直接供热与间接供热综合技术经济指标可行性分析报告
前 言
能源是经济发展的动力之源，为了合理利用能源和节约能源，促进国民经济可持续发展，国家计划委员会、国家经济贸易委员会和建设部联合发文（[2014]2542号），印发《关于固定资产投资项目可行性研究报告“节能篇（章）编制及评估规定》。
我国解决能源问题的方针是开发与节约并举，把节约放在首位。节能工作是一种特定的“能源开发”，是解决我国能源供应紧张、保护能源资源、保护环境的有效途径。
我国目前的能源利用水平远低于世界发达国家，节能工作基础还很薄弱，节能工作潜力很大。节约能源是我国的基本国策之一，是发展经济的一项长远战略方针，是经济活动中面临的最普遍也是最迫切需要解决的问题。合理利用能源、降低能耗，对于降低成本、提高经济效益乃至于改变我国能源浪费严重的现状都具有重要意义。
在供热领域节能应是从热源到热用户实施一系列的节能措施，主要通过两个方面来实现：一是提高建筑物自身围护结构的保温性能；二是提高供热系统的能效。建筑保温性能是靠政府强制实施：新建筑必须达到节能标准。要提高供热系统的能效就必须从两个方面着手：一是必须有先进的工艺设计和合理地匹配设备作为基础；二是必须用科学的管理作为保障。
供热领域目前供热系统低区的供热方式主要有两种连接形式：一是直接连接的直供混水供热方式；二是间接连接的间接供热方式。
直连混水供热系统的优点
1、适应能力强，对一次管网压差、温度要求宽松。 直连混水供热系统可在一次管网压差ΔP=0.03MP工况下正常供热，也可在一次管网供水温度T11﹥T21二次管网供水温度的任何工况下正常供热，而普通的换热器则要求压差ΔP﹥0.07MP，T11-T21﹥10℃才能正常运行，比较苛刻，一旦一次管网参数变化，设备不能保证正常运行。2、充分利用供热管网热能，建筑室内供热效果保障稳定可靠。 直连混水供热系统由于一次管网和二次管网的回水温度相同，可利用供热管网的温差大，同时由于一次管网侧阻力小，流量增大，利用供热管网的热量就大，可以充分保障建筑物的取暖效果。3、不结垢，耐腐蚀，使用寿命长。 直连混水供热系统由于没有接触面的传热，不会导致结垢，并且不易发生腐蚀，设备可以有很长的使用寿命。4、借助管网压力，节约投资、节电、节热和环保。 直连混水供热系统利用一次管网的原有压力，实现二次管网的回水接力运行，同时循环泵变频运行节省电费和热源费用。节电、节省投资、可以安装在锅炉房内用本机组代替板式换热机组，一般可减少15%-25%的水泵总功率，本机组还适合安装在终端用户附近（注：小区内的热分配站），可减少20%-30%的水泵总功率，节省小区干管钢材30%-40%。
直连混水供热系统设置了室内、外温度补偿，根据气候变化，自动调整二次供水温度，保证供暖质量，最大限度节省热能。同等供热参数与间接连接的供热方式相比，可节约热能15%-20%。5、自动化运行，无人职守。
直连混水供热系统处于智能运行状态，节日休假白天夜间自动调节。采用电脑自动控制程序+人机界面+检测仪表,全自动运行,可以无线远程传输到指定监控位置。
6、二次网调节速度快，可根据用户需求直接调节温度。相同管径的条件下，由于降低了一次网回水温度，可提高输送温差10-15℃。按一次网设计温差45℃计算，可提高管网输送能力达30%。
7、维护简便，操作简易。
直连混水供热系统的经济性
为了能更直观的比较直连混水供热系统与间接连接的间接换热供热方式的经济性我下面以实例做以具体分析：
一、设计基础数据
热源：热电联产热电厂或区域锅炉房
总集中供热面积：按100万平方米计算
面积热指标：按50W/㎡计算
热价：按29.5元/GJ计算
室外采暖计算温度：-23℃
室内采暖设计温度：20℃
冬季采暖平均室外温度：-9℃
年平均热负荷系数：0.66
供热天数：166天/年
直连混水供热系统供热方式：（一次网参数）
供水：温度 85℃； 压力 0.6Mpa
回水：温度 35℃ ；压力 0.15Mpa
间接换热供热方式：（一次网参数）
供水：温度 85℃；压力 1.0Mpa
回水：温度 50℃ ；压力 0.15Mpa
注：直连混水供热系统供热方式比间接换热供热方式要求的热源一次网供水温度可以低一些。
二、两种方式的简述、简图
1、直连混水供热系统。一次管网供水进入供热站首先通过除污器除污，之后接至直连混水供热系统的一次网两个接口，二次网只需与分、集水器连接即可，所有的直接连接功能与混水过程，均是直接完成，还配套就地与远程控制参数测点和变频控制柜、远程控制柜。直连混水供热系统站的原理图如下：
2、间接换热站：一次管网进入换热站首先通过除污器除污，再进入换热器；二次网进入热力站通过除污器，经循环水泵加压进入换热器；每个热力站内设补水箱，由补水泵为二次管网提供补水及定压；系统管道上设置相应的压力表、温度计、阀门等附件及自控装置。如设置远程控制系统一次网供水管道上还需设置电动调节阀；如集中供热面积超过15万平方米循环泵和换热器至少需设置3台；如一次网压力不足，末端一次网供水管道上需设置加压泵。
间接换热站原理图如下：
三、综合技术方面比较
四、综合经济方面比较
1、热源供热管网初始运行参数条件
直连混水供热系统供热方式：（一次网参数）
供水：温度 85℃； 压力 0.6Mpa
回水：温度 35℃ ；压力 0.15Mpa
间接换热供热方式：（一次网参数）
供水：温度 85℃；压力 1.0Mpa
回水：温度 50℃ ；压力 0.15Mpa
从以上参数可以看出，直连混水供热系统供热方式的供热温差为Δt=50℃，间接换热供热方式的供热计算温差为Δt=35℃，按照总面积100万㎡，面积热指标50W/㎡计算，一次管网的循环水量如下：
直供：G=100×50×0.86×10/50=860.0t/h
间供：G=100×50×0.86×10/35=1228t/h
一次网循环水泵扬程按照100米计算
直连混水供热系统水泵电功率：
N=rQH =9.8×860×100/3600/0.6=390.2KW
间供水泵电功率：N=rQH =9.8×1228×100/3600/0.6=557.2KW
ΔN=557.2-390.2=167KW
本工程热源如为热电联产热电厂，换热首站设置在厂内，因此电源采用电厂内电，用电电费按照0.25元/KWh计算（注：如热源厂不是热电联产热电厂而是区域锅炉房，电费将是按照0.86元/KWh计算，那样节约的电费会更多），年节约运行成本按热电联产热电厂计算：
167×24×166×0.25/10000=16.63万元
根据以上数据可以得出，在相同的供热负荷情况下，直连混水供热系统供热方式一次管网的循环水量小于间接换热供热方式一次管网循环水量，同时，在相同的一次管网情况下，直连混水供热系统供热方式所能承担的负荷大于间接换热供热方式。
理论计算：直连混水供热系统供热方式比间接换热供热方式多承担25万㎡集中供热负荷，具体计算如下：
（1228-860）×50/（50×0.86×10）=25万㎡
注：热源单位收取热网建设费按50元/㎡，将多收取1250万元热网建设费。
2、换热站设备方面：
根据供热方式的不同，换热站内设备设置也有所不同。间接换热供热方式与直连混水供热系统供热方式比较，换热站内增加了板式换热器、补水设备和定压设备及其他管材、管件。
总集中供热面积100万㎡，按照换热站10座计算，增加设备量如下：
a、板式换热器：按1：500计算，换热器总面积2000㎡。换热器价格按照500元/㎡计算，换热器总价格如下：
2000×0.05=100万元
b、补水箱：V=15m3水箱10个。水箱按照普通水箱价格2万元/个计算：2.0×10=20万元
c、补水泵：N=5.5KW补水泵20台（其中10台备用）。水泵按照每台0.6万元/台计算：0.6×20=12万元
d、其他管材、管件、阀门：估算30万元
e、由于直连混水供热系统供热方式与间接换热供热方式都应达到自动化调节程度，因此，自控系统投资基本相同。
因此，热力站设备方面节省投资约162万元。
3、热网系统补水方面
一次管网部分失水率按照1%计算，热用户及户网部分失水率按照经验值5%计算，二次网供回水温差按照15℃计算，二次网循环水量为3333 t/h，失水量计算如下：
一次网失水量：直供混水 10t/h 间接换热 12t/h
二次网失水量：167t/h
总失水量约为：180 t/h
管网年补水量为：180×24×166/104=71.7万吨
a、耗电成本
直连混水供热系统供热方式：
直连混水供热系统供热方式供热补水在电厂换热首站或区域锅炉房内进行，水源集中设置。一次网总补水泵扬长按20米计算，流量180 t/h
电机功率N=rQH =9.8×180×20/3600/0.6=16.3KW
年耗电量为16.3×24×166×0.66=42860KWh
换热首站电源为电厂自用电，价格为0.25元/ KWh，年耗电成本：
42860×0.25/10000=1.07万元
间接换热供热方式：
间接换热供热方式补水在各热力站进行，水源为城市自来水。
补水泵扬长按32米计算，流量180 t/h
电机功率N=rQH =9.8×180×32/3600/0.6=24.5KW
耗电量为24.5×24×166×0.66=64421KWh
热力站电源为电业局供电，价格为0.86元/ KWh，年耗电成本：
64421×0.86/10000=5.5万元
b、用水成本
换热首站水源由电厂提供，价格按照1.50元/吨，年用水成本：
71.7×1.5=107.55万元
热力站水源为城市自来水，价格为3.78元/吨，年用水成本：
71.7×3.78= 271.0万元
在补水系统运行方面年节约资金约为167.38万元
4、节约能源方面：
直连混水供热系统供热方式，各热力站不存在换热设备，热损失仅为管道散热，损失量很小。
间接换热供方式，各热力站存在换热设备，除管道散热外，换热器有相当一部分热损失，热损失大约为5%。
年供热量：
Q=100×58×3.6×24×166×0.66/100=549027GJ
节约热量Q=549027×5%=27451GJ
27451×29.5/10000=80.9万元
5、结论
在总供热面积为100万㎡，面积热指标为50W/㎡的前提下，一个采暖期，间接供热与直连混水供热系统供热方式投资比较如下：
初投资费用节约资金：162万元
一次网循环水泵耗电年节约资金：11.27万元
补水系统年节约资金：167.88万元
热能方面年节约资金：80.9万元
合计：年节约资金约422.05万元
折合单位成本：节约资金4.22元/㎡
注：上述费用不包括多收取的热网建设费、土建部分建设费用（因为间接换热供热方式比直连混水供热系统供热方式的使用空间多大约50%的建筑面积）。
综合以上各方面直连混水供热系统供热方式与间接换热供热方式的分析，可以看出，直连混水供热系统供热方式比间接换热供热方式在初投资、节约能源、运行费用等方面大大节约了资金，如热源是区域锅炉房直连混水供热系统的供热方式存在一个弊端，就是将增大软化水的处理量。解决该弊端的方法有两种，一是在区域锅炉房的锅炉的上方设置背包；二是在区域锅炉房内设置集中换热系统，上述两种方式初投资也很少（0.8万左右/吨热水炉）。
项目建议书
直连混水供热系统作为与分布式变频水泵系统和远程自动化控制同时发展起来的供热技术，在供热领域成为新的经济增长点和节能环保技术。通过多年的探讨研究，其在利用空间、电能节耗、一次网输送能力、供热效果调节及对电厂换热效率利用等方面起到了突出的节能效果，在与传统的间接换热相比，其无换热效率损失、提高一次网温差、充分利用一次网资用压头、节省建设投资和空间等方面有着得天独厚的优势，建议在新的供热系统设计时采用直连混水供热系统。
来源：吉林中源建筑市政工程设计有限公司