单位名称(公章):天津科技大学
主题:节能、节水工作
方向:合同能源管理
摘要:天津科技大学“浴室废热回收制热水合同能源管理项目”,涉及3个学生浴室,分别于2012年、2017年完成实施。
项目采用废热回收系统,通过对洗浴废水中的废热(约34℃)进行深度回收利用,四季全天候稳定生产热水,能源效率达520%以上。项目取代了燃气锅炉,同步实现了浴室节能、环保与安全改造。
项目采用合同能源管理模式,引进社会资本及专业队伍。校方节省了投资,规避了风险,实现了节能改造,且浴室管理水平及学生满意度获得大幅提升。
关键词:节能改造 浴室废热回收 合同能源管理
一、基本情况
单位性质:天津科技大学是中央和地方共建、天津市重点建设高校,属事业单位,学校有滨海、河西两个校区,占地面积150多万平方米。目前,学校已获“节约型公共机构示范单位”及“公共机构能效领跑者”称号。
人员数量:本、硕、博全日制在校生26000余人,教职工2000余人。
气候区:学校位于天津市,其气候区为寒冷地区。
能源消耗情况(2018年度):电2897.2万度、气62.1万m³、供暖328366吉焦,年总能耗折合标煤量15584吨(其中,供暖折合标煤量11197吨)。
二、推进措施
(一)河西校区(老校区)浴室节能工作措施
1、进行用能设备的能耗水平调查:发现锅炉的能效低,能源成本高,洗浴热水年均能源成本达12.9元/吨。
2、进行用能设备的安全隐患排查:发现浴室燃气锅炉已投运多年,设备老化,其爆炸、燃烧、中毒的安全风险日益增大。
3、对燃气锅炉、电锅炉、太阳能、空气能、废热回收等热水设备进行调研:
(1)不同热水设备性能调查表(以热水产能20吨/h为例)
燃气锅炉 | 空气能 | 太阳能 | 电锅炉 | 浴室废热回收 | |
产能设计标准 | 冬季 | 春、秋季 | 春、秋晴朗天气 | 冬季 | 冬季 |
能源种类 | 天然气 | 电力 | 电力(电辅助) | 电力 | 电力 |
设备电负荷 | / | 510kw | 850kw | 850kw | 170kw |
能源热值 | 8000kcal/m³ | 860kcal/kwh | 860kcal/kwh | 860kcal/kwh | 860kcal/kwh |
能源价格 | 2.66元/m³ | 0.505元/kwh | 0.505元/kwh | 0.505元/kwh | 0.505元/kwh |
年平均能源效率 | 85% | 260% | 50%水量需电辅 | 97% | 520% |
冬季能源效率 | 85% | 150% | 依靠电辅制热水 | 97% | 520% |
吨热水能源成本 | 12.9元 | 7.4元 | 10元(电辅) | 20.0元 | 3.7元 |
供水保障能力 | 稳定 | 冬季热水供应 严重不足 | 阴雨天无热水;冬季严重不足 | 稳定 | 稳定 |
设备寿命 | 10年 | 5-8年 | 15年 | 5-8年 | 15年 |
设备安全风险 | 爆炸、燃烧 | 雷击风险 | 雷击风险 | 低 | 低 |
故障率 | 低 | 较高(结霜、冻堵) | 高(冻堵、破裂) | 低 | 低 |
室外噪音污染 | 无 | 噪音污染 | 无 | 无 | 无 |
环境污染 | 氮氧化物、 二氧化碳 | 无 | 无 | 无 | 无 |
对建筑的影响 | 低 | 影响观瞻、承重 | 影响防水、承重 | 低 | 低 |
(2)浴室废热回收制热水系统性能分析:
该系统以洗浴废水中的废热为热源(四季均34℃左右),通过对浴室废热的深度回收利用(排放废水的温度从35℃降到低于5℃),用于加热自来水,实现洗浴热水生产供应,实现节能与节约能源成本。
该系统集成了机械、电子、换热、防腐、防垢、控制等技术,能四季全天候稳定生产热水,能代替燃气锅炉,能源效率达520%以上。在实现浴室节能改造的同时,同步实现了浴室安全与环保改造。
该系统具有保障性强、节能率高、环保性能好、安全性高、故障率低、寿命长、对校园影响小等特点,是新一代安全、节能型热水设备。
4、节能设备选择:废热回收热水系统的保障能力、稳定性、节能率、经济性、安全性、适用性等综合性能,优于太阳能、空气能、电锅炉、燃气锅炉等热水设备,因此,选用废热回收系统进行浴室节能与安全改造。
5、合作模式选择:鉴于当时浴室废热回收属于新技术,应用少,有一定投资风险,经深入技术调研及慎重研究决策,与天津德仕能科技有限公司达成了合同能源管理合作协议。
6、项目实施:2012年8月完成,废热回收系统的热水规模为10吨/h,为约8000名学生提供了洗浴保障服务。
(二)滨海校区(主校区)浴室节能工作措施
1、进行用能设备的能耗水平调查:浴室燃气锅炉的能效低,能源成本高,洗浴热水年均能源成本达10.9元/吨,需进行节能改造。
2、进行用能设备的安全隐患排查:浴室燃气锅炉已投运多年,设备老化,其爆炸、燃烧、中毒的安全风险日益增大,需进行安全改造。
3、节能设备及合作模式选择:借鉴河西校区浴室合同能源管理项目的成功经验,滨海校区同样采取合同能源管理模式,继续选用废热回收系统,对2个浴室进行了节能与安全改造,拆除了燃气锅炉。
4、项目实施:2017年8月完成,2个浴室废热回收系统的热水规模分别为20吨/h、15吨/h,为约15000名学生提供了洗浴保障服务。
(三)浴室废热回收制热水系统工作原理图
图中:Q1:废热回收设备消耗的电能
Q2:从废水中回收的热能
Q3:自来水(洗浴热水)得到的热能
Q3=Q1+Q2>5Q1
三、成果效益
浴室废热回收制热水合同能源管理项目投运以来,取得了良好的生态效益、社会效益与经济效益。
1、实现了校园节能降耗:通过废热回收利用,每年节能量为425.8吨标准煤(生均节能18.5公斤标煤)。
2、浴室实现二氧化碳及氮氧化物的零排放:取消燃气锅炉,每年减排二氧化碳772吨,氮氧化物零排放。
3、提高了校园安全水平:取消燃气锅炉,排除了锅炉爆炸、燃烧、中毒的安全风险。
4、经济效益优良:与燃气锅炉比较,节约能源成本60%以上。
5、节约财政资金:引进社会资本708万元,校方节省了大额投资,并规避了投资风险。
6、提高了后勤管理服务水平:节能服务公司负责项目运营,提升了浴室运行、维保水平,提高了学生满意度。
7、 起到了良好的示范引领作用:国内多所高校前来学习考察并已成功引进。
浴室废热回收制热水系统
四、经验总结
1、项目节能技术十分先进:废热回收系统比燃气锅炉节约能源成本60%以上,比电锅炉节能80%以上,且其热水能源成本大大低于太阳能及空气能热水系统。
2、节能设备具有供水保障能力:项目能四季全天候稳定生产热水,能代替燃气锅炉。其供水保障能力,特别是冬季的供水能力,优于太阳能及空气能热水系统。
3、项目绿色环保:项目能实现二氧化碳及氮氧化物的零排放,能解决燃气锅炉的温室气体、有害气体的排放问题。
4、解决燃气锅炉的安全风险:项目实施后,能取消燃气锅炉,能解决燃气锅炉爆炸、燃烧、中毒的安全风险问题。
5、合同能源管理的优势:能节省投资、规避投资风险,能提升运营与维保管理水平,有利于节能项目的推进与实施。
6、项目的市场前景巨大:项目适用于我国所有气候区,适用于大中专院校、住宿制中学、机关、医院等公共机构的浴室节能与安全改造。
7、项目的节能前景巨大:仅以普通大中专院校为例(学校5985所,学生约4600万人),其学校浴室节能改造的节能总量可达85万吨标准煤/年。
8、项目能产生良好的示范引领作用:
(1)本项目成功投运后,先后有多所高校前来考察学习,已成功引进同类项目的高校有:天津师范大学、天津城建大学、天津理工大学、天津商业大学、河北师范大学、中国人民公安大学、北京交通大学、郑州大学等。
(2)引进本项目的学校,同样能对其所在地区及周边区域的大中专院校的浴室节能改造工作产生良好的示范引领作用。
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