乐亭学校供暖改造初步方案修改.docx

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乐亭学校供暖改造初步方案修改

乐亭学校供暖改造初步方案

2016年07月

一、项目背景

乐亭市建有100余所中小学校。

在冬天，其中有九成学校是通过燃煤锅炉烧煤进行供暖的，燃煤会给学校带来环境的污染问题，影响孩子们的健康，同时煤的经济性价比较低，从经济角度上来看，不适于长期使用。

为了节省成本，提高性价比，为学生创造绿色清洁的学习环境，并且推行“煤改电”国家政策，改造燃煤锅炉的举措势在必行。

二、改造意向

建议使用通宝200kW的蓄热供暖模组替换各学校中燃煤锅炉设备进行改造。

通宝200kW蓄热供暖模组核心理念是夜间低谷电加热以及固体蓄热，其中蓄热材料是碳化硅复合陶瓷和镁砖的耐高温（1000℃以上）材料，两种材料相辅相成，利用它们的高比热容、高传热系数以及耐高温性能储存热量。

储热器的传热方式是通过热水（热空气）循环在需要供暖时将蓄热体内部热量传导出来，并供给末端供热装置进行使用。

其功能表现与传统集中式燃煤锅炉相近，但优势却很明显：

1.利用低谷电蓄热，解决了电供暖费用高的问题，供暖过程中几乎没有任何运行费用；

2.解决环境污染问题，整个储热供热材料均属于绿色领域，实现无污染、无排放、无噪音；

3.蓄热供暖方式可按需供暖，如在完成一天供暖任务时，储热体内部还有热余量，还可以留到下一次供暖时继续使用，这样最大限度利用能源，不浪费任何热量；

4.采用水（空气）作为传热介质，传热效率高，供暖效果好，对于任何供暖环境具有良好的兼容性；

5.与分布式太阳能光伏电站、光热、风电相互结合，解决绿色清洁能源不稳定的问题，实现真正的绿色能源捕捉并储存，方便提供利用；

6.国家及电网公司大力支持对低谷电的利用，不存在政策或行业壁垒障碍，是国家节约能源的巨大贡献；

7.拆装简易，维修简单，维护工作只需针对加热管的更换即可；

8.储热体末端可连接多种供暖方式，包括散热器、风机盘管等，为不同类型建筑的供暖提供多样性，多种设计选择。

主要设备参数

名称

通宝蓄热供暖模块

型号

T（T）-200

额定功率

200kW

尺寸

2240*2240*2600mm

重量

10t

供暖面积

2000~3000㎡

水流量

2t/h

三、改造原则和依据

1、改造原则

节能环保节约成本、最大限度利用现状系统安全、可靠

运行维护简单方便

2、改造依据

GB_50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（共二册）》

《GB_50736_T-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（条文说明）》

《城市热力网设计规范》《建筑给水排水设计手册》《公共建筑节能设计标准》

《供热工程》《中国建筑热环境分析专用气象数据集》

用户提供资料

3、现状原始参数此次改造对象为唐山乐亭4所学校供暖系统，根据校方提供的资料，原始供暖系统参数如下。

表现状供暖参数

学校名称

供暖面积（㎡）

现状锅炉容量（MW）

房屋结构

毛庄镇哱坨小学

1400

0.5

平房、无保温、铝合金单层

窗户

汤家河镇麦港初

级中学

1580

0.5

平房、无保温、木头窗户

马头营镇马头营

初级中学

7100（其中教学楼

3400、学生宿舍楼

1400、教师周转宿舍

1300、平房

1000）

1.4

教学楼、学生宿舍楼无保温措施、阴面塑钢双层玻璃、阳面单层，平房无保温措施、塑钢单层玻璃，教师周转宿舍有保温措施、塑钢双层窗户

大相各庄乡陶庄

小学

2400

0.7

楼房、有保温措施、塑钢双

层玻璃

四、采暖热负荷

根据甲方提供的资料，确定的具体负荷数据。

1、负荷

学校名称

毛庄镇哱坨小学

汤家河镇麦

港初级中学

马头营镇马头营初级中学

大相各庄乡陶庄小学

采暖面积（㎡）

1400

1580

7100

2400

采暖末端装置

暖气片

采暖供回水温度

85-60℃

冬季室内

计算温度

16-18℃

年采暖天数

95天

供暖时段

教学楼、平房：

8：

00~16:

00标准供热（8h）

16:

00~8:

00保温防冻供热（16h）；学生宿舍、教师周转宿舍：

16h标准供热，保温防冻供热8h

2、乐亭地区自然气象资料

此次改造的4所学校地处河北省唐山市乐亭，根据《GB_50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（共二册）》和《中国建筑热环境分析专用气象数据集》，乐亭地区自然气象资料如下：

气温：

冬季室外计算温度：

-9.9℃

冬季空气调节室外计算温度：

-12.4℃夏季空气调节室外计算干球温度：

31.7℃夏季空气调节室外计算湿球温度：

26.2℃

相对湿度:

最冷月平均室外计算相对湿度53％

最热月平均室外计算相对湿度67％

风速：

夏季平均2.4m/s

冬季平均2.5m/s

风向及其频率：

七月SW11

一月ENE16

3、热负荷计算

本期所供采暖建筑多数为非节能建筑，根据用户所能提供的基本热负荷资料，采暖负荷参照《城市热力网设计规范》并结合工程经验和现状供热参数，选取采暖热指标及热负荷。

根据用户提供的建筑面积资料，确定的具体热负荷数据见下表。

表设计采暖热负荷

学校名称

建筑名称

建筑

类型

采暖面积

（m2）

采暖热指标

（w/m2）

热负荷（kW）

毛庄镇哱坨小学

教学楼

非节能

1400

60（25）

84（35）

汤家河镇麦

港初级中学

教学楼

非节能

1580

60（25）

94.8

（39.5）

马头营镇马头营初级中学

教学楼

非节能

3400

60（25）

204（85）

学生宿舍

非节能

1400

60（25）

84（35）

教师宿舍

节能

1300

50（25）

65（32.5）

平房

非节能

1000

60（25）

60（25）

合计

7100

413（177.5）

大相各庄乡陶庄小学

教学楼

节能

2400

50（25）

120（60）

注：

括号内数据为按夜间无人活动的保温防冻热指标及热负荷，按5℃计算。

表热量负荷表

学校名称

建筑名称

供热负荷

（kW）

供热时长

（h）

保温负荷

（kW）

保温时长（h）

总热量需求kWh

毛庄镇哱坨小学

教学楼

84

8

35

16

1232

汤家河镇麦

港初级中学

教学楼

94.8

8

39.5

16

1390.4

马头营镇马头营初级中学

教学楼

204

8

85

16

1992

学生宿舍

84

16

35

8

1624

教师宿舍

65

16

32.5

8

1300

平房

60

8

25

16

880

合计

5796

大相各庄乡陶庄小学

教学楼

120

8

60

16

1920

五、供热方案

根据改造意向，本次供热系统改造拟采用固体储热换热系统完全代替现状供热系统的热源端。

供热管路系统和末端采暖设备利旧，本套固体储热换热系统与现状供热系统供水及回水总节点友好连接。

1、设备选型

本次拟采用通宝200kW-固体储热器，基本参数如下：

额定功率：

200kW；

额定电压：

220V；

蓄热时间：

8h（23:

00-07:

00低谷电）；

8h耗电量：

1600kWh；

有效蓄热温度：

250~800℃；

实际蓄热耗电量：

1520kWh；

有效蓄热换热量：

1292kWh（电-热-热：

换热效率85%）；

2、供暖配置方案

毛庄镇哱坨小学

供暖热量总需求1232kWh

需求固体储热器台数N=1232/1292=0.95台，实取1台。

汤家河镇麦港初级中学

供暖热量总需求1390.4kWh

需求固体储热器台数N=1390.4/1292=1.07台，实取1台。

马头营镇马头营初级中学

供暖热量总需求5796kWh

需求固体储热器台数N=5796/1292=4.48台，实取5台。

大相各庄乡陶庄小学

供暖热量总需求1920kWh需求固体储热器台数N=1920/1292=1.48台，实取2台。

表供暖配置方案

学校名称

总热量需求kWh

储热器有效蓄热换热量kWh/台

计算台数/台

实取台数/台

毛庄镇哱坨小学

1232

1292

0.95

1

汤家河镇麦港初级中学

1390.4

1292

1.07

1

马头营镇马头营初级中学

5796

1292

4.48

5

大相各庄乡陶庄小学

1920

1292

1.48

2

六、设备材料清单

1、毛庄镇哱坨小学

序号

设备名称

性能及规格

数量（台）

备注

1

固体储热器

200KW

1

2

控制系统

1

3

采暖循环水泵

3

Q=3.5m/h

2

利旧

4

补水泵

3

Q=1m3/h

1

利旧

5

软水器

3

Q=0.5-0.6m3/h

1

有无遵循现状

6

软化水箱

3

V=0.6m3

1

有无遵循现状

7

其它

1

利旧

2、汤家河镇麦港初级中学

序号

设备名称

性能及规格

数量（台）

备注

1

固体储热器

200KW

2

2

控制系统

1

3

采暖循环水泵

3

Q=4m3/h

2

利旧

4

补水泵

3

Q=1m3/h

1

利旧

5

软水器

3

Q=0.5-0.6m3/h

1

有无遵循现状

6

软化水箱

3

V=0.6m3

1

有无遵循现状

7

其它

1

利旧

3、马头营镇马头营初级中学

序号

设备名称

性能及规格

数量（台）

备注

1

固体储热器

200KW

7

2

控制系统

1

3

采暖循环水泵

3

Q=17m3/h

2

利旧

4

补水泵

3

Q=1m3/h

1

利旧

5

软水器

3

Q=0.5-0.6m/h

1

有无遵循现状

6

软化水箱

V=0.6m3

1

有无遵循现状

7

其它

1

利旧

4、大相各庄乡陶庄小学

序号

设备名称

性能及规格

数量（台）

备注

1

固体储热器

200KW

2

2

控制系统

1

3

采暖循环水泵

3

Q=5m3/h

2

利旧

4

补水泵

3

Q=1m/h

1

利旧

5

软水器

3

Q=0.5-0.6m3/h

1

有无遵循现状

6

软化水箱

3

V=0.6m3

1

有无遵循现状

7

其它

1

利旧

七、投资概算

1、毛庄镇哱坨小学

序号

设备名称

单价（元）

数量（台/套/项）

总价

1

固体储热器（含控制系统）

20万

1

20万

2

安装费（含安装附件）

3

调试费

4

变压器10/0.4kV315kVA

50000

1

50000

5

2

35mm210kV电缆500米

110

500

55000

6

设计费

总价的2%

1

6100

7

合计

1

311,100

2、汤家河镇麦港初级中学

序号

设备名称

单价（元）

数量（台/套/项）

总价

1

固体储热器（含控制系统）

20万

1

20万

2

安装费（含安装附件）

3

调试费

4

变压器10/0.4kV315kVA

50000

1

50000

5

2

35mm210kV电缆500米

110

500

55000

6

设计费

总价的2%

1

10100

7

合计

1

515,100

3、马头营镇马头营初级中学

序号

设备名称

单价（元）

数量（台/套/项）

总价

1

固体储热器（含控制系统）

20万

5

100万

2

安装费（含安装附件）

3

调试费

4

变压器10/0.4kV800kVA

80000

2

160000

5

2

120mm210kV电缆500米

370

500

18500

6

设计费

总价的2%

1

31970

7

合计

1

1610,470

4、大相各庄乡陶庄小学

序号

设备名称

单价（元）

数量（台/套/项）

总价

1

固体储热器（含控制系统）

20万

2

40万

2

安装费（含安装附件）

3

调试费

4

变压器10/0.4kV315kVA

50000

1

50000

5

35mm210kV电缆500米

110

500

55000

6

设计费

总价的2%

1

10000

7

合计

1

515,000

八、经济评价

1、乐亭地区分时电价表（估计）

乐亭地区分时电价表（估计）

市电分类

时段

总时长

电价

谷电

23:

00-07:

00

8

0.25元/度

平电

07:

00-10:

00，15:

00-18:

00，21:

00-23:

00

8

0.44元/度

峰电

10:

00-15:

00，18:

00-21:

00

8

0.89元/度

2、运行费用估算

毛庄镇哱坨小学

固体储热换热器：

1台

日耗电量：

0.95×1520×0.5=722kWh日耗电费：

0.25×722=180.5元一个采暖期采暖天数：

95天一个采暖期电费：

180.5×95=17147.5元单位面积采暖费：

17147.5/1400=12.2元/m2汤家河镇麦港初级中学

固体储热换热器：

1台

日耗电量：

1×1520×0.5=760kWh日耗电费：

0.25×760=190元一个采暖期采暖天数：

95天一个采暖期电费：

190×95=18050元单位面积采暖费：

18050/1580=11.4元/m2马头营镇马头营初级中学

固体储热换热器：

5台

日耗电量：

4.48×1520×0.5=3404.8kWh日耗电费：

0.25×3404.8=851.2元一个采暖期采暖天数：

95天一个采暖期电费：

851.2×95=80864元单位面积采暖费：

80864/7100=11.4元/m2大相各庄乡陶庄小学

固体储热换热器：

2台

日耗电量：

1.48×1520×0.5=1124.8kWh日耗电费：

0.25×1124.8=281.2元一个采暖期采暖天数：

95天一个采暖期电费：

281.2×95=26714元

单位面积采暖费：

26714/2400=11.1元/m2

3、结论

相比燃煤锅炉供暖、天然气供暖而言，通宝的固体蓄热供热技术可以节省大量费用，充分体现低碳、节能、环保的设计理念。

在该基础计算设计上，如果每天热量利用有剩余，再次低谷电加热时则会进一步节省蓄热时间，从而利用更少的低谷电，以达到最优节省能源的目标。

以上结论结合国家对于低谷电、蓄热等政策的推动，固体储热换热供暖技术替代原有燃煤供暖方式在技术经济上可行。