡,北区1000㎡(实际使用不到800㎡),位于河北保定与山西交汇的五台山脉附近,采暖时间从10月底至次年3月底,末端为传统暖气片。之前采用燃煤锅炉供暖,耗煤量大、烟气排放、碳渣等对周边环境污染严重。
该服务区多为老旧建筑、人流量大,建筑保温效果差、热损耗大,结合原有供暖设施情况,确定热负荷设计值为70w/m2,总热负荷140KW。
 
服务区所在地冬季最冷月夜间平均气温-10至-19℃,极端最低气温-25℃左右,常规空气源热泵无法保证供暖。此外,由于地处偏远,配电容量有限、增容难,不具备使用电热锅炉的条件。
为积极响应大气污染防治和蓝天保卫站的政策号召,河北高速禄发公司决定采用清洁能源新技术采暖,在南区选用蓄联热泵技术,供水温度60℃,北区选用低环温空气源热泵,供水温度45℃,以便收集数据,在同等气象、运用条件下形成技术、经济性、可靠性等诸多方面形成对比。
二、方案实施
河北弘通伟业科技公司负责整体工程改造的设计和实施。
1、南区(2000㎡)方案:
南区采用蓄联热泵系统,通过空气源热泵和相变蓄能模块耦合,为水水热泵系统提供有效热源,缓解了空气源热泵在低温环境下能效比低、供热不足、故障率高的问题,系统原理如下图所示:
 
该系统配置水水热泵1台(制热量143KW/功率37KW)+410A制冷剂的空气源热泵2台+2m3相变蓄能,主要设备采用法凯涞玛-暖气片/蓄联-专用热泵机组,极大的提升了系统的运行效率。
   
南区——室外空气源蓄能热泵部分  和  室内温度提升热泵部分

使用效果
供暖运行稳定,供水温度设定在60℃。
  
暖气片表面温度49.4~48℃,地面温度22.7℃,室内取暖效果良好。

    
服务区暖气片                  办公室             宿舍


2、北区(1000㎡)方案
北区采用低温空气源热泵供暖系统,配置空气源热泵1台,其原理图如下:
 
使用效果:
空气源热泵受自身技术限制,设计供暖出水温度为45℃,末端采用原暖气片采暖,暖气片表面实测温度为27℃。
  
北区——空气源热泵机组和室内暖气片(散热百叶处)

3、南北区运行情况对比
为了对今后的清洁能源改造提供坚实可靠的技术数据,公司设计了完善的运行监控系统,根据实录数据,在2018年11月1日至12月16日46天时间里,录得的最低气温为-18℃,南区电耗45880Kwh,采暖面积2000㎡;北区电耗24646Kwh,采暖面积800㎡。单位面积每天电耗:南区0.5Kwh/天/㎡;北区0.67kwh/天/㎡。
蓄联热泵出水温度60㎡与低温空气源热泵出水45㎡相比,系统压缩比降低44%、能效比提升约20%至30%、空气源热泵数量减少40%。
三、环保效益
蓄联热泵系统节能环保“零”排放、无污染,无需安排锅炉工清理煤渣等,每个供暖季相当于节约标煤52.8吨,减少粉尘排放35吨,减排二氧化碳排放42.7吨,减少二氧化硫12.8吨,减少氮氧化物6.4吨。该项目为减少雾霾也做出了一定的贡献,还为全省交通系统推进节能减排、大气污染防治起到一定的示范作用。



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