DUAL-OLYMPIC VENUE · BEIJING

国家游泳中心(水立方)
双奥场馆冷热源升级 · power AI 数字能源系统

以 power AI 数字能源系统替代市政热网购热:采暖季空调采暖、池水预热与池岸地板辐射由 24 台 DEU-A90 空气源热泵(北广场 3 列 × 8 台纵队)+ 150 m³ 蓄热水箱 + 群智能控制承担,40~50 ℃ 低温出水与末端匹配;现有开利离心冷机保留供冷;市政热网保留为极寒/尖峰兜底(环温 ≤ −9 ℃ 或热泵边际成本高于热价时投入),逐时仿真校核缺口率 0%。集中式为推荐方案(分布式 27 台比选),总投资 769.0 万元(96.7 元/㎡),静态回收 3.26 年。

赛时建筑面积 79,532 ㎡ 24 × DEU-A90 150 m³ 蓄热水箱 冷热源升级 · 集中/分布双轨比选 power AI 群控 · AI 节能率默认 10%

项目概况

场馆基本信息 方案 · 聚合口径

现状采暖费 = 45 元/㎡·季(北京市非居民集中热价聚合口径)× 79,532 ㎡ = 357.9 万元/年;现状供冷电费(现有离心机逐时仿真估算)≈ 94.0 万元/供冷季。两处均为本方案的收益基准。

技术路线 口径 · 引擎输出

空气源热泵纵队24×DEU-A90 · 北广场
→
蓄热水箱150 m³ · 谷电蓄热
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市政热网兜底≤−9℃ · 边际成本裁决
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场馆末端空调采暖 + 池水预热 + 池岸辐射
本方案热泵替代市政购热 · 40~50℃ 出水
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现有离心冷机2,800 RT 保留供冷
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power AI 群控寻优谷电蓄热 · 峰段释能 · 极寒兜底

能源站按 DES 规则定制组站(X 级):24×DEU-A90 散装 + DHM 数字水力模块 + 150 m³ 水箱,工厂预装、现场水电接驳;控制施耐德/ABB/西门子,循环泵 Wilo。机组布置遵循竖向并列纵队死规则:3 列 × 8 台、列内沿场地纵轴、净距约 2 m。

现状系统诊断 → 方案概览(公开资料口径)

现状系统诊断(四项) 现状保留

冷源 · B2 制冷机房

开利离心机 3×800RT + 1×400RT(热回收型),合计 2,800 RT ≈ 9,847 kW,R134a,2008 年投运 · 保留供冷

热源 · 市政热网

市政热网 → B2 板换 → 60/50 ℃ 二次热水(空调采暖 + 池岸地板辐射 25~27 ℃);现状采暖费 357.9 万/年 · 本方案替代

空腔通风

双层 ETFE 空腔 40 ℃ 开启排风(2/3 设计风量);实测机械通风 83 万 m³/h 可排热 2,300~5,800 kW、室内得热减 45%

冬奥制冰 · R449A

3 套可移动撬装冷冻站(两用一备,单套约 361 kW)+ 3 台低温风冷螺杆,冰面 −8.5 ℃ · 冬奥遗产独立运行

方案概览(集中式 · 推荐) RECOMMENDED

24×热泵纵队24×DEU-A90 · 北广场 3 列 × 8 台
150 m³蓄热水箱150 m³ · ≈2,618 kWh 调峰
0%市政耦合兜底≤−9 ℃ 全兜底 · 缺口率 0%
10%群智能控制power AI · AI 节能率默认 10%
集中式综合投资 769.0 万元 = 设备+安装 676.0(85 元/㎡ 聚合)+ 蓄热水箱 48.0(150 m³)+ 电力增容 45.0,综合强度 96.7 元/㎡(≤ 100 元/㎡ 控制线达标);分布式比选 1,058.4 万元(125 元/㎡ 档聚合,对外 120~130 元/㎡ 档)。供冷保留现有离心机,零改造投资。

投资与回收(聚合口径 · 无设备单价)

投资构成 万元

集中式综合投资 769.0 万元 = 设备+安装 676.0(85 元/㎡ 聚合)+ 蓄热水箱 48.0(150 m³)+ 电力增容 45.0,综合强度 96.7 元/㎡(≤ 100 元/㎡ 控制线达标);分布式比选 1,058.4 万元(125 元/㎡ 档聚合,对外 120~130 元/㎡ 档)。供冷保留现有离心机,零改造投资。

供暖季运行账 元/㎡

供暖季方案运行成本 = 热泵电费 80.6 万(125.0 万 kWh × 蓄热调度后均价 0.6448 元/kWh,谷电占比 41.6%)+ 市政兜底热费 26.7 万(170.2 万 kWh热 · 占季热负荷 31.1%)+ 运维 15.0 万 = 122.3 万元/季,较现状市政热费 357.9 万 → 年净改善 235.7 万元,静态回收期 3.26 年(分布式 4.49 年)。

节能减排效益(供暖季)

替代市政热力(0.24 kgCO₂/kWh热,估算口径):按引擎热泵季供热量折算,供暖季减碳 903.8 t CO₂;另有供冷侧 AI 群控节电 9.4 万 kWh/季(基线 94.0 万 × 10%)。双奥场馆示范效应契合绿色场馆运营与 ESG 披露。

power AI 引擎 —— 双奥场馆能源系统的智慧大脑

power AI 群智能控制贯穿供暖季:气候补偿——供水温度随环温在 40~50 ℃ 线性调节,与池岸地板辐射(25~27 ℃)末端匹配;分时蓄热调度——谷段(23:00–7:00)水箱蓄热、峰段(8–11 / 17–21 h)释能,谷电占比 41.6%、热泵侧均价降至 0.6448 元/kWh;市政兜底耦合——环温 ≤ −9 ℃ 或热泵边际成本高于 0.157 元/kWh热 时自动切换市政热网;机群逐时寻优——电耗 ×(1−AI 节能率),供热量不变。

AI 群控节能率默认 10%(0~20% 可调);策略全程留痕,偏差超 20% 自动回退原运行模式。供冷侧对现有离心机群控优化,节电率同为 10%(9.4 万/季)。

全季系统 SCOP 3.01(含输配与系统修正、AI 后);官网 SCOP 4.50 为 12 ℃ 工况点宣传值,可对标实测 3.42~3.77。设计寿命 25~30 年,20 年测算期内无需重置投资。