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近年，很多单位在“减煤换煤，清洁供暖”的压力下，先是“煤改气”，后来发现大规模用气取暖，费用太高难以承受，不得已又“气改电”，改用空气源热泵取暖，无形中造成了人力、物力、财力的浪费。山东威海某食品公司宿舍楼燃气锅炉改成热泵后，充分利用了电价优惠政策，并通过系统的优化和提升，每年可以为企业节省28万余元。 一、项目情况 威海某食品有限公司是一家以生产加工冷冻水产品、速冻肉制品为主的食品加工企业，正是这样一家占地约98000㎡、年产9000余吨的大型企业，每年冬天要面临着四五百名员工的采暖问题。 该项目位于于荣成市港西镇驻地，位于山东半岛的最东端，项目包含了该公司的两栋宿舍楼，总采暖面积达到了约5500㎡。 二、之前燃气采暖，39万/年 据了解，公司在之前为员工宿舍楼配备的是天然气锅炉供暖，威海市的供暖一般从当年的11月20日开始，到次年4月1日结束，大约130天。 按照原来宿舍的气表记录，每天的用气量达到了650方左右，当地的冬季用气单价为4.5元/方，每天单是用气费用达到了2925元。另外再加上一个7.5kw水泵装置，水泵全天候24小时运行折合耗电量180度。 据悉，由于该厂的用电量巨大，当地政府为该厂宿舍配备了单独的变压器并制定了0.51元/度的宿舍用电单价，所以水泵每天的运行费用为91.8元/天，因此当天的采暖费用由用气费用和水泵运行费用相加，合计为3016.8元/天。 按照去年130天的采暖时间来算，该公司宿舍楼的冬季采暖总费用达到了392184元人民币。这一惊人的数字着实让企业的负责人吓了一跳。造成天然气锅炉运行成本如此之高的原因是怎么回事呢？ 首先，气价高。据客户自己反应，夏天用气是3.6元/m³，冬天是4.5元/m³；其次，热损耗大、老管道有跑冒滴漏现象，浪费严重。之前采用的是由天然气锅炉烧蒸气，再通过管道运输到换热站制取热水进行供暖。天然气锅炉和换热站之间距离400米，蒸汽在输送的过程中热损耗较大，最终水温不够导致采暖效果不佳，锅炉运行时间过长，相对应的能耗也就上去了。 除此之外，当地的限气供应政策也为工厂出了一个难题。天然气锅炉需要请专人看守，保障锅炉的正常运行和安全问题，繁重的人力成本无疑给企业的冬季取暖雪上加霜。 三、燃气改热泵，室温达25℃ 该厂的宿舍楼分为南北两栋，项目原先计划全面改造南楼，改造面积大约4800㎡，后追加北楼洗衣房、值班室、宿管人员寝室等大约700㎡的改造面积，共计5500㎡。 该项目的宿舍楼采用外墙保温的设计，宿舍窗户采用双层玻璃，因此在保温效果上可以令人满意。在机组配置上，采用8台20匹的空气源热泵采暖机组（该配置原设计只满足4800㎡，后增加了700㎡供暖，但是甲方并没有增加机组）；配备7.5kw水的泵；采用了3吨的承重缓冲水箱；末端使用上，南楼采用的是地暖，北楼700㎡配置全新的暖气片。 同时需要说明的是，不管是煤改电还是煤改气、气改电，都绝对不是把热源一换了事。专业的做法，要对原有的系统进行更加稳定、节能、高效的改造。 本次改造，换用空气源热泵之后，设计上直接把原有的供热站给废弃了，少了原400m的长距离热运输，减少了大量能耗。而原系统散热末端是地暖，比较适合空气源热泵，不用改造。管道则不行。由于该宿舍楼原先的室外管道老旧不堪，保暖效果极差，因此在项目实施过程中，项目组对室外管道进行了全面改造，管道采用了4公分的橡塑管道，外部包裹铝皮来保证保温效果。 因南楼采用的是全楼铺设地暖，因此采暖效果比较出色，在冬季室外温度只有-10℃左右的情况下，宿舍的室内温度可以达到25℃左右，许多男员工甚至在宿舍里光着膀子，直呼太热。 北楼由于相距较远，并且只在一层楼安上了暖气片，因此室内温度相对较低，不过在冬季室外温度只有-10℃的情况下，宿舍的室内温度也能达到18℃左右。尽管相比南楼温度低了不少，但是员工纷纷表示采暖效果舒适，比原来的过去供暖效果要好。 四、不到3年回本，年省28万 那么，在改换了空气源热泵之后，该企业宿舍楼的运行费用又有多少呢？根据企业负责人介绍，企业在去年冬天改换了8台20匹的空气源热泵采暖机组，还是按照130天的采暖时间，我们继续算上一笔经济账。 1.电价 该厂的宿舍用电价为0.51元/度，为了推进清洁能源项目，当地政府为新能源用电定价是0.3元/度，并要求企业每天有12个小时按照该厂的宿舍用电价计费，剩下12个小时按照新能源用电标准计费。 2.费用计算 1）每天使用空气源热泵机组的平均电费为：（0.51+0.3）÷2=0.405元/度。 2）去年130天采暖季的用电量，包含7.5kw水泵每天180度的用电量，总计为260800度（总电表电量减去热水系统电表电量）。 威海味岛食品宿舍楼热水和采暖总电表（120倍） 威海味岛食品宿舍楼热水系统电表（40倍） 平均每天的用电量为：260800÷130=2006.1度 使用空气源热泵的单日成本为：2006.1×0.405=812.5元 整个采暖季的采暖总费用为812.5×130=105625元 相比于天然气锅炉，足足节省了286559元 3.客户算账及抄表 根据该项目的负责人介绍，改造项目的初期总费用大约在62万元人民币，其中包含空气源热泵机组的购置费用、北楼700㎡全新暖气片的安装费用、室外管道的安装费用和其他费用。 根据该企业2018年11月20日到2019年4月1日的电表用电数据来看，不到三年该企业就能收回初期投资总成本。 五、改造后要注意系统优化 在推进清洁供暖项目的过程中，能源供应是个大问题。目前来讲，我国天然气等清洁能源短缺，2017年天然气对外依存度是38%，2018年上半年提高到43.3%。有一些地方政府认为“煤改气”简单易行，放弃了其他可行的清洁能源取暖路径，一哄而上搞“煤改气”。这不仅失去了试点意义，还人为造成天然气供应缺口，加剧了供需矛盾。 煤改气，气又改回电，这样的案例，这两年经常发生。从这个案例可以看出，要探索符合我国国情的清洁取暖方式，有的地方气不够，但电还比较充沛，气就不一定用来解决供暖，气可以供老百姓做饭，电可以拿来用于供暖，这就是多种形式的探索。 气改电之后，最好针对性的对原有系统进行优化，不同散热末端、水泵、管网、控制系统等等，需不需要根据空气源热泵的具体性能进行优化，能不能最大的发挥设备的长处，这都是需要全行业探索和研究的技术细节。 本案中的散热末端基本是地暖，所以改造起来容易很多（有些煤锅炉的地暖末端，间距较大，改造时要适当增加热泵主机配置），也更容易发挥空气源热泵在低水温阶段能效比高的特性。而如果末端是暖气片，则要研究是否把暖气片清洗、增加，甚至是全部更换（可以换成风盘）。 六、空气源热泵或是更好选择 从设备的能源利用效率来说，热泵技术是能效最高的电采暖设备。热泵实质上是一种热量提升装置，热能是从环境中提取的，电能主要消耗在驱动压缩机的过程中，因此，热泵技术除了具有电热采暖的全部优点外，最大的优点是极大地提高了能效比，供暖季平均能效可达3倍以上，是大规模煤改电首选。 1.费用低，投资回报率高 空气源热泵是消耗极少的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，采暖过程中将热量转移到水中，即使在低温环境下，通过热水或热风循环，将热量传达室内，恒温控制在18℃～20℃，达到国家采暖标准。 空气源热泵适应性广，理论上—35℃以上环境皆可用。在平均气温为—5℃的环境温度下，每耗一度电，可产生3度电以上的热量，节能效益达到75%，而在—15℃的环境下，消耗1度电，也可产生2度电以上的热量，远高于电直接供暖和燃煤、燃气供暖的方式。 2.投资小，占用空间小 热泵分布式供暖，没有集中供热系统所必须具备的热源厂、一次网、换热站、二次网、用户散热设施等环节，接电就可以供暖，使用功率分配系统，可有效的避免电力增容。而且，省去开挖道路，铺设热力管道的巨额投资，省时、省钱。系统可放置于楼顶平台或地下室，利用了闲置空间，无需占用城市宝贵的土地空间，为用户创造效益。 3.电比气更可靠 天然气季节性峰谷差较大（最大峰谷差超过10倍），造成天然气供暖期存在缺口、非供暖期供大于求的情况。入冬以来天然气市场不断遭遇异动，造成不仅价格高企，而且供应短期内出现不小缺口。 国家发改委数据显示，今年全国天然气消费量预计超过2300亿方，增量超过330亿方，同比增幅达到17%。根据三大石油公司上报数据，今年，全国天然气总缺口超过113亿方，2021年缺口超过300亿方，届时，用气高峰时段每天的缺口可能就达到2亿方。 4.电价会越来越低 随着我国电力建设快速发展，电厂的排放限值已经达到了超低排放，100万伏的特高压电网，送电距离达到1000公里，电力供应已经形成供大于求的状况。核能、水能、风能、太阳能和生物质能等清洁可再生能源发电，所占比重越来越高。由于电力需求疲软，弃风电弃光电现象严重，电力消纳已经成为主要矛盾。热泵、地热能等电驱动提热技术和产品已经成熟，电能供热效率已经高于燃煤、燃气和燃油供热。 在未来的几年中，中国面临着巨大的环境压力和能源压力，以及全民消费升级带来的更大市场的采暖需求，可以肯定的是，未来几年热泵市场的发展潜力巨大！ 版权：首发于《热泵市场》杂志2019年4月刊，案例和图片，均由山东经销商刘涛提供，特此致谢。 |
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