一、項目基本情況

項目名稱(chēng)：北京城市副中心城市綠心公園配套建筑地源熱泵供熱、供冷系統項目

項目類(lèi)型：可再生能源供暖（供冷）項目

項目規模：總建筑面積5萬(wàn)㎡

總投資：2251.66萬(wàn)元

所在地能源供應消納條件：本項目供能對象為北京城市副中心城市綠心公園配套的活力匯、網(wǎng)球酒店、游客服務(wù)中心、民國院子。

可再生能源資源條件：淺層地熱能。

本項目采用地源熱泵系統，各單體項目地源熱泵裝機100%。

二、技術(shù)路線(xiàn)及工藝流程

1. 負荷情況

北京城市副中心城市綠心公園配套建筑總建筑面積5萬(wàn)㎡，供熱制冷服務(wù)面積32595㎡，其中活力匯供熱制冷服務(wù)面積19213 ㎡，冷負荷2320kW，熱負荷2060kW；網(wǎng)球酒店供熱制冷服務(wù)面積5447 ㎡，冷負荷564kW，熱負荷503kW；游客服務(wù)中心總供熱制冷服務(wù)面積7449 ㎡，其中游客服務(wù)中心南區面積2030 ㎡，冷負荷193kW，熱負荷154.4kW，游客服務(wù)中心北區面積1864 ㎡，冷負荷180kW，熱負荷150kW，東區面積1766 ㎡，冷負荷188kW，熱負荷130kW，和西區面積1789 ㎡，冷負荷163kW，熱負荷105kW；民國院子供熱制冷服務(wù)面積428 ㎡，冷負荷57kW，熱負荷51kW。

建筑末端采用風(fēng)機盤(pán)管+新風(fēng)系統，冬季供熱（45/40℃）夏季供冷溫度為（7/12℃）。

2. 技術(shù)路線(xiàn)

技術(shù)思路：

北京城市副中心城市綠心公園配套建筑，活力匯供熱制冷服務(wù)面積19213 ㎡，冷負荷2320kW，熱負荷2060kW，能源站設置地源熱泵機組3臺和水蓄能裝置，系統制冷能力2448kW，供熱 2163kW，室外地埋孔308個(gè)，孔深150m；網(wǎng)球酒店供熱制冷服務(wù)面積5447 ㎡，冷負荷564kW，熱負荷503kW，能源站設置地源熱泵機組2臺，系統制冷能力624kW，供熱652kW，室外地埋孔84個(gè)，孔深150m；游客服務(wù)中心總供熱制冷服務(wù)面積7449㎡，其中游客服務(wù)中心南區設置地源熱泵機組2臺，系統制冷能力197kW，供熱207.4kW，室外地埋孔32個(gè)，孔深150m，游客服務(wù)中心北區、東區和西區能源站配置相同，均設置地源熱泵機組2臺，系統制冷能力168.8kW，供熱170.6kW，室外地埋孔28個(gè)，孔深150m；民國院子供熱制冷服務(wù)面積428 ㎡，能源站設置地源熱泵機組2臺，系統制冷能力58.6kW，供熱60.1kW，室外地埋孔12個(gè)，孔深150m。

技術(shù)特點(diǎn)及技術(shù)適用性：

采用分布式供冷（熱）技術(shù)

公園內各配套建筑環(huán)繞綠心公園而建，西南側活力匯建筑密集，適合建設集中式能源站，為組團內建筑集中供熱供冷。網(wǎng)球酒店距離活力匯組團直線(xiàn)距離400m左右，公園各出入口游客服務(wù)中心及民國院子相互之間最短直線(xiàn)距離也在1000m以上，建筑分布分散且距離相對較遠，適合建設分散式能源站；因此，各配套建筑冷熱源系統設計為“集中（活力匯組團）+分散（網(wǎng)球酒店、游客服務(wù)中心、民國院子）”的供能模式。

地源熱泵+蓄能技術(shù)

項目利用淺層地熱能為熱泵機組的低位冷熱源，使得供能系統具有效率高、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，屬于可再生能源利用。

項目為了充分利用峰谷電價(jià)差，活力匯項目采用了水蓄能技術(shù)。即用電低谷時(shí)段（電費較低的時(shí)段）將空調系統的能量?jì)Υ嫫饋?lái)，在用電高峰時(shí)段（電費較高的時(shí)段）將儲存的能量釋放出來(lái)的熱力過(guò)程。因此蓄冷（熱）空調的意義從宏觀(guān)上來(lái)講，能平衡電網(wǎng)的負荷，充分發(fā)揮電站的發(fā)電效率；從空調用戶(hù)的角度來(lái)講，能充分利用不同用電時(shí)段的電費差價(jià)，節省大量的運行電費。采用蓄冷（熱）空調系統可減少空調系統裝機容量，同時(shí)可利用夜間廉價(jià)低谷電儲存冷（熱）量，滿(mǎn)足在電力高峰期的空調負荷需要，節約系統運行成本。

3. 系統配置

根據各配套建筑冷熱負荷情況，活力匯、網(wǎng)球酒店采用螺桿式地源熱泵機組，游客中心及民國院子采用渦旋式地源熱泵機組，機組出力可以滿(mǎn)足各配套建筑的冷熱負荷需求。夏季供回水溫度7/12℃，冬季供回水溫度45/40℃。

設備壽命：

機房?jì)认嚓P(guān)設備使用壽命20年，地源熱泵室外換熱系統壽命與主體建筑同壽命。

在系統自控方面，一是采用PLC控制系統，觸摸屏顯示，采集數據包括循環(huán)泵強電柜中循環(huán)泵的手自動(dòng)信號、運行故障信號、變頻器運行故障信號、頻率輸入輸出信號，并能通過(guò)觸摸屏控制循環(huán)泵啟停。另外需采集供回水溫度信號、壓力信號、壓差信號；二是通過(guò)RS-485通訊方式采集和控制機組的運行數據，機組控制分本地/遠程控制。本地控制狀態(tài)下，通過(guò)機組觸摸屏控制，遠程狀態(tài)下從弱電PLC控制現場(chǎng)PLC所有機組的啟停；三是通過(guò)RS-485通訊方式采集，原始數據上傳至本市可再生能源在線(xiàn)監測平臺，也可上傳至本地組態(tài)軟件內；四是在熱泵系統主要管道安裝溫度傳感器，在空調側供水總管道及能源側總供水管道安裝熱計量表等，在熱泵主機、循環(huán)水泵等設備安裝電量采集表。實(shí)時(shí)采集系統運行參數。開(kāi)發(fā)熱泵機房監測系統，實(shí)現熱泵系統的運行數據實(shí)時(shí)監測，并按照市新能源監管平臺的接入標準，定時(shí)發(fā)送數據至市監管平臺。

4. 運行情況

能源消耗種類(lèi)和數量：系統消耗能源為電。本項目耗電設備主要有地源熱泵機組、系統循環(huán)水泵等。各能源站系統冬季COP維持在4.1左右。

用能單位為三個(gè)經(jīng)營(yíng)主體：綠心園林公司游客中心、網(wǎng)球酒店公司主題酒店、北投體育公司活力匯體育場(chǎng)館，根據辦公、酒店、體育等不同使用功能，分別制定運行策略合理保障供能，供能時(shí)間詳細如下：

項目采用100%純地源熱泵系統，能源消耗全部為綠色電力（根據北投集團“零碳綠心”部署，綠心區域含能源系統全部使用綠電），經(jīng)過(guò)2022、2023兩個(gè)完整的運行周期（兩個(gè)供暖季及兩個(gè)制冷季），供能完全能夠滿(mǎn)足不同功能使用需求，電力消耗數量詳見(jiàn)下表：

三、效益分析

本項目根據《關(guān)于印發(fā)北京市進(jìn)一步促進(jìn)地熱兩能開(kāi)發(fā)及系統利用實(shí)施意見(jiàn)的通知》（京發(fā)改規〔2013〕10號）的有關(guān)規定，享受政策性補貼626萬(wàn)元，其他資金由北京北投生態(tài)環(huán)境有限公司自籌解決。該項目的實(shí)施在經(jīng)濟、環(huán)保、社會(huì )方面效益顯著(zhù)。

1. 經(jīng)濟效益

本項目包括辦公、體育、酒店及游客中心等多種功能建筑，考慮采用常規能源（市政熱力+冷水機組）供能方式，按照北京地區同類(lèi)型建筑的能耗指標加權平均后，常規供能方式整年供熱供冷能耗為13～18kgtce/㎡，但不同建筑能耗差異較大。

本項目選用地源熱泵系統方案消耗能源為電力，經(jīng)初步估算供熱供暖和夏季制冷年消耗電力約150.90萬(wàn)kWh，年能耗總量折合標準煤為185.46t標準煤，單位面積能耗指標約5.27kgtce/㎡，可減少能耗折合標準煤550t，節能率約75%，項目節能效果明顯。

2. 環(huán)保效益

淺層地熱能是蘊藏量非常巨大的可再生能源。它可以單獨運用，也作為常規能源的補充能源。通過(guò)建設熱泵系統提取淺層地熱能可節省常規能源，可減少包括CO2、NOX在內的污染物排放。與空氣源熱泵相比，地源熱泵可減少40%以上污染物排放，與電供暖相比，可減少70%以上污染物排放。地源熱泵機組運行既不消耗也不污染地下水，常態(tài)運行時(shí)基本不需要鍋爐、冷卻塔等設施，無(wú)需堆放燃料廢物場(chǎng)地，項目建設環(huán)境效益顯著(zhù)。

經(jīng)過(guò)計算，項目與同等條件全部使用燃氣鍋爐和分體空調供暖相比，年減少二氧化碳排放1114t、減少氮氧化物排放162.9kg。

3. 社會(huì )效益

利用地源熱泵系統為建筑提供冬季供暖熱源和夏季制冷冷源，節省能耗，減少污染物排放，滿(mǎn)足國家能源利用方針，且對于北京市實(shí)施清潔空氣行動(dòng)計劃具有輔助作用，通過(guò)推動(dòng)本類(lèi)項目建設，有利于推動(dòng)清潔能源結構向低碳能源結構轉變，帶動(dòng)社會(huì )各領(lǐng)域加快形成綠色低碳的生產(chǎn)生活方式，驅動(dòng)城市綠色發(fā)展。