微型熱電聯(lián)產(chǎn)在洗浴中心場(chǎng)景的應(yīng)用分析

0 引言

近年來，隨著人民生活質(zhì)量不斷提高，沐浴行業(yè)也進(jìn)入快速發(fā)展階段，從傳統(tǒng)的澡堂子開始轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦偷木C合性休閑娛樂場(chǎng)所

，設(shè)備逐漸增多，功能不斷完善，能耗也不斷增加。目前的洗浴中心執(zhí)行工業(yè)電價(jià)，熱源設(shè)備普遍采用傳統(tǒng)燃?xì)忮仩t，能源費(fèi)用高，企業(yè)運(yùn)營成本巨大。微型熱電聯(lián)產(chǎn)可同時(shí)產(chǎn)電和熱水，具有運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)勢(shì)，在洗浴中心建設(shè)微型熱電聯(lián)產(chǎn)，對(duì)企業(yè)降低運(yùn)營成本，提高競(jìng)爭力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有重要意義。

1 洗浴中心熱耗分析

洗浴中心集洗浴、休閑、娛樂為一體，使用功能多樣化，熱水用量大且使用時(shí)間集中，水溫復(fù)雜，池水需定期更換，進(jìn)行輔助加熱，整體耗熱需求大。洗浴中心的熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)最主要的方面為用水量及水溫的確定

。熱水用途主要包括淋浴、大池加熱、采暖三部分。

1）淋浴

洗浴中心熱水箱一般儲(chǔ)存60 ℃熱水，淋浴時(shí)通過調(diào)節(jié)熱水與冷水比例至適合溫度進(jìn)行淋浴。不同類型淋浴水溫度見表1。

淋浴用熱水量可按式（1）計(jì)算：

從服務(wù)教學(xué)為出發(fā)點(diǎn)，本文以近年市場(chǎng)占有率第一的Android平臺(tái)，基于Bomb云存儲(chǔ)服務(wù)，以計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程為例，構(gòu)建了基于混合架構(gòu)的通用移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)。該平臺(tái)能輔助學(xué)生利用碎片化時(shí)間完成課程難點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)、練習(xí)、測(cè)試和交互，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和效率。同時(shí)為教師提供課程管理、教學(xué)資源管理、在線交互和各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)服務(wù)，使教師能及時(shí)與學(xué)生交互、掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和知識(shí)掌握的程度,為學(xué)生移動(dòng)學(xué)習(xí)提供技術(shù)支持和平臺(tái)。

冬季，洗浴中心為運(yùn)營旺季，洗浴人數(shù)多。夏季為淡季，洗浴人數(shù)少。過渡季介于淡、旺季之間。用熱負(fù)荷需求隨著淡、旺季同步波動(dòng)。圖1 為某洗浴中心2020年10月-2021年9月天然氣消耗量，可見12月到次年3月天然氣消耗明顯增加，1月出現(xiàn)峰值，對(duì)于項(xiàng)目改造應(yīng)選擇在淡季進(jìn)行，可將各方面影響降至最小。

q——淋浴熱水用水定額（按60 ℃計(jì)），L/人，取70~100 L/人。

對(duì)項(xiàng)目節(jié)能減排進(jìn)行測(cè)算，天然氣CO

排放因子取2.019 6 kg/m

，根據(jù)《2019 年度減排項(xiàng)目中國區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子》華東區(qū)域電網(wǎng)CO

排放因子取0.792 1 tCO

/MWh。

根據(jù)月平均供熱曲線，配置3 臺(tái)NY40 微型熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，與燃?xì)忮仩t聯(lián)合供熱，滿足大池加采暖負(fù)荷需求。3 臺(tái)NY40 微型熱電聯(lián)產(chǎn)裝置發(fā)電功率66 kW，根據(jù)月平均電負(fù)荷曲線，3 臺(tái)NY40 所發(fā)電力由洗浴中心消納。設(shè)備參數(shù)見表4。

熱水浴池水溫保持在40～42 ℃之間。池水加熱所需的熱量為池水表面蒸發(fā)損失的熱量、池壁和池底傳導(dǎo)損失的熱量、管道和設(shè)備損失的熱量以及補(bǔ)充新鮮水加熱所需的熱量總和

。為了節(jié)約水源，環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，池水保溫宜采用池水循環(huán)加熱，即池水循環(huán)凈化、消毒、加熱的處理方法。

（二）短跑是一項(xiàng)體能主導(dǎo)類、快速力量型的周期性項(xiàng)目，主要特點(diǎn)是距離短、速度快、強(qiáng)度大，其能量供應(yīng)特點(diǎn)是依靠ATP-CP和糖酵解供能。

3）采暖

洗浴中心包括淋浴區(qū)、桑拿區(qū)、池浴區(qū)、休息區(qū)、娛樂區(qū)以及客房等。不同區(qū)域?qū)囟?、濕度要求也不同。洗浴中心冬季采暖設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

2 洗浴中心負(fù)荷特點(diǎn)

式（1）中，n——淋浴人數(shù)，人。

2）構(gòu)件信息標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用，解決了不同專業(yè)之間的溝通問題，建筑、室內(nèi)、結(jié)構(gòu)、城規(guī)等相關(guān)技術(shù)人員可以用同一個(gè)信息化模型進(jìn)行工作，有利于專業(yè)人員相互討論交流合作。

從客流情況看，洗浴的時(shí)間主要集中在上午10∶00 至次日凌晨2∶00 左右。20∶00 至次日凌晨1∶00 是客流高峰時(shí)段。圖2 為洗浴中心熱水箱水位逐時(shí)變化情況，可以看出：10∶00-19∶00 水位變化比較平緩，而20∶00以后，水位變化變陡。

3 微型熱電聯(lián)產(chǎn)的適用性

微型熱電聯(lián)產(chǎn)是小型化、模塊化布置在用戶側(cè)并能同時(shí)發(fā)電和供熱的裝置，通常發(fā)電功率≤50 kW。相比于熱電分產(chǎn)，熱電聯(lián)產(chǎn)具有節(jié)能減排、占地面積小、供熱質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)

。微型熱電聯(lián)產(chǎn)可同時(shí)產(chǎn)電和熱水，適用于洗浴中心常年有熱水、電力負(fù)荷需求的應(yīng)用場(chǎng)景。從應(yīng)用模式看，微型熱電聯(lián)產(chǎn)既可以單臺(tái)或多臺(tái)運(yùn)行，也可以與其他熱源設(shè)備聯(lián)合運(yùn)行。表3為部分已投運(yùn)的洗浴中心微型熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用案例。

該項(xiàng)目利用Simulink仿真環(huán)境對(duì)鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)進(jìn)行建模，然后分別利用工程整定法和均勻設(shè)計(jì)法對(duì)其進(jìn)行了參數(shù)整定。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的工程整定法相比，利用均勻設(shè)計(jì)方法得到的參數(shù)組合比工程整定法更加理想，超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間和誤差均有所降低，系統(tǒng)控制性能得到了明顯的改善。

微型熱電聯(lián)產(chǎn)裝置經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在運(yùn)行費(fèi)用低，因此，方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使設(shè)備處于滿負(fù)荷、連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于熱水需求量大的應(yīng)用場(chǎng)景，可以通過多能耦合的方法解決。典型解決方案包括微型熱電聯(lián)產(chǎn)+燃?xì)忮仩t、微型熱電聯(lián)產(chǎn)+熱泵。

微型熱電聯(lián)產(chǎn)與燃?xì)忮仩t聯(lián)合運(yùn)行，微型熱電聯(lián)產(chǎn)承擔(dān)基本負(fù)荷，燃?xì)忮仩t承擔(dān)調(diào)峰負(fù)荷。該模式既能發(fā)揮微型熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也可以發(fā)揮燃?xì)忮仩t啟動(dòng)快，調(diào)峰效果好的特點(diǎn)。微型熱電聯(lián)產(chǎn)與燃?xì)忮仩t聯(lián)合運(yùn)行示意圖見圖3。

搜集該洗浴中心2019 年用能情況，整理月平均小時(shí)供熱負(fù)荷，月平均小時(shí)用電負(fù)荷，月外購熱水量，如圖5至圖7所示。

4 案例分析

對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行測(cè)算，可以看出，與燃?xì)忮仩t相比，3 臺(tái)NY40 年節(jié)約能源費(fèi)用32.21 萬元，項(xiàng)目改造費(fèi)用按照90 萬元估算，投資回收期2.8 年。如果按照上海市分布式能源優(yōu)惠氣價(jià)2.77元/m

測(cè)算，年節(jié)約費(fèi)用49.49 萬元，投資回收期1.81 年，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益更加明顯。項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性測(cè)算見表5。

微型熱電聯(lián)產(chǎn)與空氣源熱泵聯(lián)合運(yùn)行，微型熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)出的電力直接驅(qū)動(dòng)熱泵制熱水，適合熱水需求量特別大的場(chǎng)景。也可以分時(shí)段運(yùn)行：日間峰段電價(jià)時(shí)段，微型熱電聯(lián)產(chǎn)運(yùn)行；夜間谷段電價(jià)時(shí)段，空氣源熱泵運(yùn)行。充分利用峰谷差價(jià)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。微型熱電聯(lián)產(chǎn)與空氣源熱泵聯(lián)合運(yùn)行示意圖見圖4。

4.1 改造方案設(shè)計(jì)

2）大池加熱

運(yùn)行策略如圖8 所示，1-5 月、10-12 月NY40微型熱電聯(lián)產(chǎn)裝置滿負(fù)荷運(yùn)行，熱負(fù)荷不足由原鍋爐補(bǔ)充。6-9月，微型熱電聯(lián)產(chǎn)裝置降負(fù)荷運(yùn)行，鍋爐停運(yùn)。

20世紀(jì)90年代，美國哈佛大學(xué)的教授根據(jù)服務(wù)性企業(yè)的數(shù)據(jù)，對(duì)利潤與市場(chǎng)份額在企業(yè)中兩者的關(guān)系進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn)，在企業(yè)的利潤中顧客的忠誠度是一個(gè)相當(dāng)重要的重要因素。每爭取一位新顧客所花成本是維系一位老顧客的5-10倍；而維系一位老顧客給予企業(yè)的價(jià)值是開發(fā)一個(gè)新顧客所無法給予的。在20世紀(jì)初意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家帕累托提出的二八營銷法則也表明，80%的公司利潤來自20%的重要客戶，企業(yè)經(jīng)營利潤的最大來源是占企業(yè)顧客群體中20%的忠誠顧客的重復(fù)購買[2]。這些數(shù)據(jù)表明了忠實(shí)顧客對(duì)于企業(yè)的重要性，及提高顧客忠誠度的必要性。

系統(tǒng)流程圖見圖9。3 臺(tái)微型熱電聯(lián)產(chǎn)出水匯管后并入鍋爐出水口，回水匯管從鍋爐回水口接入。

本文基于空間外差光譜技術(shù)的基本特性，將多重信號(hào)分類算法應(yīng)用于空間外差干涉圖功率譜估計(jì)，采用CAT準(zhǔn)則對(duì)影響MUSIC算法譜估計(jì)結(jié)果的信號(hào)空間維數(shù)p進(jìn)行自適應(yīng)定維研究.結(jié)果表明改進(jìn)的CAT準(zhǔn)則結(jié)合MUSIC算法能很好地實(shí)現(xiàn)空間外差干涉圖的光譜復(fù)原，提高光譜信噪比與復(fù)原效果.

4.2 經(jīng)濟(jì)性效益分析

上海某洗浴中心，目前有2臺(tái)燃?xì)忮仩t，一運(yùn)一備，鍋爐產(chǎn)生的一次側(cè)80 ℃熱水通過板換加熱二次側(cè)熱水滿足采暖和大池加熱的需求，淋浴熱水通過外購熱水滿足。為了降低企業(yè)能源費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，設(shè)計(jì)微型熱電聯(lián)產(chǎn)改造方案。

4.3 節(jié)能減排效益分析

黨的十八屆四中全會(huì)決定設(shè)立“國家憲法日”，建立憲法宣誓制度，充分顯示黨中央尊重憲法、遵守憲法的決心，使得全國人民認(rèn)識(shí)到憲法的重要和至高無上的權(quán)威。依法治國、憲法先行，全國各地修建憲法公園，憲法進(jìn)學(xué)校、進(jìn)課堂，進(jìn)行憲法知識(shí)講座，全民學(xué)憲法、領(lǐng)導(dǎo)干部帶頭學(xué)憲法，使得憲法信仰的旗幟再次高高飄揚(yáng)在共和國的上空。

測(cè)算結(jié)果表明，與熱電分產(chǎn)相比，微型熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)約93 tce/年，減排269 tCO

/年，項(xiàng)目環(huán)保效益明顯。項(xiàng)目節(jié)能減排測(cè)算表見表6。

5 結(jié)論

洗浴中心用熱需求大，年?duì)I業(yè)時(shí)間長，用熱需求主要包括淋浴、大池加熱、冬季采暖。建設(shè)微型熱電聯(lián)產(chǎn)，對(duì)提高供能安全性，降低運(yùn)營成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有重要意義。

1）根據(jù)洗浴中心運(yùn)營特點(diǎn)，洗浴中心冬季為運(yùn)營旺季，洗浴人數(shù)多。夏季為淡季，洗浴人數(shù)少。過渡季介于淡、旺季之間。每年1 月為熱負(fù)荷最高峰。對(duì)于改造類項(xiàng)目應(yīng)盡量選擇在淡季進(jìn)行，可將各方面影響降至最小。從時(shí)段上看，洗浴的時(shí)間主要集中在上午10∶00 至次日凌晨2∶00 左右。晚上20∶00至次日凌晨1∶00是客流高峰時(shí)段。

2）微型熱電聯(lián)產(chǎn)可同時(shí)產(chǎn)電和熱水，適用于洗浴中心常年有熱水、電力負(fù)荷需求的應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)于熱水需求量特別大的應(yīng)用場(chǎng)景，可與其它熱源設(shè)備聯(lián)合運(yùn)行。

微型熱電聯(lián)產(chǎn)與燃?xì)忮仩t聯(lián)合運(yùn)行，微型熱電聯(lián)產(chǎn)承擔(dān)基本負(fù)荷，燃?xì)忮仩t承擔(dān)調(diào)峰負(fù)荷。該模式既能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，也具有調(diào)峰效果好的特點(diǎn)。

應(yīng)用SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)數(shù)資料的比較采用χ2檢驗(yàn)，P<0.05表示為對(duì)比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

微型熱電聯(lián)產(chǎn)與空氣源熱泵聯(lián)合運(yùn)行，該模式運(yùn)行靈活，既可以同時(shí)段運(yùn)行，滿足客流高峰時(shí)段熱水需求，也可以分時(shí)段運(yùn)行，充分利用峰谷差價(jià)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。

3）微型熱電聯(lián)產(chǎn)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。測(cè)算案例表明：建設(shè)3 臺(tái)NY40 微型熱電聯(lián)產(chǎn)，年節(jié)能收益32.21 萬元，投資回收期2.8 年。與熱電分產(chǎn)相比，微型熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)約93 tce/年，減排269 tCO

/年。

［1］劉岑.商業(yè)洗浴場(chǎng)所應(yīng)用污水源熱泵的潛力分析:［D］.［碩士學(xué)位論文］.河北：河北工程大學(xué)，2013.

［2］田玉蘭.洗浴中心熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化［J］.節(jié)能與環(huán)保，2003，4:41-43.

［3］CJJ160-2011公共浴場(chǎng)給水排水工程技術(shù)規(guī)程.

［4］CJJ122-2017游泳池給水排水工程技術(shù)規(guī)程.

［5］解東來，駱錦輝，單杰，等.廣州地區(qū)應(yīng)用微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行成本及碳減排分析［J］.應(yīng)用化學(xué)，2016，3:586-590.

［6］郭甲生，李巡案，徐振華，等.燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用［J］.煤氣與熱力，2014，7:15-17.