山东：煤改热泵后电费仅11.7元/㎡！但系统设计很多人不懂

技术支持：王银良 王言明

业内普遍有个说法：2020，看山东！

在持续的市场走访过程中，本微发现：继河北之后，山东是目前空气源热泵的第二大热门市场。目前山东的小区集中供暖、畜牧业和农业供暖、热风机招标、户式供暖等，均是热门市场。

近期，我们将多多关注山东市场。今天，我们就先聊一聊老旧小区的集中供暖改造！

2020年3月，山东省印发《深入推进城镇老旧小区改造实施方案》，在确保完成2000年前建成的老旧小区改造基础上，力争基本完成2005年前建成的老旧小区改造任务，其中冬季采暖是改造重要的内容。仅济南市总供热面积将增加超1000万㎡。

老旧小区传统的采暖方式都是燃煤锅炉，出水温度高，而改造成空气源热泵采暖后供水温度降低，因此需要对末端、管道、水泵等进行合理的选型和设计。

但在市场走访过程中，我们发现从传统供暖中转行过来的工程商群体，对于这些技术细节普遍不够重视！

那么，北方老旧小区改造到底需要注意哪些问题？又该如何解决呢？为此，我们专门组织采写了部分案例和系统设计的技术细节。请看——

一、案例：山东嘉祥黄岗社4.6万㎡小区改造项目

1.项目概况

本项目名为黄岗社区，位于山东省济宁市嘉祥县黄岗村，是一个较为老旧的小区，原有采暖方式为燃煤锅炉。

整体建筑面积达到46000㎡，一共13栋楼，每栋楼共6层，1层层高4米，是各住户的杂物房；2到6层层高3米，为住户住所。

建筑外围护结构是二四砖墙，无保温处理，且小区周围较空旷，热量散失较快。

2.负荷指标与设备选型

济宁市以往冬天最冷月平均温度在0℃，最低温度为-15℃，供暖室外计算温度-5.5℃。

通过详细负荷计算，项目共配置17台50P的低温型补气增焓空气能热泵机组。单台机组制热量104kW，总制热量1768kW，充分满足用户制热需求。

3.系统改造

原输配管路老化情况严重，不利于系统的热水水质保持和稳定运行；另外原管路保温性能较差，热水输送过程产生较大热量损失；最后管网压力损失较大，增加水泵的能耗，不利于系统节能。

因此对老化管道和原有锅炉供暖主管道进行更换，重新设计主管道的规格和走向，并进行橡塑保温加外包铝皮处理。

系统通过控制器加泵站设备，根据负荷情况对末端的水流量进行控制，实现系统热量按需求量供给，这样一来可以更好地避免浪费，降低系统能耗，达到节能的目的。

4.耗电量

2019年11月中旬，项目改造完成并完成调试，在11月26日正式运行。

运行时，环境温度在-4℃～19℃，机组回水温度在40℃～45℃，室内温度保持在18～20℃。

截止到2月29日，系统总共运行了95天，总用电量为974510度。平均每天耗电量为10258度，平均每平米每天耗电量为0.223度。

5.运能耗数据分析

对运行使用期间的环境参数、系统工况汇总如下表：

运行期间综合能耗情况汇总如下表：
综合数据分析可以看出，首先系统的总体节能性十分突出，平均每平米每天耗电量为0.223度，采暖季综合费用为11.7元/㎡!
当地集中供暖收费标准为20元/㎡，对比下来，总体节能效果显著。
二、老旧小区改造常见问题
1.温度问题
老旧小区原有的热源一般为锅炉，末端设备基本上是暖气片，供水温度一般为80℃，回水温度60℃。而空气源热泵的出水温度为60℃，回水温度为40℃或50℃。
供回水温度不一样，末端设备要不要改动？若不变，房间会不会不热？解答以上问题需要经过详细计算。
散热器在不同热媒温度工况的散热量
散热器非标工况的散热量：Q=qo×(△ts/64.5)n。
Q——非标工况散热量，w；
qo——标准工况的散热量，w；
△ts——（T进+T出）/2－T室温，℃；
n——指数
散热器的面积（片数）需要增加多少？根据下式确定：
片数=采暖负荷/标准散热量×片比系数。
温度—片数对照表
从上表我们也可以看出，随着平均水温的降低，暖气片的散热能力明显下降，所需暖气片的片数也要随之增多：
当散热器水温从95/70℃降到75/50℃时，所需片数增加了70%；当降到45/40℃时，所需片数增加到了3.6倍。
2.温差及水流量问题
以往的系统都是大温差、小流量，小区集中供热的大部分是20℃以上大温差。空气源热泵讲究的是小温差（10℃左右）、大流量。那么，老旧小区改造需要考虑到循环水泵是否匹配的问题。
循环水泵的流量G=热量X0.86÷△T，△T为供水与回水的温差。由于空气源热泵是小温差、大流量，水泵选型原则上都是需要加大。
对于常见闭式系统，水泵扬程确定：
H=（H1+H2+H3+H4+H5）X（（1.1～1.2）
H1——水系统最不利环路沿程阻力；
H2——水系统局部阻力损失；
H3——机组设备的阻力损失；
H4——分集水器、调节阀的阻力损失；
H5——末端设备的阻力损失。
上式中，水泵的扬程估算方法为：机组水阻力一般为5～7m；末端设备（空气处理机组、风机盘管）水阻力为5～7m；过滤器阻力为1～3m；分集水器阻力为3m；系统管路沿程阻力和局部阻力损失为7～10m。
3.管道问题
老旧小区原有的管道管径，是以供水温度80℃，回水温度60℃满足房间散热量计算出的。
改造后的供水温度为60℃，回水温度50℃。改造时需要注意管道的锈蚀问题以及管道的保温是否损坏。
系统满足散热量的水流量，即为循环泵流量，管道的管径可以通过选择经济流速计算，也可以查给排水手册来选择。
管道水流速推荐表
供回水管道的计算：
经过以上详细计算，决定最终是否更换原有的管道。
从经济流速及锈蚀程度考虑，通常要更换管道，而对于使用年限不长的项目，选择较高流速、较大扬程的循环泵即可，不需要更换管道。
三、老旧小区改造机组配比
1.项目信息收集
在进行配比前，首先了解项目基本信息，包括：
入住率，老旧小区也有入住率低的，会降低整体负荷
建设时间，以此判断建筑当时的建筑标准，保温做法。
建筑概况，①楼层高度；②建筑结构形式；③建筑的新旧程度；④建筑的保温性能。
2.确定热指标
根据项目信息，依照城镇供热管网设计规范CJJ-34-2010，确定采暖热指标推荐值（W/mt）。
注：表中数值适用于我国东北、华北、西北地区；热指标中已包括约5%的管网热损失。
3.热负荷估算
建筑热负荷的估算方法
Qn=f×qn×S
Qn——建筑物的采暖计算热负荷w；
qn——单位面积热负荷w/m2；
S——建筑物的建筑面积m2；
f——建筑物的使用率系数。
4.机组选型
机组选型制热量
Qj=k1×k2×Q
Qj——机组可提供的热量kW；
Q——机组在额定工况下的制热量kW；
K1——机组的化霜系数（可取0.85）；
k2——环境温度修正系数。
根据以上建筑的热负荷和机组选型热负荷，确定最终机组台数N=Qn/Qj。
四、系统改造注意事项
1.管道清洗
与空气源系统连接试运行前一定要清洗管道，管道的清洗方法如下：
①将草酸配水冲洗（根据锈蚀程度）；②灌入管道内之后浸泡时间保持48小时，排到备好的容器内；③再灌入清水冲洗，再注入清水循环2～3小时；④切忌用高压水冲，老管道易损。
2.管网设计
如系统有蓄热的需求和价值，推荐使用二次系统，一般采用一次系统设计，并预留好补水管。一次泵系统与二次泵系统的对比如下：

版权说明：文中案例由美肯提供，技术部分由哈唯总工程师王银良提供！感谢热泵商学院讲师王言明提供技术校对！谢绝任何平台以任何理由转发、抄袭、洗稿，否则投诉到底并曝光，请自重！

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