微型热电联产在洗浴中心场景的应用分析

0 引言

近年来，随着人民生活质量不断提高，沐浴行业也进入快速发展阶段，从传统的澡堂子开始转变为新型的综合性休闲娱乐场所

，设备逐渐增多，功能不断完善，能耗也不断增加。目前的洗浴中心执行工业电价，热源设备普遍采用传统燃气锅炉，能源费用高，企业运营成本巨大。微型热电联产可同时产电和热水，具有运行费用低的优势，在洗浴中心建设微型热电联产，对企业降低运营成本，提高竞争力，实现节能减排具有重要意义。

1 洗浴中心热耗分析

洗浴中心集洗浴、休闲、娱乐为一体，使用功能多样化，热水用量大且使用时间集中，水温复杂，池水需定期更换，进行辅助加热，整体耗热需求大。洗浴中心的热水系统设计最主要的方面为用水量及水温的确定

。热水用途主要包括淋浴、大池加热、采暖三部分。

1）淋浴

洗浴中心热水箱一般储存60 ℃热水，淋浴时通过调节热水与冷水比例至适合温度进行淋浴。不同类型淋浴水温度见表1。

淋浴用热水量可按式（1）计算：

从服务教学为出发点，本文以近年市场占有率第一的Android平台，基于Bomb云存储服务，以计算机导论课程为例，构建了基于混合架构的通用移动学习平台。该平台能辅助学生利用碎片化时间完成课程难点内容的学习、练习、测试和交互，提高学生学习积极性和效率。同时为教师提供课程管理、教学资源管理、在线交互和各种统计数据服务，使教师能及时与学生交互、掌握学生的学习进度和知识掌握的程度,为学生移动学习提供技术支持和平台。

冬季，洗浴中心为运营旺季，洗浴人数多。夏季为淡季，洗浴人数少。过渡季介于淡、旺季之间。用热负荷需求随着淡、旺季同步波动。图1 为某洗浴中心2020年10月-2021年9月天然气消耗量，可见12月到次年3月天然气消耗明显增加，1月出现峰值，对于项目改造应选择在淡季进行，可将各方面影响降至最小。

q——淋浴热水用水定额（按60 ℃计），L/人，取70~100 L/人。

对项目节能减排进行测算，天然气CO

排放因子取2.019 6 kg/m

，根据《2019 年度减排项目中国区域电网基准线排放因子》华东区域电网CO

排放因子取0.792 1 tCO

/MWh。

根据月平均供热曲线，配置3 台NY40 微型热电联产装置，与燃气锅炉联合供热，满足大池加采暖负荷需求。3 台NY40 微型热电联产装置发电功率66 kW，根据月平均电负荷曲线，3 台NY40 所发电力由洗浴中心消纳。设备参数见表4。

热水浴池水温保持在40～42 ℃之间。池水加热所需的热量为池水表面蒸发损失的热量、池壁和池底传导损失的热量、管道和设备损失的热量以及补充新鲜水加热所需的热量总和

。为了节约水源，环保经济运行，池水保温宜采用池水循环加热，即池水循环净化、消毒、加热的处理方法。

（二）短跑是一项体能主导类、快速力量型的周期性项目，主要特点是距离短、速度快、强度大，其能量供应特点是依靠ATP-CP和糖酵解供能。

3）采暖

洗浴中心包括淋浴区、桑拿区、池浴区、休息区、娱乐区以及客房等。不同区域对温度、湿度要求也不同。洗浴中心冬季采暖设计参数见表2。

2 洗浴中心负荷特点

式（1）中，n——淋浴人数，人。

2）构件信息标准化的应用，解决了不同专业之间的沟通问题，建筑、室内、结构、城规等相关技术人员可以用同一个信息化模型进行工作，有利于专业人员相互讨论交流合作。

从客流情况看，洗浴的时间主要集中在上午10∶00 至次日凌晨2∶00 左右。20∶00 至次日凌晨1∶00 是客流高峰时段。图2 为洗浴中心热水箱水位逐时变化情况，可以看出：10∶00-19∶00 水位变化比较平缓，而20∶00以后，水位变化变陡。

3 微型热电联产的适用性

微型热电联产是小型化、模块化布置在用户侧并能同时发电和供热的装置，通常发电功率≤50 kW。相比于热电分产，热电联产具有节能减排、占地面积小、供热质量高等优点

。微型热电联产可同时产电和热水，适用于洗浴中心常年有热水、电力负荷需求的应用场景。从应用模式看，微型热电联产既可以单台或多台运行，也可以与其他热源设备联合运行。表3为部分已投运的洗浴中心微型热电联产应用案例。

该项目利用Simulink仿真环境对锅炉汽包水位控制系统进行建模，然后分别利用工程整定法和均匀设计法对其进行了参数整定。结果表明，与传统的工程整定法相比，利用均匀设计方法得到的参数组合比工程整定法更加理想，超调量、调节时间和误差均有所降低，系统控制性能得到了明显的改善。

微型热电联产装置经济效益主要体现在运行费用低，因此，方案设计时应尽量使设备处于满负荷、连续运行状态。对于热水需求量大的应用场景，可以通过多能耦合的方法解决。典型解决方案包括微型热电联产+燃气锅炉、微型热电联产+热泵。

微型热电联产与燃气锅炉联合运行，微型热电联产承担基本负荷，燃气锅炉承担调峰负荷。该模式既能发挥微型热电联产的经济效益，同时也可以发挥燃气锅炉启动快，调峰效果好的特点。微型热电联产与燃气锅炉联合运行示意图见图3。

搜集该洗浴中心2019 年用能情况，整理月平均小时供热负荷，月平均小时用电负荷，月外购热水量，如图5至图7所示。

4 案例分析

对项目经济性进行测算，可以看出，与燃气锅炉相比，3 台NY40 年节约能源费用32.21 万元，项目改造费用按照90 万元估算，投资回收期2.8 年。如果按照上海市分布式能源优惠气价2.77元/m

测算，年节约费用49.49 万元，投资回收期1.81 年，项目经济效益更加明显。项目经济性测算见表5。

微型热电联产与空气源热泵联合运行，微型热电联产发出的电力直接驱动热泵制热水，适合热水需求量特别大的场景。也可以分时段运行：日间峰段电价时段，微型热电联产运行；夜间谷段电价时段，空气源热泵运行。充分利用峰谷差价实现经济效益。微型热电联产与空气源热泵联合运行示意图见图4。

4.1 改造方案设计

2）大池加热

运行策略如图8 所示，1-5 月、10-12 月NY40微型热电联产装置满负荷运行，热负荷不足由原锅炉补充。6-9月，微型热电联产装置降负荷运行，锅炉停运。

20世纪90年代，美国哈佛大学的教授根据服务性企业的数据，对利润与市场份额在企业中两者的关系进行研究。研究发现，在企业的利润中顾客的忠诚度是一个相当重要的重要因素。每争取一位新顾客所花成本是维系一位老顾客的5-10倍；而维系一位老顾客给予企业的价值是开发一个新顾客所无法给予的。在20世纪初意大利经济学家帕累托提出的二八营销法则也表明，80%的公司利润来自20%的重要客户，企业经营利润的最大来源是占企业顾客群体中20%的忠诚顾客的重复购买[2]。这些数据表明了忠实顾客对于企业的重要性，及提高顾客忠诚度的必要性。

系统流程图见图9。3 台微型热电联产出水汇管后并入锅炉出水口，回水汇管从锅炉回水口接入。

本文基于空间外差光谱技术的基本特性，将多重信号分类算法应用于空间外差干涉图功率谱估计，采用CAT准则对影响MUSIC算法谱估计结果的信号空间维数p进行自适应定维研究.结果表明改进的CAT准则结合MUSIC算法能很好地实现空间外差干涉图的光谱复原，提高光谱信噪比与复原效果.

4.2 经济性效益分析

上海某洗浴中心，目前有2台燃气锅炉，一运一备，锅炉产生的一次侧80 ℃热水通过板换加热二次侧热水满足采暖和大池加热的需求，淋浴热水通过外购热水满足。为了降低企业能源费用，实现节能减排，设计微型热电联产改造方案。

4.3 节能减排效益分析

党的十八届四中全会决定设立“国家宪法日”，建立宪法宣誓制度，充分显示党中央尊重宪法、遵守宪法的决心，使得全国人民认识到宪法的重要和至高无上的权威。依法治国、宪法先行，全国各地修建宪法公园，宪法进学校、进课堂，进行宪法知识讲座，全民学宪法、领导干部带头学宪法，使得宪法信仰的旗帜再次高高飘扬在共和国的上空。

测算结果表明，与热电分产相比，微型热电联产节约93 tce/年，减排269 tCO

/年，项目环保效益明显。项目节能减排测算表见表6。

5 结论

洗浴中心用热需求大，年营业时间长，用热需求主要包括淋浴、大池加热、冬季采暖。建设微型热电联产，对提高供能安全性，降低运营成本，实现节能减排具有重要意义。

1）根据洗浴中心运营特点，洗浴中心冬季为运营旺季，洗浴人数多。夏季为淡季，洗浴人数少。过渡季介于淡、旺季之间。每年1 月为热负荷最高峰。对于改造类项目应尽量选择在淡季进行，可将各方面影响降至最小。从时段上看，洗浴的时间主要集中在上午10∶00 至次日凌晨2∶00 左右。晚上20∶00至次日凌晨1∶00是客流高峰时段。

2）微型热电联产可同时产电和热水，适用于洗浴中心常年有热水、电力负荷需求的应用场景。对于热水需求量特别大的应用场景，可与其它热源设备联合运行。

微型热电联产与燃气锅炉联合运行，微型热电联产承担基本负荷，燃气锅炉承担调峰负荷。该模式既能实现经济效益，也具有调峰效果好的特点。

应用SPSS 19.0对数据进行统计学分析。计数资料的比较采用χ2检验，P<0.05表示为对比差异有统计学意义。

微型热电联产与空气源热泵联合运行，该模式运行灵活，既可以同时段运行，满足客流高峰时段热水需求，也可以分时段运行，充分利用峰谷差价实现经济效益。

3）微型热电联产具有良好的经济效益和环保效益。测算案例表明：建设3 台NY40 微型热电联产，年节能收益32.21 万元，投资回收期2.8 年。与热电分产相比，微型热电联产节约93 tce/年，减排269 tCO

/年。

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