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杭州市丁橋醫(yī)院采用太陽(yáng)能與熱電聯(lián)供綜合供能系統(tǒng)，主要應(yīng)用在1#、2#、3#病房樓（現(xiàn)在的5#、6#、7#），行政科研樓、門診醫(yī)技樓等5幢單體建筑中。示范面積為15000㎡，工程性質(zhì)為公共建筑，工程投資為750萬(wàn)元，開(kāi)發(fā)與建設(shè)周期為2年。

本項(xiàng)目主要由太陽(yáng)能系統(tǒng)和熱電聯(lián)供系統(tǒng)兩部分組成。太陽(yáng)能集熱器布置在樓頂上，生產(chǎn)30℃~60℃的預(yù)熱水；采用熱電聯(lián)供系統(tǒng)給建筑供應(yīng)部分電力的同時(shí)，發(fā)電機(jī)組余熱為醫(yī)院提供制取生活熱水的熱源。

采用太陽(yáng)能光熱技術(shù)，生產(chǎn)預(yù)熱水，并存儲(chǔ)在樓頂水箱內(nèi)，保證經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能集熱器轉(zhuǎn)化的熱量被全部利用。

選用熱管式平板太陽(yáng)能集熱器（如下圖）；

傳熱介質(zhì)在下端吸熱后汽化，將熱量傳導(dǎo)至上端；傳熱介質(zhì)在上端冷凝后回至下端。

太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)詳見(jiàn)下圖。

行政科研樓太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)平面布置詳見(jiàn)下圖。

行政科研樓太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)安裝圖詳見(jiàn)下圖。

該系統(tǒng)作為服務(wù)于當(dāng)?shù)氐哪芰抗?yīng)中心，直接面向當(dāng)?shù)赜脩舻男枨?，布置在用戶附近，?jiǎn)化系統(tǒng)與能量的輸送環(huán)節(jié)，進(jìn)而減少能量輸送過(guò)程的損失與輸送成本，同時(shí)增加能量供應(yīng)的安全性。

采用一套燃?xì)鉄犭娐?lián)供分布式能源系統(tǒng)，在給建筑物供應(yīng)部分電力的同時(shí)，利用能量回收系統(tǒng)，采用發(fā)電機(jī)組余熱，為醫(yī)院提供制取熱水的熱源。

結(jié)合本工程規(guī)模及實(shí)際情況，燃?xì)鉄犭娐?lián)供分布式能源系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組選擇進(jìn)口內(nèi)燃機(jī)（見(jiàn)下圖），機(jī)組額定發(fā)電功率為 200kW，與醫(yī)院的 400V 配電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行。

熱電聯(lián)供余熱利用系統(tǒng)圖詳見(jiàn)下圖。 

1# 病房樓地下室熱電聯(lián)供余熱利用平面布置圖詳見(jiàn)下圖。

熱電聯(lián)供余熱利用電氣接入圖詳見(jiàn)下圖。

本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了電腦遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度、水箱溫度和液位，太陽(yáng)能集熱器、水泵、電磁閥的工作狀況，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控及故障報(bào)警，詳見(jiàn)下圖。

天然氣熱電聯(lián)供分布式能源系統(tǒng)建成后，將委托杭州城市能源公司運(yùn)營(yíng)。該公司建有智慧管理平臺(tái)，該管理平臺(tái)可以對(duì)各能源站的數(shù)據(jù)、視頻等進(jìn)行綜合監(jiān)控和分析，提高項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)效率，實(shí)現(xiàn)各能源站的安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，詳見(jiàn)下圖。

太陽(yáng)能、熱電聯(lián)供與普通鍋爐組成的綜合供能系統(tǒng)：本項(xiàng)目采用太陽(yáng)能集熱器生產(chǎn)預(yù)熱水，先經(jīng)過(guò)二聯(lián)供換熱器，再經(jīng)過(guò)鍋爐換熱器，最后供給到用水終端。

當(dāng)太陽(yáng)能集熱器生產(chǎn)預(yù)熱水溫度足夠（如45℃以上）時(shí)，二聯(lián)供和鍋爐就無(wú)需啟動(dòng)；當(dāng)太陽(yáng)能集熱器生產(chǎn)的預(yù)熱水溫度不夠時(shí)，先啟動(dòng)二聯(lián)供加熱，如二聯(lián)供換熱器的水溫足夠時(shí)，鍋爐無(wú)需啟動(dòng)；當(dāng)二聯(lián)供換熱器的水溫也不夠時(shí)，最后啟動(dòng)燃?xì)忮仩t，將鍋爐換熱器的水加熱到規(guī)定的溫度，然后送至用水終端。

冷水通過(guò)管路進(jìn)入蓄熱水箱，集熱器與水箱通過(guò)水泵進(jìn)行循環(huán)加熱。水箱中的熱水通過(guò)水泵輸送到地下室的二聯(lián)供換熱器中。當(dāng)水溫達(dá)到要求，直接向末端供熱水；當(dāng)水溫不能達(dá)到要求，用二聯(lián)供的余熱進(jìn)行二次加熱；在用水高峰時(shí)，還可開(kāi)啟普通鍋爐進(jìn)行三次加熱，保證用水需求。通過(guò)大樓回水總管，低于要求溫度的水重新進(jìn)入太陽(yáng)能儲(chǔ)熱水箱，不斷循環(huán)。

本項(xiàng)目中，太陽(yáng)能及熱電聯(lián)供系統(tǒng)均采用了遠(yuǎn)程監(jiān)控及智能控制，可實(shí)時(shí)對(duì)負(fù)荷及能效進(jìn)行分析與預(yù)判，提高了運(yùn)行維護(hù)效率，降低了管理成本。

本項(xiàng)目依據(jù)建筑用能需求，通過(guò)儲(chǔ)熱水箱和換熱器，將電力、燃?xì)狻⑻?yáng)能等多種能源進(jìn)行綜合利用，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，且各套能源系統(tǒng)既相對(duì)獨(dú)立、又緊密聯(lián)系。

本項(xiàng)目的多能互補(bǔ)結(jié)構(gòu)，充分使用太陽(yáng)能光熱和熱電聯(lián)供廢熱，盡可能減少燃?xì)忮仩t的工作時(shí)間，最大化提高整套熱水系統(tǒng)的節(jié)能效果，可充分保障用能的穩(wěn)定性和安全性，并使整套系統(tǒng)的運(yùn)行保持在相對(duì)經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)。 

太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)化不需要耗電，只有循環(huán)水泵會(huì)消耗很小的電量。本項(xiàng)目有0.55kW的循環(huán)水泵 7臺(tái)、0.37kW的循環(huán)水泵1臺(tái)，水泵根據(jù)太陽(yáng)能集熱器與保溫水箱之間的溫差情況自動(dòng)啟停。

所有循環(huán)水泵平均每天的工作時(shí)間約2小時(shí)，故整個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)平均每天的加熱能耗為：（0.55×7+0.37）×2h=8.44kW.h。項(xiàng)目全年的熱水產(chǎn)水量的加熱能耗為：8.44×365=3081kW.h。電價(jià)按1元/kW.h計(jì)算，本項(xiàng)目每年用于加熱的能耗費(fèi)用為：3081×1=3081元。

項(xiàng)目位于浙江杭州地區(qū)，經(jīng)度120°17′，緯度30°23′，當(dāng)?shù)鼐暥葍A角平面年平均日照量為11621kJ/㎡。太陽(yáng)能集熱面積為921.6㎡太陽(yáng)能集熱效率為55%，管路熱損失率為0.1。因此，本項(xiàng)目太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)平均每天轉(zhuǎn)化的熱量為：11621kJ/㎡×921.6㎡×55%×（1-0.1）=5301407kJ，本項(xiàng)目全年的太陽(yáng)能產(chǎn)熱量為：5301407kJ/天×365天=1935013555kJ。每立方米天然氣的熱值是36000kJ，燃?xì)忮仩t的效率為80%，生產(chǎn)同樣多的熱水或者同樣多的能耗，每年天然氣的消耗量為：1935013555÷36000÷80%=67188m3。天然氣價(jià)格按3.2元/m3計(jì)算，本項(xiàng)目每年加熱能耗費(fèi)用為：67188×3.2=21.5002萬(wàn)元。

分布式能源系統(tǒng)若全年運(yùn)行350天，每天開(kāi)機(jī)24h，經(jīng)計(jì)算本系統(tǒng)全年發(fā)電總量為1680000kW?h，結(jié)合發(fā)電機(jī)組發(fā)電效率39.20%、天然氣熱值36000kJ/Nm3、天然氣價(jià)格3.2元/Nm3計(jì)算，此系統(tǒng)耗氣量為428571Nm3，燃?xì)赓M(fèi)用為137.1429萬(wàn)元。本系統(tǒng)全年維保費(fèi)用約為25.2萬(wàn)元，合計(jì)全年運(yùn)行費(fèi)用為162.3429萬(wàn)元。

扣除系統(tǒng)內(nèi)水泵等設(shè)備的耗電，本系統(tǒng)全年可提供醫(yī)院電力1596000kW?h，電價(jià)按1元/kW?h計(jì)算，折算為市電電費(fèi)為159.6萬(wàn)元。

本系統(tǒng)全年供熱水量43750t，折合供熱量約為1786000kW?h，按照燃?xì)忮仩t效率80%計(jì)算，本系統(tǒng)余熱供熱水部分折算為常規(guī)系統(tǒng)燃?xì)忮仩t耗氣量約為223307Nm3，燃?xì)赓M(fèi)用為71.4583萬(wàn)元。

綜上所述，本項(xiàng)目采用太陽(yáng)能光熱技術(shù)生產(chǎn)熱水，經(jīng)測(cè)算，每年能夠節(jié)約能耗費(fèi)用約21.1921萬(wàn)元；采用熱電聯(lián)供技術(shù)發(fā)電與生產(chǎn)熱水，與采用市電供電及燃?xì)忮仩t供應(yīng)生活熱水的常規(guī)供能系統(tǒng)相比，根據(jù)擬定的運(yùn)行模式進(jìn)行測(cè)算，預(yù)計(jì)每年可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約255t，每年可以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用68.7154萬(wàn)元；兩者均具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

經(jīng)計(jì)算，本項(xiàng)目采用太陽(yáng)能系統(tǒng)每年能夠節(jié)約67188m3天然氣，降低了天然氣燃燒產(chǎn)生的廢氣排放，改善了生態(tài)環(huán)境；采用燃?xì)鉄犭娐?lián)供系統(tǒng)，SO2排放約減少了684t，相當(dāng)于植樹(shù)37374棵，SO2排放減少了約4t，NOx排放減少了約3t。環(huán)境保護(hù)成效明顯。

本項(xiàng)目有很強(qiáng)的通用性，有力促進(jìn)了可再生能源的應(yīng)用推廣，在節(jié)能減排、改善生態(tài)環(huán)境等多方面，具有良好的示范效應(yīng)，符合國(guó)家科技部《“十三五”國(guó)家社會(huì)發(fā)展科技創(chuàng)新規(guī)劃》中的相關(guān)要求。