一、案例简介

为积极响应习近平总书记提出的“碳达峰\碳中和”目标,落实北京市政府及市城管委关于《北京市加快天然气、电力替代非居民用户液化石油气总体工作方案》，教育部、国家电网公司《关于开展“清洁取暖进校园活动”的通知》的文件精神，提供低碳、清洁、安全、高效的热能供应，北京市昌平区教育委员会针对所管辖35所中小学实施了空气源热泵供暖改造项目。

二、技术方案

1.建设内容

本项目是在昌平区教委所辖的35所中小学内进行了“燃气改电”的供暖改造工作，涉及供暖面积15万m。项目总投资约为4000余万元，拆除原燃气锅炉41台，安装空气源热泵143台，总供暖能力为6.37MW。

2.整体方案

(1)改造内容。

35所校园现有供热暖系统大部分为常压燃气锅炉+一次循环系统+板式换热器+二次循环系统，二次为恒压循环，末端为散热器。改造前各校园的燃气锅炉已经服役多年，锅筒出现不同程度的坑蚀，炉管也有多次修补更换，锅炉效率明显下降，锅炉实际能力达不到设计值，锅炉房热源供热能力得不到有效保障。

为解决以上问题，本项目对35所校园的供热设备设施进行改造，即将燃气锅炉供热改为空气源热泵供热，供热范围主要针对各校园教学楼及其他教学附属区域。

改造范围包括新增空气源热泵机组、空气源热泵配套的电缆和管道以及相应的配电柜。

(2)改造方案。

本项目充分考虑经济性，按照保留原供暖系统管网、暖气片等末端设备，以及水泵、分集水器等机房附属设备，仅在屋顶或闲置空地新建空气源热泵机组并接入供暖系统的技术路线进行实施。

供暖热源采用模块涡旋低温空气源热泵机，同时考虑将现有锅炉作为备用热源也接入到新建的空气源热泵供暖系统，在新建管道连接处设置阀门与空气源热泵做热源切换使用。对于部分学校供暖形式为锅炉热水经过板式换热器换热后供末端的二次供暖系统，空气源热泵供暖管道则接至板式换热器二次侧，锅炉与板式换热器之间的管道则保留现状。

3.总体技术路线

(1)适应超低温工况的空气源热泵技术。

空气源热泵是一种能从自然界的空气中获取低品位热能，经过极少量的电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。相对于传统供暖方式，空气源热泵机组具备环保、高效、节能、安全的特点。

(2)可无人值守的智能控制技术。

本项目空气源热泵采用智能模块控制，实现了“无人值守”，系统能够根据设定水温自动改变运行状态，智能识别负荷大小，自动调节输出的功率，从而既满足不同的建筑热需求，又不会浪费能源。

三、商业模式及客户收益

1.商业模式

本项目采用政企合作的商业模式，由国网综合能源服务集团有限公司负责项目投资建设及运营;昌平区教委每年向能源公司支付供暖费用。

2.客户收益与效果

(1)运营安全效益方面。空气源热泵相较于LNG天然气，在运行时不产生明火、无泄漏爆炸隐患，更力操作简便、安全可靠。

(2)环境效益方面。空气源热泵供暖无废渣、废水、废气等污染物排放，35所学校实施“燃气改电

后，清洁供暖面积达15万m2，每年可少燃烧138万㎡天然气，减排二氧化碳1.36万t、二氧化硫0.21t、氮化物0.87t。

(3)技术经济方面。一是电源充足、电价稳定。空气源热泵技术成熟，对比LNG燃气锅炉年可节省燃费约60万元。二是自动化程度高、运维费用低。空气源热泵技术成熟、设备寿命长、自动化程度高，可现远程值守。35所学校可节约人工成本超过百万。

(4)社会生态效益方面。LNG燃气锅炉改为空气源热泵供暖是能源技术革新、全社会共享电网发展成的典型实践。利用更便捷、更安全、更清洁的电能，每年可减少二氧化碳排放约1.36万t，相当于76万楼木全年二氧化碳吸收量。

四、项目亮点及经验总结

(1)商业模式创新。为解决昌平区政府财政紧张，尽快提升校园供暖保障，本项目在商业模式上采用了政企合作的创新模式，由能源公司负责项目的整体投资、建设及运营，昌平区教委每年支付供暖费，实现了政府和企业的双赢局面。

(2)方案整体设计。在项目设计上按照“一校一策”的原则，充分调研了35所校园的能源消费结构、用能需求，以及采暖习惯和技术经济性等特点，因地制宜地制订了先进适用、经济可行的分类改造方案。

(3)项目推进经验。本项目采用“试点先行、稳步推进”的工作思路。按先易后难、循序渐进的顺

序，积极稳妥有序推进项目建设。通过先期对昌平横桥、上念头两所学校试点试验示范，在取得成功经验的基础上，逐步扩大范围，对满足改造条件的剩余33所学校推广燃气锅炉改空气源热泵，全面解决了校园供暖难题。