一、項目基本情況

項目名稱：北京城市副中心城市綠心公園配套建筑地源熱泵供熱、供冷系統項目

項目類型：可再生能源供暖（供冷）項目

項目規模：總建筑面積5萬㎡

總投資：2251.66萬元

所在地能源供應消納條件：本項目供能對象為北京城市副中心城市綠心公園配套的活力匯、網球酒店、游客服務中心、民國院子。

可再生能源資源條件：淺層地熱能。

本項目采用地源熱泵系統，各單體項目地源熱泵裝機100%。

二、技術路線及工藝流程

1. 負荷情況

北京城市副中心城市綠心公園配套建筑總建筑面積5萬㎡，供熱制冷服務面積32595㎡，其中活力匯供熱制冷服務面積19213 ㎡，冷負荷2320kW，熱負荷2060kW；網球酒店供熱制冷服務面積5447 ㎡，冷負荷564kW，熱負荷503kW；游客服務中心總供熱制冷服務面積7449 ㎡，其中游客服務中心南區面積2030 ㎡，冷負荷193kW，熱負荷154.4kW，游客服務中心北區面積1864 ㎡，冷負荷180kW，熱負荷150kW，東區面積1766 ㎡，冷負荷188kW，熱負荷130kW，和西區面積1789 ㎡，冷負荷163kW，熱負荷105kW；民國院子供熱制冷服務面積428 ㎡，冷負荷57kW，熱負荷51kW。

建筑末端采用風機盤管+新風系統，冬季供熱（45/40℃）夏季供冷溫度為（7/12℃）。

2. 技術路線

技術思路：

北京城市副中心城市綠心公園配套建筑，活力匯供熱制冷服務面積19213 ㎡，冷負荷2320kW，熱負荷2060kW，能源站設置地源熱泵機組3臺和水蓄能裝置，系統制冷能力2448kW，供熱 2163kW，室外地埋孔308個，孔深150m；網球酒店供熱制冷服務面積5447 ㎡，冷負荷564kW，熱負荷503kW，能源站設置地源熱泵機組2臺，系統制冷能力624kW，供熱652kW，室外地埋孔84個，孔深150m；游客服務中心總供熱制冷服務面積7449㎡，其中游客服務中心南區設置地源熱泵機組2臺，系統制冷能力197kW，供熱207.4kW，室外地埋孔32個，孔深150m，游客服務中心北區、東區和西區能源站配置相同，均設置地源熱泵機組2臺，系統制冷能力168.8kW，供熱170.6kW，室外地埋孔28個，孔深150m；民國院子供熱制冷服務面積428 ㎡，能源站設置地源熱泵機組2臺，系統制冷能力58.6kW，供熱60.1kW，室外地埋孔12個，孔深150m。

技術特點及技術適用性：

采用分布式供冷（熱）技術

公園內各配套建筑環繞綠心公園而建，西南側活力匯建筑密集，適合建設集中式能源站，為組團內建筑集中供熱供冷。網球酒店距離活力匯組團直線距離400m左右，公園各出入口游客服務中心及民國院子相互之間最短直線距離也在1000m以上，建筑分布分散且距離相對較遠，適合建設分散式能源站；因此，各配套建筑冷熱源系統設計為“集中（活力匯組團）+分散（網球酒店、游客服務中心、民國院子）”的供能模式。

地源熱泵+蓄能技術

項目利用淺層地熱能為熱泵機組的低位冷熱源，使得供能系統具有效率高、能耗低的優點，屬于可再生能源利用。

項目為了充分利用峰谷電價差，活力匯項目采用了水蓄能技術。即用電低谷時段（電費較低的時段）將空調系統的能量儲存起來，在用電高峰時段（電費較高的時段）將儲存的能量釋放出來的熱力過程。因此蓄冷（熱）空調的意義從宏觀上來講，能平衡電網的負荷，充分發揮電站的發電效率；從空調用戶的角度來講，能充分利用不同用電時段的電費差價，節省大量的運行電費。采用蓄冷（熱）空調系統可減少空調系統裝機容量，同時可利用夜間廉價低谷電儲存冷（熱）量，滿足在電力高峰期的空調負荷需要，節約系統運行成本。

3. 系統配置

根據各配套建筑冷熱負荷情況，活力匯、網球酒店采用螺桿式地源熱泵機組，游客中心及民國院子采用渦旋式地源熱泵機組，機組出力可以滿足各配套建筑的冷熱負荷需求。夏季供回水溫度7/12℃，冬季供回水溫度45/40℃。

設備壽命：

機房內相關設備使用壽命20年，地源熱泵室外換熱系統壽命與主體建筑同壽命。

在系統自控方面，一是采用PLC控制系統，觸摸屏顯示，采集數據包括循環泵強電柜中循環泵的手自動信號、運行故障信號、變頻器運行故障信號、頻率輸入輸出信號，并能通過觸摸屏控制循環泵啟停。另外需采集供回水溫度信號、壓力信號、壓差信號；二是通過RS-485通訊方式采集和控制機組的運行數據，機組控制分本地/遠程控制。本地控制狀態下，通過機組觸摸屏控制，遠程狀態下從弱電PLC控制現場PLC所有機組的啟停；三是通過RS-485通訊方式采集，原始數據上傳至本市可再生能源在線監測平臺，也可上傳至本地組態軟件內；四是在熱泵系統主要管道安裝溫度傳感器，在空調側供水總管道及能源側總供水管道安裝熱計量表等，在熱泵主機、循環水泵等設備安裝電量采集表。實時采集系統運行參數。開發熱泵機房監測系統，實現熱泵系統的運行數據實時監測，并按照市新能源監管平臺的接入標準，定時發送數據至市監管平臺。

4. 運行情況

能源消耗種類和數量：系統消耗能源為電。本項目耗電設備主要有地源熱泵機組、系統循環水泵等。各能源站系統冬季COP維持在4.1左右。

用能單位為三個經營主體：綠心園林公司游客中心、網球酒店公司主題酒店、北投體育公司活力匯體育場館，根據辦公、酒店、體育等不同使用功能，分別制定運行策略合理保障供能，供能時間詳細如下：

項目采用100%純地源熱泵系統，能源消耗全部為綠色電力（根據北投集團“零碳綠心”部署，綠心區域含能源系統全部使用綠電），經過2022、2023兩個完整的運行周期（兩個供暖季及兩個制冷季），供能完全能夠滿足不同功能使用需求，電力消耗數量詳見下表：

三、效益分析

本項目根據《關于印發北京市進一步促進地熱兩能開發及系統利用實施意見的通知》（京發改規〔2013〕10號）的有關規定，享受政策性補貼626萬元，其他資金由北京北投生態環境有限公司自籌解決。該項目的實施在經濟、環保、社會方面效益顯著。

1. 經濟效益

本項目包括辦公、體育、酒店及游客中心等多種功能建筑，考慮采用常規能源（市政熱力+冷水機組）供能方式，按照北京地區同類型建筑的能耗指標加權平均后，常規供能方式整年供熱供冷能耗為13～18kgtce/㎡，但不同建筑能耗差異較大。

本項目選用地源熱泵系統方案消耗能源為電力，經初步估算供熱供暖和夏季制冷年消耗電力約150.90萬kWh，年能耗總量折合標準煤為185.46t標準煤，單位面積能耗指標約5.27kgtce/㎡，可減少能耗折合標準煤550t，節能率約75%，項目節能效果明顯。

2. 環保效益

淺層地熱能是蘊藏量非常巨大的可再生能源。它可以單獨運用，也作為常規能源的補充能源。通過建設熱泵系統提取淺層地熱能可節省常規能源，可減少包括CO2、NOX在內的污染物排放。與空氣源熱泵相比，地源熱泵可減少40%以上污染物排放，與電供暖相比，可減少70%以上污染物排放。地源熱泵機組運行既不消耗也不污染地下水，常態運行時基本不需要鍋爐、冷卻塔等設施，無需堆放燃料廢物場地，項目建設環境效益顯著。

經過計算，項目與同等條件全部使用燃氣鍋爐和分體空調供暖相比，年減少二氧化碳排放1114t、減少氮氧化物排放162.9kg。

3. 社會效益

利用地源熱泵系統為建筑提供冬季供暖熱源和夏季制冷冷源，節省能耗，減少污染物排放，滿足國家能源利用方針，且對于北京市實施清潔空氣行動計劃具有輔助作用，通過推動本類項目建設，有利于推動清潔能源結構向低碳能源結構轉變，帶動社會各領域加快形成綠色低碳的生產生活方式，驅動城市綠色發展。