北京 | 昌平区马池口综合办公楼多能互补采暖项目

       工程项目为清华阳光公司多能源复合供暖制冷工程，该工程位于北京市昌平区。本工程所涉及的综合楼的总面积为 4500 ㎡，其中办公区和宿舍区各占一半。本方案设计综合楼冬季采暖的热能由空气能和太阳能提供大部分能量，少量利用工业余热，并通过水源热泵二级升温组成的多能源综合利用系统；综合楼的夏季制冷是通过水源热泵将室内热量排放到工业余热水池中，从而实现马池 4500 ㎡综合楼的冬季供暖和夏季空调。 

       系统主要设备有： 

       （1）U 型管式太阳能集热器，太阳能保证率 40%； 

       （2）两种型号空气源热泵机组； 

       （3）水源热泵机组； 

       （4）储热水箱； 

       （5）原有工业余热水池，2000m³， 

       （6）末端风机盘管，根据房间大小不同选择型号； 

       （7）板式换热器用于太阳能与水箱换热和用于供暖换热。 

       （8）另外有循环水泵、软化水设备，补水设备等。 

       系统运行原理及方式： 

       （1）太阳能集热器把太阳能转变成热能，使集热器联箱升温，循环泵通过 板换把采暖贮热水箱中的水加热，加热过的热水储存在采暖储热水箱中以供使用。 

       （2）当储热水箱内的水低于设定温度时，空气源热泵自动启动，将储热水箱内的水加热到设定温度后停止。 

       （3）空气源的温度加热满足不了供暖需求时，此时切换到水源热泵与空气源相结合给办公室供暖。 

       （4）如果工业余热水池的温度高于 15 度，也可以采用工业余热和水源热泵相结合的方式，给办公室供暖。 

       （5）夏天时，采用工业余热水池与水源热泵相结合给办公室供空调，把多余的热量通过水源热泵排到工业余热水池中。 

       （6）室内采用高效节能的风机盘管给室内供暖及供空调。 

系统运行原理图 

       工业余热来源于车间生产产生的去离子水，工业余热水池共 2000m³，温度为 15—25℃。 

       办公楼原来有传统能源-燃煤锅炉提供采暖，整个厂区面积约 20000 ㎡，车间采暖温度比宿舍楼温度低，厂区的采暖采取外包的模式，全年采暖费用约 65万元。综合楼的年采暖和制冷费用共约 20 万元左右。 

       本次改造仅对综合楼的采暖和空调进行改造，综合楼的外墙保温、门窗以及其他的照明和水电管路均未改造。 

       综合楼年实际需要的供暖和制冷的总能耗为 71.86 吨标煤，改造后系统运行的年耗能量为 17.41 吨标煤，综合楼改造后年节能 54.45 吨标煤，年二氧化碳减排量为 328.9 吨。 

       改造后综合楼采暖制冷的年总运行费用 12.14 万元，冬季采暖的运行费用为15.69 元/m2·采暖季，夏季制冷的运行费用为 11.29 元/m2·季，运行费用低。目前国家大力支持使用清洁能源，若将本系统在北京及周边郊区的学校或工厂有推广，具有很强的市场竞争力和实用性。以每年 20 套的推广，以北京地区为例，可实现销售收入 6000 万元以上，具有较为显著的经济效益，同时可节约1089 吨标煤，约减少二氧化碳等温室气体排放 6578 吨，社会效益显著。 

       系统优先采用清洁能源太阳能供暖，节能环保；另外本系统使用 U 型管式太阳能集热器，U 型管内采用防冻液循环，系统的集热效率高，不用电伴热带，系统提供的热量高，用电量少；另外系统的太阳能面积和水箱的体积以及系统的热负荷的配比更加优化合理，可以保证太阳能集热器始终保持在较高的效率下运行。

       系统中使用的产品都是节能产品，另外系统的设计优化，各能源配比合理，使系统始终保持高效运行。系统冬季采暖运行综合 COP 在 3.5—6 之间，系统夏季制冷综合 COP 在 3.5—5 之间。因此本项目最大化利用清洁能源，可减少环境污染、节约常规能源，具有高效、节能、环保、可靠等性能优点；产品符合国家产业政策，满足“产品质量优良化，资源、能源节约化，生产过程清洁化，产品使用无害化”的要求。  

       清华阳光公司在多年的太阳能热利用的研发和生产中积累了丰富的经验，具备优秀的产品和先进的技术，通过进一步的系统研发，设计出清洁能源复合多能源采暖、制冷系统取代燃煤，解决冬季采暖、夏季空调问题，将本套系统推广到我国广大的有采暖或空调需求的地区，将节约大量燃煤，减少环境污染，且带来较大经济和社会效益。 

       一是太阳能、空气源、水源和工业余热相结合进行供暖的方案切实可行，系统中太阳能和空气能等清洁能源的贡献率高，系统运行费用低，系统可以进一步推广。  

       二是太阳能集热器供暖系统设设计和安装、空气源供暖系统设计和安装、水源热泵与工业余热相结合的采暖制冷设计和安装系统、以及系统设备间的布置和系统末端的安装，管路的设计和安装连接等施工的各个部分，都需要深入的沟通， 相互协调，才能做到系统的真正能用、好用和节能，才能实现预期的效果。  

       三是本采暖空调多能源复合系统不是单一产品，它包括 U 型管集热器、储热水箱、空气源热泵、水源热泵、设备间、循环泵、末端风机盘管、管道连接和控制系统等，系统中每个部件的质量都要合格，要满足使用要求安全可靠性的要求。另外各个系统的设备匹配要合理，才能保证系统的安全高效运行。