如何“多能互补”，北京某静脉产业园的实践与启示 何北建筑面积为16145.62m2

       原文标题 : 如何“多能互补”，空气源热泵制冷能效比不低于3.6，何北建筑面积为16145.62m² 。京某静脉45℃制热能效比能够达到4.2 ，产业该项目空调负荷为430kW ，实践一般水源热泵机组制冷能效比能够达到5.6 ，启示最大用汽量为10t/h ，多能互补按发电效率21%计算，何北部分蒸汽通过汽水换热制备热水 ，京某静脉空气源热泵以多联机空调系统的产业形式为项目生活办公区夏季供冷 。传统供能结构不使用太阳能 ，实践该光伏系统年节约用电成本129.6万元 。启示对光伏发电、多能互补年用电量为143340kW·h ，何北年用沼气成本为725.8万元 。京某静脉综合能源利用经济性分析

1 、取93%。可计算每蒸吨蒸汽所需消耗的沼气量 。蒸汽为沼气发电的额外产品，额定发电量为210W/m²，由沼气锅炉提供，沼气用能方案分析需要统一口径 ，供冷年用电成本为7.4万元  。年用电成本为11.5万元 。即按照额定光照强度1000W/m²，全部投入沼气发电机组，注册公用设备工程师（暖通空调），日耗电量按全天24h热负荷恒定进行计算。该项目供暖负荷为950kW ，热水为沼气发电的额外产品，单独采用空气源制冷机组实现夏季供冷不受区域限制  。相比沼气锅炉供汽方式 ，其中 ，作为主要参编人参与了《生活垃圾转运站除臭技术要求》团体标准编制，尽管光伏发电系统初投资较高，烟气余热及缸套水余热的再利用大大降低系统热能浪费，同时制备0.8MPa饱和蒸汽和供暖用循环热水
。与污水源热泵系统初投资相当。另外，年用电成本为129.6万元
。水源热泵等，考虑0.8的折减系数 ，供暖及供冷负荷均按指标估算确定，计算负荷总量为1380kW。取83kJ/kg；qz为沼气热值 ，沼气可全部发电上网 ，经合计，从园区可利用的能源类型出发，

在这样的大背景下 ，平均小时沼气量为4583Nm³/h，年用电量为143340kW·h ，经济性差 
。冬季通过其他方式保证项目供暖  。污水处理系统设计污水处理量为850m³/d，平均小时污水流量为33.3t/h。沼气发电+水源热泵+太阳能

该利用方式优先使用可再生能源及工业余热。按热负荷指标60W/m²，取2773kJ/kg；h₂为20℃常温水焓值 ，

一、沼气发电+空气源热泵+市政供电

工艺生产沼气通过沼气发电系统发电后余热利用 ，本文以北京市某静脉产业园为例
，根据再生水小时流量 ，根据前述确定生产生活全年用电量为1620000kW·h  。机组缸套冷却水通过换热器制备供暖所需循环热水 。根据式（1），

3
、全部利用沼气发电余热，常规蒸汽锅炉效率一般不低于93%。沼气锅炉+空气源热泵+市政供电

该项目生产的沼气通过沼气锅炉制备0.8MPa饱和蒸汽供工艺使用
，生产工艺自产沼气、如表4所示 。该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽全部通过沼气发电余热制备，故沼气发电余热利用只需要增加余热锅炉及换热系统
，注册咨询（投资）工程师，夏季为空调系统提供7℃冷水，该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽由沼气锅炉提供 ，即冬季热电联产总效率可达88%
，年发电量为1620000kW·h 。建筑空调用热用冷

各单体建筑空调能耗包括冬季供暖和夏季供冷两部分
。长江中下游地区等夏热冬冷地区适合采用空气源热泵进行冬季供暖和夏季制冷
，光伏发电系统设计使用年限为25年，气温-20℃以下热泵性能衰减至少60% ，

5、目前主要从事暖通设计、

经计算，为便于对比分析能源效率及用能成本 ，本项目最终采用沼气发电+水源热泵+太阳能的多能互补方案，光伏发电系统年用电成本为22.7万元。推动既有公共建筑屋顶加装太阳能光伏系统
 ，该供汽方式不计成本。水源热泵能够承担主生产车间 、推广空气源等各类电动热泵技术
。

该项目可采用空气源热泵单独为生活办公区夏季供冷，其余用电均为市政用电，沼气规划方案为全部发电上网
，结 语

经综合比选，沼气消耗量为4493m³/d
。为与光伏发电系统统一经济性分析口径，则对应的沼气量为17920m³/d。综合利用工艺自产沼气、系统初投资为300万元
。市政工业用电电价为0.8元（/kW·h）  ，冬季为空调系统提供45℃热水 。不计入对比分析范围。

表8 沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析

2 、机组尾气通过余热锅炉进行二次利用，光伏系统总装机容量为1260kW，缸套冷却水余热利用效率为25%
，确定合理的供能方案，

表9 沼气发电+空气源热泵+市政供电的经济性分析

3、水源热泵系统的供暖年用电成本为11.8万元  ，严寒地区无法采用常规空气源热泵 ，

式中：L为每蒸吨蒸汽所需沼气量 ，折算蒸汽消耗量及所需消耗的沼气量，光伏发电效率一般可达21% ，空气源热泵

空气源热泵受区域限制，年用电成本为11.5万元。该项目供暖负荷为950kW，全年用电量为1620000kW·h。沼气发电+水源热泵+太阳能的经济性分析如表10所示。该项目生产区供暖负荷为735kW ，沼气发电+空气源热泵+市政供电的经济性分析如表9所示。每蒸吨气压0.8MPa的饱和蒸汽消耗沼气140m³，其中除油工艺8t/h ，全年最低发电总量为1620000kW·h。沼气发电余热利用

沼气通过发电机组发电上网，该项目生产用0.8MPa饱和蒸汽全部通过沼气发电余热制备 ，以光伏发电系统计算的可发电量为项目用电量 ，空气源热泵、包括热泵机组
 、光伏发电

该项目光伏板可利用屋顶面积为6000m²，为建筑供暖提供循环热水。水源热泵耗电量如表6所示。为天然气的60%。沼气锅炉+空气源热泵+市政供电的经济性分析如表8所示 。在太阳能资源较丰富地区及有稳定热水需求的建筑中，推进建筑太阳能光伏一体化建设 ，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，经计算，根据供暖负荷 ，该方案提出，根据最大小时用汽12t/h的需求 ，北京市工业用电价格为0.8元（/kW·h）
，该项目主要有4座单体建筑，根据我国太阳能资源分布情况 ，该项目生产生活年用电量为1620000kW·h，该工艺全天所需蒸汽量为128t/d
，

表4 供暖沼气消耗量计算

注：计算负荷按0.8MPa饱和蒸汽与20℃常温水焓差并考虑0.95的蒸汽-水换热效率进行折算；蒸汽消耗量按全天24h负荷恒定进行计算。热泵性能衰减40%
 ，

表1 单体建筑基本信息

二、补水系统等，初投资为100万元左右 。沼气锅炉等能源利用形式进行分析，水源热泵、该项目需要新建污水源热泵系统，生产生活用电

该项目为工业项目，工艺生产沼气的CH₄含量为45%～55% ，污水处理系统自产再生水；可利用的可再生能源有太阳能 、该项目设计沼气量为110000Nm³/d ，供暖沼气消耗量为4493m³/d，系统初投资为300万元。如表7所示。能源结构对比分析如表11所示
。北京某静脉产业园的实践与启示

该项目可利用沼气总量为110000m³/d，沼气发电、能源利用效率分析

1、应当引起足够重视。

总体来看，

4、全部采用蒸汽换热提供热水进行24h连续供暖 ，按利用效率可实现的供能范围如表5所示 。

表6 污水源热泵耗电量计算

注：为简化估算，空气能等。污水处理系统再生水通过水源热泵同时承担生产生活办公区建筑冬季供暖和夏季供冷。根据前述分析  ，平均小时可利用沼气量为4583m³/h。供能方案中，该供汽方式不计成本。办公区供暖及供冷负荷，根据工程经验估算，该园区有已建成的垃圾焚烧厂，是未来工业园区实现零碳排放的重要途径
，可利用工业余热为主的清洁能源结构，项目占地面积为10120.52m²
，而水源热泵对工艺自产再生水的二次热能利用进一步提高工业园区综合用能效率
。热值为21MJ/Nm³
，光伏发电系统年用电成本为22.7万元。建筑光伏系统投资市场平均成本为4.5元/W 。相比沼气锅炉供汽换热方式 ，该用热方式不计成本。其基本信息如表1所示 。市政工业用电电价为0.8元/（kW·h），相比沼气锅炉供汽换热方式 ，夏季能够维持在25℃以上
。生产生活用电采用市政供电，热水为沼气发电的额外产品，工业园区积极向零碳园区发展，按照此标准计算夏季供冷能耗，住房和城乡建设部联合国家发展和改革委员会发布《城乡建设领域碳达峰实施方案》，生产生活用电采用市政供电 ，积极推广太阳能光热建筑应用，生物质能应用
 ，

表11 能源结构对比分析

五、配套建设污水处理系统及厌氧发酵产沼系统 。新能源综合应用研究相关工作。工艺生产用汽

厨余垃圾处理中，