国家能源局入编案例：常熟新城中心区水源热泵区域供冷供热项目

国家能源局入编案例

常熟新城中心区

水源热泵区域供冷供热项目

一、项目基本情况

本项目为常熟新城中心区水源热泵区域供冷供热项目，项目投资建设初衷是为满足常熟滨江新城中心区105万㎡建筑的供暖、空调及生活热水需求，因地制宜的采用可再生能源-常浒河水作为冷热源，通过水源热泵供冷供热的方式，大幅提高区域的可再生能源占比，降低建筑能耗，减少碳排放，打造低碳排放示范区域。

本项目投资建设单位为江苏成创新能源科技有限公司，项目总投资1.68亿元，规划建设能源站1座+30座换热站，供能管网25km，规划服务面积105万㎡，其中住宅面积约40万㎡，服务居民1万多户，企业单位200多家，特许经营权20年。一期工程已于2018年11月投入使用。

本项目位于江苏省苏州市常熟市，2022年中国人均收入十强县之一。地表水资源丰富，境内水网交织，各河流湖荡均属太湖水系，其分布呈以城区为轴心向四乡辐射状，东南较密，西北较疏，河道较小，水流平稳。主要河流有望虞河、白茆塘、常浒河、元和塘、张家港、盐铁塘、耿泾塘等，湖泊有昆承湖、尚湖、南湖荡等。

二、技术路线及工艺流程

1. 负荷情况

本项目设计装机总冷负荷42.38MW，其中热泵主机承担35.69MW，其余由蓄能设备承担；设计装机供热负荷28.46MW，其中热泵主机装机量为36.45MW（以冷负荷选热泵主机）。蓄能水池容积为3780m³。生活热水供应量为106.27m³/d。生活热水水箱1个，容积为120m3。

滨江新城濒江临港，位于常熟经济开发区中心位置，是常熟经济开发区的重要组成部分。用能场景包含办公楼、商业、酒店、学校以及住宅等。

用能需求包括夏季供冷、冬季供热以及部分商业、酒店项目全年24h生活热水等。

2. 技术路线

本项目从可再生能源规模化应用、冷热高效储存、系统动态全局运行优化以及区域“产能－储能－用能”一体化与柔性调节入手与。实现建筑能源系统低碳化、高效化、电气化、智能化。

（1）可再生能源规模化应用

本项目构建了以河水源为核心的可再生能源综合利用体系，利用区域内资源的时空分布特性，量化能源质和量，将低品位可再生能源利用三级压缩离心式热泵变为高品质能源。

水源热泵系统就是利用地表水蕴含的能量作为冷源或热源，最终为建筑提供冷量或热量的系统。地表水中所蕴含的冷热能是典型的可再生能源，因此，地表水源热泵系统也是可再生能源的一种利用方式，是一种具有节能、环保意义的绿色供能空调系统。地表水源热泵系统的主要特点：

①绿色能源，环保效益显著

空调系统采用水作为冷热源取代了锅炉、冷却塔，无需燃煤或燃油，不必向大气排放污染物，只需消耗少量的电能。比较燃煤锅炉CO2排放量与用相同燃料产电驱动热泵所排放的CO2量，使用热泵平均可减少30％的CO2排放量，在一些场合甚至可减少50％。因此水源热泵系统对环境保护的贡献相当大。

②高效节能，运行费用低

由于水的热容量较大，换热效率高，因此水源热泵具有较高的COP值，一般在4～5.5以上，水源热泵系统可以通过少量的电能输入获得较高的能量输出，运行高效节能。

③一机多用，使用灵活

水源热泵冬季可以代替锅炉为建筑供热，夏季可以代替制冷机组和冷却塔为建筑供冷，同时全年可以制取生活热水。

（2）冷热高效储存

采用电驱动热泵冷热水存储系统实现冷热能源的高效制取与存储，实现建筑负荷的度日调节。

水蓄能系统，是在用电低谷时段将系统的能量储存起来，在用电高峰时段将所储存的能量释放出来，达到降低成本的目的。

水蓄能系统从宏观意义上能平衡电网的负荷，充分发挥发电设备的效率，减少装机容量；从投资方的角度上讲，能充分利用峰谷电价差带来节省大量的系统运行费用，根据系统蓄能量的不同可节省运行费用，还能减少电网接入容量，解决电力不足的问题。

3. 系统配置

（1）项目系统构成

本项目包含地表水取水及水处理系统、能源站水源热泵系统、能源输配管网系统以及用户换热站系统和末端系统等组成。

（2）水源热泵系统流程

冬季，常浒河河水经取水泵加压后送至绿色能源站，经热泵蒸发器（最低设计进出水温度为7.0/5.0℃，取水温度10.0℃以上时，按5.0℃温差运行）后，经排水管道排入北小塘河道。一次网回水（设计温度40.5℃）经循环水泵增压后进入热泵机组冷凝器侧升温至46.5℃，经一次网供至各三级泵房，经三级泵房直接供热或板换间接换热。

夏季，常浒河河水经取水泵加压后送至绿色能源站，经热泵冷凝器（设计进出水温度为28.0/35.0℃）后，经排水管排入北小塘河道。一次网回水（设计温度13.0℃）经循环水泵增压后进入热泵机组蒸发器侧降温至5.0℃，经一次网供至各三级泵房，经三级泵房直接供热或板换间接换热。

图1  供冷供热流程

（3）主要设备材料

本项目选用5台离心热泵机组和2台全热回收螺杆式热泵机组，若干组水泵。其中热泵机组使用寿命20年，水泵使用寿命15年，设备采用全球空调市场四大品牌之一，满足国标一级能效，可靠性高。具体详见参数表。

（4）智慧能源管理系统

智慧能源管理系统采用DCS（集散控制系统）方案，在能源站集中控制，用户站点（换热站）无人值守模式，同时建设智慧能源云平台，各系统将实时、全面地监控冷热源、管网、换热站、用户以及通讯网络的运行情况，根据管网负荷的预测和变化，调度按需供能，以满足全网供能量均衡和节能的目的。

4. 运行情况

本项目于2018年11月开始正式运营，主要的能源消耗种类为电能和水，近三年运行数据如下。

三、经营模式

投资方式：江苏成创新能源科技有限公司于2014年6月与常熟经济技术开发区管理委员会签订了“滨江新城绿色能源站投资开发协议”，项目采用BOO（投资+建设+运行管理）的商业模式，授予公司二十年供能特许经营权，协议约定由江苏成创新能源科技有限公司在滨江新城约4.3km2范围内投资建设绿色能源站，为周边供能范围内能源用户提供供冷、供暖、供热水服务。

收费模式：本项目按照“基本费+用能量”的模式收费。

交易模式：本项目住宅用户可在微信生活缴费中缴纳费用；商业用户采用银行转账交易。

经营方式：本项目通过提供供冷、供暖、生活热水服务获得利润。

四、效益分析

本项目的实施避免分散设置供冷（热）机房，节约了社会资源；同时项目采用常浒河水源热泵方案，没有冷却塔、燃气锅炉设施，没有冷却塔噪声、飘水和排热影响，也没有燃烧尾气的排放，属于可再生能源和清洁能源；此外，采用河水源热泵方案，开阔的江面有利于通风散热，而项目供冷区域不再有空调室外机、冷却塔的排热，区域热岛效应得到了弱化，在空调季节区域噪声环境、热环境均回归自然。年均因此项目具有可再生能源利用与节能示范效应，投入运行后也具备良好的经济和社会效益。

目前已享受的支持和优惠政策：

（1）常熟经济技术开发区下达《常熟经济技术开发区循环化改造资金补助方案》的通知，给予1000万元的补贴资金。

（2）根据《常熟市绿色建筑管理暂行办法》（常政办发﹝2015﹞152号）、《常熟市绿色建筑专项引导资金管理办法》（常财规﹝2017﹞6号）等有关规定，对绿色建筑项目进行专项引导资金补助。

五、突出亮点

本项目位于常熟经济技术开发区，规划服务面积105万㎡，总投资1.68亿，将为1万多户居民和200多家企业提供能源供应服务。项目因地制宜的采用河水等作为冷热源，敷设25km的管网，利用冷热水蓄能，通过智慧能源中心，实现用户绿色、动态、高效、降碳的使用场景，全年综合能效达到3.8以上，年减排二氧化碳1550t。

本项目按照建筑综合能源系统的全流程，从四个方面入手。一、可再生能源的规模化集成应用；二、冷热高效存储；三、系统的动态全局运行优化；四、区域“产能－储能－用能”一体化与柔性调节。实现建筑能源系统的低碳化、高效化、电气化与智能化，为我国建筑领域碳中和提供有力支撑。

六、问题和建议

（1）根据本项目实际运行情况，南方夏季需求量相对较大，冬季供热需求量较低，可再生能源区域供冷供热项目仍需要市场培育。

（2）建议在建筑节能等规范中增加可再生能源区域供冷供热相关内容，促进可再生能源区域供冷供热项目发展。

（3）区域供冷供热项目建议由政府统一规划和主导，将供冷供热需求纳入土地出让条件，避免因市场行为导致项目接入率低，开发效果达不到设计要求，造成项目运营偏离设计值，增加不必要的成本。