故城鄭口中學及家屬樓位于河北省衡水市故城縣，該校總占地面積254畝，教學區(qū)占地190畝，建筑面積95000多平方米。家屬樓建筑面積約4.5萬平方米。原有供暖方式為燃氣鍋爐，運行費用較高，且全天分時段運行，供暖不連續(xù)，供暖季室溫無法達標，為在校師生與家屬樓居民帶來了很大困擾。
為了有效解決能耗高、費用高、效果差、舒適性低的供暖現(xiàn)狀，積極響應我國30·60雙碳戰(zhàn)略目標，鄭口中學引入卡林STS高效空氣源熱泵機組，為校區(qū)及家屬樓實現(xiàn)清潔能源集中供暖。
本項目配置51臺型號為KLKQ-STS/S-90/24(I)R3的卡林STS高效空氣源熱泵機組，2021年11月竣工并投入運行，實現(xiàn)冬季連續(xù)穩(wěn)定供熱，室內溫度不低于18℃。
家屬樓建筑面積為44170平方米：其中1#-6#家屬樓為地暖系統(tǒng)，建筑面積為30000平方米，設置一套供暖系統(tǒng)（供暖系統(tǒng)1），共設置卡林STS空氣源熱泵機組16臺；7#、8#、平房部分為散熱器系統(tǒng)，建筑面積為14170平方米，設置一套供暖系統(tǒng)（供暖系統(tǒng)2），共設置卡林STS高溫型空氣源熱泵機組8臺。
校區(qū)供暖建筑面積為62100平方米，其中1#-6#宿舍樓、第二教學樓（散熱器部分）為散熱器系統(tǒng)，建筑面積約34000平米，設置一套供暖系統(tǒng)（供暖系統(tǒng)3），共設置卡林STS高溫型空氣源熱泵機組14臺；7#-9#宿舍樓，第二教學樓（地暖部分）、第三教學樓、綜合樓為地暖系統(tǒng)，建筑面積約28100平米，設置一套供暖系統(tǒng)（供暖系統(tǒng)4）共設置卡林STS空氣源熱泵機組13臺。
系統(tǒng)共計配置51臺STS空氣源熱泵替代原有燃氣鍋爐做為新的熱源設備，實現(xiàn)校區(qū)及家屬樓清潔能源集中供暖。
本次設計主要包括國家相關采暖空調通風設計標準，如下：
1．《民用建筑供熱通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》 GB50736--2012；
2．《建筑給水排水設計規(guī)范》（GB50015-2019）；
3．《商業(yè)或工業(yè)用及類似用途的熱泵熱水機》（GB/T 21362-2008）；
4.《全國民用建筑工程設計技術措施》（暖通空調動力給水排水）
5.《嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》（JGJ 26-2010）；
6.《通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50243-2016）；
7．其他國家相關規(guī)范及技術標準。
經(jīng)查全國民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范室外氣象參數(shù)，衡水市氣象參數(shù)如下：
| 項目 | 數(shù)值 | |
| 室外供暖計算溫度（℃） | -7.9 | 冬季 |
| 室外空調計算溫度（℃） | -10.4 | |
| 室外通風計算相對濕度（%） | -0.9 | |
| 室外平均風速（m/s） | 2 | |
| 大氣壓力（hPa） | 1024.9 |
根據(jù)現(xiàn)場實際勘察了解以及房屋的保溫情況，熱負荷按照36.7w/㎡進行計算。
計算結果如下：105000x36.7w/m2/1000=3854kW
根據(jù)負荷計算，設備選型如下：
| 序號 | 名稱 | 總需求 | 機組型號 | 參數(shù) | 數(shù)量（臺） | 備注 |
| 1 | STS空氣源熱泵機組 | 總熱負荷3854KW | KLKQ-STS/S-90/24(I)R3 |
名義制熱量:98KW 電功率:24KW |
51 | |
| 2 | 循環(huán)水泵 | CHP-1/2 | TD150-22G/4 |
流量200t/h，揚程22m， 功率18.5kW，一用一備； |
2 | 供暖系統(tǒng)1 |
| 3 | 循環(huán)水泵 | CHP-3/4 | TD150-22G/4 |
流量120t/h，揚程24.9m， 功率15kW；一用一備； |
2 | 供暖系統(tǒng)2 |
| 4 | 循環(huán)水泵 | CHP-7/8 | TD150-22G/4 |
流量200t/h，揚程22m， 功率18.5kW，一用一備； |
2 | 供暖系統(tǒng)3 |
| 5 | 循環(huán)水泵 | CHP-5/6 | TD150-22G/4 |
流量120t/h，揚程24.9m， 功率15kW；一用一備； |
2 | 供暖系統(tǒng)4 |
| 序號 | 冬季采暖形式 | 單位 | 卡林STS空氣源熱泵 | 燃氣鍋爐 | 備注 |
| 1 | 能源種類 | - | 電能 | 電能+燃氣 | |
| 2 | 供熱總負荷 | kW | 3854 | 3854 | |
| 3 | 全年耗熱量 | 萬kWh | 675.6 | 675.6 | |
| 4 | 全年耗能量 | 萬kWh | 225.2 | 15.9 | 耗電量 |
| 萬Nm3 | / | 83.9 | 耗氣量 | ||
| 5 | 全年運行費用 | 萬元 | 112.6 | 301.6 | |
| 6 | 單位面積采暖費用 | 元/㎡ | 10.7 | 28.7 | |
| 7 | 間接CO2排放 | tCO2/年 | 1308.5 | 1673.4 |
注：
1.能源價格：電價0.50元/度；氣價3.5元/m3；燃氣的熱值按35.1MJ/kg；冬季運行時間120天；
2.根據(jù)《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南 發(fā)電設施》（環(huán)辦氣候〔2021〕9號），全國電網(wǎng)排放因子為0.5810tCO2/MWh。天然氣為1.88kgCO2/Nm3。
1）節(jié)能
原燃氣鍋爐供暖系統(tǒng)運行費用為28.7元/（㎡·供暖季）（天然氣價格3.5元/m3），改造后，空氣源熱泵供暖系統(tǒng)運行費用為10.7元/（㎡·供暖季）（電價0.50元/KWh）與原系統(tǒng)相比，每年運行費用減少18.0元/（㎡·供暖季）,節(jié)約62.7%的運行費用。
2）環(huán)保減排
CO2排放量按2018年全國度電平均碳排放系數(shù)0.592 kg CO2/kWh計算，比改造前減少21.8%。大氣污染物排放：改造后熱泵供暖系統(tǒng)使用現(xiàn)場為大氣污染物為零排放，間接產(chǎn)生的NOx排放量比改造前燃氣鍋爐減少70.4%，PM2.5排放量比改造前減少11.7%。
歷經(jīng)上一個完整供暖季的實踐驗證，卡林STS高效空氣源熱泵為鄭口中學及家屬樓用戶營造了溫暖舒適、清潔環(huán)保的工作生活環(huán)境，且大幅度降低了供暖設備的運行費用，印證了空氣源熱泵代煤、代氣是助力國家實現(xiàn)減碳的有效途徑。
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