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              蘇州中心集中能源站的運營管理

              時間:2020-01-06 11:35來源:《現代物業·新業主》 作者:文/張烜 點擊:
              蘇州中心廣場設置集中能源站,是目前國內已投入運營規模最大的城市綜合體集中供冷供熱系統。

              原載于《現代物業·新業主》2019年11期/總第476期
               

                蘇州中心總建筑面積約113萬平方米,廣場內設有35萬平方米購物中心,項目共建5萬平方米的屋頂花園,是國內規模最大的空中生態花園。作為一座體量113萬平方米的超大型城市共生體,蘇州中心每天的能量需求達到了48×104kWh(冷量)。當蘇州中心這座城市綜合體開始運轉時,集中能源中心作為“大心臟”,就要為113萬平方米的地塊制造源源不斷的冷源和熱源,總制冷量約21,000RT,總供熱量為38,400kW。不但如此,綜合性的各業態分布在不同的區域,能源使用的時間段和出現的高峰期也不一樣。比如寫字樓工作日集中在白天使用,空調負荷高峰出現在下午兩點左右;商場使用時段為上午9點至晚上10點,高峰期出現在周末的下午;W酒店365天24小時使用。正是基于區域時間對能源組合有不同需求,從規劃初期,蘇州中心就確定要建立一座集中能源站(以下簡稱DHC),它就像這座綜合體的“大心臟”,滿足大體量、復雜化的能源需求。
               


              蘇州中心DHC能源監控大屏
               

                蘇州中心集中能源站構成

                蘇州中心廣場設置集中能源站,是目前國內已投入運營規模最大的城市綜合體集中供冷供熱系統。機房面積5,000平方米,供能面積42萬平方米,供能范圍包含購物中心、4幢辦公樓、2幢服務型公寓裙房以及W酒店。一年365天24小時都需要保持有條不紊地運轉。無論是保持舒適的溫度,還是維持各業態的服務,都需要消耗大量的能量。肩負“節能、減排”的現代城市發展社會責任,這也是蘇州中心選擇集中能源站系統的原因。

                在DHC的節能設計上,蘇州中心按國家綠色建筑二星標識、美國綠色建筑協會LEED金級認證設計建造?照{系統全部采用自動控制裝置,冷源采用了冰蓄冷技術,利用峰谷電差價降低運營費用;在冷源機房設置換熱器,在過渡季或冬季利用冷卻塔免費置換冷凍水供內區使用;蒸汽冷凝水熱量回收給生活熱水,多余的水冷卻后供冷卻塔補水,從而有效實現資源的多級利用。

                在設計階段,充分考慮了各業態的負荷和運營時間需求,合理地設置冷凍機組的功率和配比。DHC包含冷熱源兩部分系統。其中冷源主要由雙工況主機(4臺)上游串聯內融冰系統、基載主機(4臺)、溴化鋰吸收式冷水機組(2臺)與冰蓄冷板換串聯等各部分組成,夏季尖峰冷負荷約為20,729RT,總設計冷負荷為72,883kW(20,729RT);冷源上主要采用了冰蓄冷系統集成技術,以冰蓄冷作為制冷主體,大幅降低了冷水機組的容量,從而降低了整體配電,減少了冷媒的使用,減輕臭氧層的破壞。同時,通過系統移峰填谷,大幅降低了用戶的運行費用,提高了室內環境品質,這兩項技術都給綠色建筑標準做了良好的示范作用。
               


              蘇州中心機房
               

                熱源供應

                不同業態的熱源部分主要由市政蒸汽提供,冬季總設計熱負荷為33,250kW。在DHC能源中心鍋爐房內設置2臺10t/h的蒸汽鍋爐作為整個項目的備用熱源,當市政蒸汽無法正常提供時,開啟備用蒸汽鍋爐生產蒸汽滿足系統使用。

                根據蘇州工業園區能源政策,38,400kW的熱源來自市政蒸汽。早在2013年,蘇州園區就完成了能源結構的調整,通過兩座天然氣熱電廠,為園區提供近40%的電力、80%以上的熱能供應,成為國內清潔能源利用比例最高的國家級開發區。蘇州中心利用熱電廠發電產生的余熱蒸汽供熱,正是基于整個園區綠色能源的使用要求,同時也有效避免了采用鍋爐提供熱源其煙囪在蘇州中心項目上空形成白霧等環境問題。
               

                冷源供應

                熱源可以利用余熱蒸汽,那么冷源的提供,是不是也可以用熱源來轉換?經過研究,蘇州中心采用了“溴化鋰機組+冰蓄冷+機載電制冷機組”的組合配置。這三大配置組合,圍繞冰蓄冷為系統中心,形成了一個由不同性能的設備相互匹配、運行的聯合供冷的有機整體。同時,溴化鋰機組先利用部分低品位蒸汽熱量將常溫水進行制冷,但蒸汽溴化鋰機組出水溫度一般為6℃,不能滿足能源中心5℃的出水溫度要求,這時候,就需要靠冰蓄冷來發揮作用,對溴化鋰機組提供的冷凍水進行二級降溫。這三大配置組合,圍繞冰蓄冷為系統中心,形成了一個由不同性能的設備相互匹配、運行的聯合供冷的有機整體。

                冰蓄冷技術的原理,是在夜間電網低谷時間,利用低價電制冰,將冰儲存在蓄冰槽內,在白天用電高峰時融冰,與冷凍機組聯合供冷,能夠實現電力的“移峰填谷”,更重要的是,冰蓄冷能夠提供更低溫度的冷凍水。

                為了可以保證足夠的冷量,蘇州中心為冰蓄冷系統配置了4臺雙工況離心式制冷機組,及蓄冰總量達到38,000冷噸的超大蓄冰槽。每逢夜間電力低谷期,4臺冷凍機就開始滿載制冰,使蓄冰槽內存儲冰量達到設計最大值。從早上9點開始融冰,冰蓄冷系統按最大可能全負載釋放冷量,這些冷量通過特殊的傳導換熱裝置,轉換成炎夏的習習涼風。

                通過“溴化鋰機組+冰蓄冷+機載電制冷機組”的組合方式,蘇州中心實現了“一舉多得”的效果——既實現了能源的多級充分利用,滿足了大溫差低溫送水的目的,提高了供冷系統的品質及可靠性,同時根據需求可以采取9種工作模式:

                1、基載電制冷主機供冷模式;

                2、基載電制冷主機+溴化鋰主機供冷模式;

                3、雙工況主機制冰+基載電制冷主機供冷模式;

                4、基載電制冷主機、雙工況主機與蓄冰裝置聯合供冷模式;

                5、基載電制冷主機、溴化鋰主機、雙工況主機與蓄冰裝置聯合供冷模式;

                6、基載電制冷主機與融冰供冷模式;

                7、基載電制冷主機、溴化鋰主機、雙工況主機供冷模式;

                8、免費制冷+融冰供冷模式;

                9、雙工況主機制冰+免費制冷模式,也為高效低成本運行帶來了堅實基礎。
               

                集中能源中心成效

                通過多種運營模式,對機組運營策略和參數進行設置和優化,以及對控制系統和能耗監測系統的成功應用,使蘇州中心在節能模式下再節能15%,將年實際運行成本再省下558萬元。致力于綠色智能科技運用,并達到了“國家綠色建筑科技示范工程”標準的蘇州中心,所有建筑單體兼具國家綠色建筑二星設計標識及美國LEED雙重認證,其中集中能源中心是其綠色建筑樣板的重要評價內容。

                除了以上“隱藏”在背后的便利與優勢,通過能源中心的建立,也帶來了城市形象、經濟效益以及土地利用等多方面的提升。

                其一,通過機組設備的集中布置,提升了城市形象。通過避免在各種樓面大規模設置冷卻塔、室外機等設備,去除了設備產生的噪聲、飄水以及局部熱島效應,使建筑屋面更加干凈整潔。特別是結合了6萬平方米空中花園設計的屋頂景觀退臺,充分利用了土地,營造了更人性化的城市空間。

                其二,通過DHC機組的高效配置,使機房面積控制在8,000平方米。若按每種業態采用相對獨立的分散布置測算,大約需要10,500平方米,比現有機房用地面積增加了30%左右,機組容量配置也將達現有配置容量的1.3倍。集中能源中心的建立共節約土建及機電建造費用2,700萬元左右。

                其三,通過集中配置,并交由專業化團隊集中管理,保守估計節約了24名運行人員,大大減少日常管理費用和維修費用。通過對各種設備進行合理安排,以及對控制系統和能耗監測系統的成功應用,使蘇州中心在節能模式下再節能15%。

                其四,通過設備質量的提高、管理水平的提高、控制調節的現代化,為整個蘇州中心提供了安全、可靠、穩定、高質量的冷熱源。

                經初步測算,通過集中能源中心的建設、控制、運營,相比于常規冷熱源系統的配置,為整個項目省下了2,700萬元的建造成本,年運行費用也降低了558萬元。通過DHC,蘇州中心每年可節約標煤2,124噸,減排二氧化碳5,294噸,相當于在地球上種了2,900棵樹。相信未來集中式能源站模式在商業綜合體、產業園區以及其他集約型建設項目中的運用會越來越廣泛。


                作者為皇家特許測量師學會會員(MRICS)、

                LEED認證專員(LEED AP)


               

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