故城鄭口中學(xué)及家屬樓位于河北省衡水市故城縣，該校總占地面積254畝，教學(xué)區(qū)占地190畝，建筑面積95000多平方米。家屬樓建筑面積約4.5萬平方米。原有供暖方式為燃?xì)忮仩t，運(yùn)行費(fèi)用較高，且全天分時(shí)段運(yùn)行，供暖不連續(xù)，供暖季室溫?zé)o法達(dá)標(biāo)，為在校師生與家屬樓居民帶來了很大困擾。
為了有效解決能耗高、費(fèi)用高、效果差、舒適性低的供暖現(xiàn)狀，積極響應(yīng)我國30·60雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)，鄭口中學(xué)引入卡林STS高效空氣源熱泵機(jī)組，為校區(qū)及家屬樓實(shí)現(xiàn)清潔能源集中供暖。
本項(xiàng)目配置51臺(tái)型號(hào)為KLKQ-STS/S-90/24(I)R3的卡林STS高效空氣源熱泵機(jī)組，2021年11月竣工并投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)冬季連續(xù)穩(wěn)定供熱，室內(nèi)溫度不低于18℃。
家屬樓建筑面積為44170平方米：其中1#-6#家屬樓為地暖系統(tǒng)，建筑面積為30000平方米，設(shè)置一套供暖系統(tǒng)（供暖系統(tǒng)1），共設(shè)置卡林STS空氣源熱泵機(jī)組16臺(tái)；7#、8#、平房部分為散熱器系統(tǒng)，建筑面積為14170平方米，設(shè)置一套供暖系統(tǒng)（供暖系統(tǒng)2），共設(shè)置卡林STS高溫型空氣源熱泵機(jī)組8臺(tái)。
校區(qū)供暖建筑面積為62100平方米，其中1#-6#宿舍樓、第二教學(xué)樓（散熱器部分）為散熱器系統(tǒng)，建筑面積約34000平米，設(shè)置一套供暖系統(tǒng)（供暖系統(tǒng)3），共設(shè)置卡林STS高溫型空氣源熱泵機(jī)組14臺(tái)；7#-9#宿舍樓，第二教學(xué)樓（地暖部分）、第三教學(xué)樓、綜合樓為地暖系統(tǒng)，建筑面積約28100平米，設(shè)置一套供暖系統(tǒng)（供暖系統(tǒng)4）共設(shè)置卡林STS空氣源熱泵機(jī)組13臺(tái)。
系統(tǒng)共計(jì)配置51臺(tái)STS空氣源熱泵替代原有燃?xì)忮仩t做為新的熱源設(shè)備，實(shí)現(xiàn)校區(qū)及家屬樓清潔能源集中供暖。
本次設(shè)計(jì)主要包括國家相關(guān)采暖空調(diào)通風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如下：
1．《民用建筑供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50736--2012；
2．《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50015-2019）；
3．《商業(yè)或工業(yè)用及類似用途的熱泵熱水機(jī)》（GB/T 21362-2008）；
4.《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施》（暖通空調(diào)動(dòng)力給水排水）
5.《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 26-2010）；
6.《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50243-2016）；
7．其他國家相關(guān)規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)查全國民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范室外氣象參數(shù)，衡水市氣象參數(shù)如下：
| 項(xiàng)目 | 數(shù)值 | |
| 室外供暖計(jì)算溫度（℃） | -7.9 | 冬季 |
| 室外空調(diào)計(jì)算溫度（℃） | -10.4 | |
| 室外通風(fēng)計(jì)算相對(duì)濕度（%） | -0.9 | |
| 室外平均風(fēng)速（m/s） | 2 | |
| 大氣壓力（hPa） | 1024.9 |
根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際勘察了解以及房屋的保溫情況，熱負(fù)荷按照36.7w/㎡進(jìn)行計(jì)算。
計(jì)算結(jié)果如下：105000x36.7w/m2/1000=3854kW
根據(jù)負(fù)荷計(jì)算，設(shè)備選型如下：
| 序號(hào) | 名稱 | 總需求 | 機(jī)組型號(hào) | 參數(shù) | 數(shù)量（臺(tái)） | 備注 |
| 1 | STS空氣源熱泵機(jī)組 | 總熱負(fù)荷3854KW | KLKQ-STS/S-90/24(I)R3 |
名義制熱量:98KW 電功率:24KW |
51 | |
| 2 | 循環(huán)水泵 | CHP-1/2 | TD150-22G/4 |
流量200t/h，揚(yáng)程22m， 功率18.5kW，一用一備； |
2 | 供暖系統(tǒng)1 |
| 3 | 循環(huán)水泵 | CHP-3/4 | TD150-22G/4 |
流量120t/h，揚(yáng)程24.9m， 功率15kW；一用一備； |
2 | 供暖系統(tǒng)2 |
| 4 | 循環(huán)水泵 | CHP-7/8 | TD150-22G/4 |
流量200t/h，揚(yáng)程22m， 功率18.5kW，一用一備； |
2 | 供暖系統(tǒng)3 |
| 5 | 循環(huán)水泵 | CHP-5/6 | TD150-22G/4 |
流量120t/h，揚(yáng)程24.9m， 功率15kW；一用一備； |
2 | 供暖系統(tǒng)4 |
| 序號(hào) | 冬季采暖形式 | 單位 | 卡林STS空氣源熱泵 | 燃?xì)忮仩t | 備注 |
| 1 | 能源種類 | - | 電能 | 電能+燃?xì)? | |
| 2 | 供熱總負(fù)荷 | kW | 3854 | 3854 | |
| 3 | 全年耗熱量 | 萬kWh | 675.6 | 675.6 | |
| 4 | 全年耗能量 | 萬kWh | 225.2 | 15.9 | 耗電量 |
| 萬Nm3 | / | 83.9 | 耗氣量 | ||
| 5 | 全年運(yùn)行費(fèi)用 | 萬元 | 112.6 | 301.6 | |
| 6 | 單位面積采暖費(fèi)用 | 元/㎡ | 10.7 | 28.7 | |
| 7 | 間接CO2排放 | tCO2/年 | 1308.5 | 1673.4 |
注：
1.能源價(jià)格：電價(jià)0.50元/度；氣價(jià)3.5元/m3；燃?xì)獾臒嶂蛋?5.1MJ/kg；冬季運(yùn)行時(shí)間120天；
2.根據(jù)《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南 發(fā)電設(shè)施》（環(huán)辦氣候〔2021〕9號(hào)），全國電網(wǎng)排放因子為0.5810tCO2/MWh。天然氣為1.88kgCO2/Nm3。
1）節(jié)能
原燃?xì)忮仩t供暖系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用為28.7元/（㎡·供暖季）（天然氣價(jià)格3.5元/m3），改造后，空氣源熱泵供暖系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用為10.7元/（㎡·供暖季）（電價(jià)0.50元/KWh）與原系統(tǒng)相比，每年運(yùn)行費(fèi)用減少18.0元/（㎡·供暖季）,節(jié)約62.7%的運(yùn)行費(fèi)用。
2）環(huán)保減排
CO2排放量按2018年全國度電平均碳排放系數(shù)0.592 kg CO2/kWh計(jì)算，比改造前減少21.8%。大氣污染物排放：改造后熱泵供暖系統(tǒng)使用現(xiàn)場為大氣污染物為零排放，間接產(chǎn)生的NOx排放量比改造前燃?xì)忮仩t減少70.4%，PM2.5排放量比改造前減少11.7%。
歷經(jīng)上一個(gè)完整供暖季的實(shí)踐驗(yàn)證，卡林STS高效空氣源熱泵為鄭口中學(xué)及家屬樓用戶營造了溫暖舒適、清潔環(huán)保的工作生活環(huán)境，且大幅度降低了供暖設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用，印證了空氣源熱泵代煤、代氣是助力國家實(shí)現(xiàn)減碳的有效途徑。
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