一、項目基本情況及規模1.建設地點本項目建設地點位於北京市延慶區康莊鎮王家堡村，地理位置優越，距離康莊鎮政府僅3千米，交通便利，緊靠康西草原，野鴨湖旅遊風景區。王家堡歷史悠久，氣候宜人，周邊有很多名勝古蹟，遼代就有記載，影鵝池、榆林驛站就是當時留下的最好見證。

王家堡村是搬遷村，由於修建官廳水庫，於1954年由現官廳水庫搬遷至現在位置。王家堡村位於延慶縣城西北、延懷盆地東部，地處北緯40度16分至40度47分，東經115度44分至116度34分。村域呈東北向西南延伸，東北至西南0.8KM，南北寬0.7KM，轄域面積0.56平方千米，平原區佔100%。

2.建設規模本項目設計供暖（建築）面積19000㎡，實際供暖面積2.3萬平方米，其中包含50年代建房31處，150棟住宅、1棟村委會。現有村民223戶450人，房屋180處，改造前主要採用傳統散煤供暖方式。王家堡村新建爲——太陽能輔助地源熱泵供熱、製冷系統，主要包括太陽能集熱場、熱泵機房系統、室外地源換熱系統、供熱管網系統、室內末端系統、控制系統及太陽能熱網系統。

二、項目設計方案介紹1.技術方案介紹太陽能跨季節儲熱+地源熱泵系統是結合我國北方地區用熱特點，即冬季用熱量遠多於夏季用冷量。將太陽能光熱技術、淺層地源熱技術和土壤儲熱技術有效融合的一種新型清潔採暖解決方案。本方案具有無排放、節能、環保的特點，可有效解決我國大部分地區農村城市的採暖問題。

太陽能集熱器全年收集太陽熱量，通過循環泵及地埋換熱管將熱量儲存到土壤中。冬季採暖時，通過熱泵機組將土壤中儲存的熱量提取實現室內採暖。其核心是通過土壤儲熱實現太陽能熱量跨季節儲存使用。同時，解決北方淺層地熱利用技術中地源熱泵採暖、製冷熱量失衡問題，大幅提高地源熱泵採暖COP值，有效節約能源。如下各季節系統運行示意圖：

2.設計方案及參數（1）建築負荷確定根據設計院提供本項目熱指標爲：熱指標105W/㎡，冷指標80W/㎡，總採暖面積爲19000㎡，所以本項目總建築計算總冷負荷1520kW，總熱負荷1995kW。項目共設置一個地源熱泵機房，機房配置2臺地源熱泵機組，單臺製冷量爲1052kW，制熱量爲1034kW，總供熱能力2068kW、總供冷能力2104kW。佈置508口室外地埋換熱井，井深100米。建成後可解決王家堡村19000㎡建築面積的冬季供熱及夏季供冷。（正常情況按85％的供暖使用率計算）

（2）地質勘察根據項目單位委託專業公司完成的《延慶王家堡地下熱響應實驗報告》，地塊地源熱響應夏季換熱量67.4W/延米，冬季26.7W/延米設計。工程採用雙U管De32、鑽孔的有效深度爲100m，根據項目各區域的冷熱負荷量總量以及系統的COP係數，並考慮增加5%的餘量，確定該區域需要的地埋孔數量爲508個，換熱孔間距4.5m，單孔佔地面積20.25m2，布孔區佔地面積爲10287m2。

（3）太陽能補熱系統集熱面積（前3年熱回收15-20%）根據項目系統分析熱冷值差爲30-35%，建築採暖與集熱器面積比12-15%設計，太陽能補熱系統的設計集熱面積2400㎡，太陽能系統的佔地面積約3700㎡。

熱源1——地源熱泵主機根據項目系統分析太陽能補熱系統集熱面積2400㎡，太陽能系統的佔地面積約3700㎡。項目共設置一個地源熱泵機房，機房配置2臺地源熱泵機組，單臺製冷量爲1052kW，制熱量爲1034kW。總供熱能力2068kW、總供冷能力2104kW。

熱源2——太陽能集熱器根據項目系統分析太陽能補熱系統的集熱面積2400㎡，太陽能系統佔地面積約3700㎡。

儲熱體——地源側井羣工程採用雙U管De32、鑽孔的有效深度爲100m，數量爲508口，換熱孔間距4.5m，單孔佔地面積20.25㎡，布孔區佔地面積爲10287㎡。

供熱管網熱泵主機通過遍佈全村街道的供熱管網，將熱量送至每戶。供熱管網由主管網和戶內管網組成，均採用專業保溫供熱管道。

室內末端室內末端採用風機盤管的方式，部分新建農戶採用地板採暖的方式。戶內均設有熱計量表。項目投入使用後，由村集體成立管理團隊，爲防止後期用戶自己加裝採暖末端，以及避免浪費供暖的現象發生，本系統在每戶安裝熱計量表，村委通過熱計量數據收取採暖費。

運行管理本方案爲“清潔能源區域供熱”模式，即以村爲單位形成統一供熱系統。項目投入使用後，由村委組織成立管理團隊統一管理（廠家提供專業化的培訓和技術支持）。通過安裝在每戶熱計量表計算費用，實現社區化管理。政府通過電價補助或者採暖補助的方式給予村集體補助。

現場圖片

三、項目投資和經濟性項目投資及經濟性

1.建設內容王家堡村新建地源熱泵系統，主要包括太陽能補熱系統、室外地源換熱系統（儲熱）、熱泵機房系統、戶內空調末端系統、供熱管網及控制系統。

2.項目投資本項目工程費用投資1667.96萬元，其中附屬工程242.36萬元，系統費用1425.6萬元（含室內末端234.78萬元）。

3.地源熱泵+太陽能補熱系統和其他系統造價費用對比表

備註：燃氣鍋爐不含開口費用

4. 運行費用對比表

說明：此費用未考慮化石能源價格上漲因素，未計入人員管理費用及設備維護費用。

5.全生命週期內總費用對比表如下：

說明：本對比數據以北京地區農村平房爲例。本項目熱值標爲：熱指標105W/㎡，冷指標80W/㎡，總採暖面積爲19000㎡，按85％的供暖使用率，所以本項目總建築熱負荷爲1695.75kW，總建築冷負荷爲1292kW。冬季供暖時間120天。電價按0.5元/度（無峯谷電），燃氣價格2.36元/m³。燃氣鍋爐不含開口費用。

太陽能儲熱+地源熱泵系統初始投資高於其他方案，但全生命週期內，太陽能儲熱+地源熱泵系統總設備投資及運行費用綜合明顯優於其他兩種方案，且本方案壽命明顯由於其他兩種方案。

根據全生命週期內總額費用變化趨勢對比會發現：太陽能儲熱+地源熱泵系統與電鍋爐及燃氣鍋爐方案分別於第5年和第6年出現交叉，即在第5年和第6年本方案總費用與其他方案持平，隨着時間推移其經濟性優勢開始提現。

四、項目適用性及特點適用性特點

（一）目前“煤改電”工程中存在的痛點分析：1.項目主體分散導致項目實施難度大。

目前“煤改電”項目由政府主導，組織招投標，選擇供應商和施工方，政府投資。但是項目的實施及最終操作使用都是由農戶來配合完成的，因此，在項目實施過程中，實際的主體單位是農戶個人。這種現象就造成了施工難以標準化，甲方要求多，工程推進難度大，無法形成規範統一的後期操作使用等問題。由於操作不規範造成的系統故障高，並且用戶投訴率高。

2.政府後期的財政壓力大。

對於農戶的電價優惠政策會造成政府的持續財政支持。在項目投入使用後，政府需要持續的進行電價補貼，給財政造成了很大的負擔。

3.缺乏管理主體，用戶的任何不滿都直接投訴到政府。

由於村級單位在項目實施過程中的主體責任完全沒有體現，以此造成用戶直接面對政府和企業的情況，給政府的管理服務造成很大的負擔。

4.項目實施質量參差不齊，監理單位無法監管到每戶的實施質量。

（二）本系統的特點：1.適用區域——多

本系統採用太陽能跨季節儲熱技術，本系統不受環境溫度影響，系統運行溫度可靠。適用區域“多”，尤其在高寒地區其穩定可靠性遠超其他常規熱泵技術。非常適用於京津冀區域煤改電項目。政府主管部門避免了因技術方案不可行造成反覆投資的問題，一勞永逸。

2.施工效率——快

採用“清潔能源區域供熱”模式，改變了施工方對N多終端用戶的施工模式。通過建立集中的的熱源站點及供熱管網即可完成工程。提高了施工效率，加“快”了工程進度，規範了驗收管理標準。企業、政府、用戶多方收益。

3.管理方式——好

採用“清潔能源區域供熱”模式，實行“社區化”管理方式，與現行的“新農村建設”理念高度契合。由村集體統一提供供熱服務，統一收費。管理簡單且符合政府管理流程，後續相關政策均有政府對村委一級，簡化了管理流程，提高管理效率。

4.運行費用——省

本方案採用多能互補系統，實現太陽能儲熱與高效熱泵系統結合。系統運行費用低，是目前“煤改電”方案中運行費用最低的方式。項目交付用戶，用戶接受程度高。政府後續財政補貼壓力小。

五、項目數據分析及總結運行數據分析及運行管理建議

1.運行數據：本項目自11月22日接入“天普智慧能源管理平臺”，從監控數據測算截止到12月2日，全村日用電量約8000多:kW·h，電價0.5元/:kW·h，共182戶，戶均日用電量22元。按照北京市供暖時間120天計算，戶均每季用電約2640元。

結論：

（1）室內供熱溫度達到設計要求，系統正常運行。已按照設計要求完成項目實施工作。

（2）目前用能數據高於設計用能（20元/天·戶），項目有節能優化空間。

2、運營管理建議：現狀分析：

（1）系統沒有做變頻等節能設計。

（2）用戶端用熱習慣（行爲節能少）造成系統能耗高於設計值。

（3）供熱管理需要優化。

建議及措施：

（1）用戶端熱計量表更改爲刷卡式預存費產品。（需要增加投資）

（2）加強宣傳改變用熱習慣樹立節能意識。（按熱量收費而非按面積收費/免費）

（3）對現有系統進行變頻節能改造。

（4）參照市政供熱管理方式調整供熱時間（18:00-23:00全負荷；00:00-5:001/3負荷；6:00-9:00全負荷；10:00-17:00半負荷）。

12月1日及2日通過調整供熱時間（11點-14點停止供熱）方式明顯看到能耗下降。

原標題：北京市延慶區清潔能源區域供熱項目分析

來源：《中國太陽能工程》 作者：天普新能源科技有限公司丁海兵

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