北京怀柔喇叭沟门 · 级联式清洁供热项目
AIR SOURCE x8 + WATER SOURCE HP x2 | CASCADE HEATING
数字孪生供热运行大屏
DIGITAL TWIN · CASCADE HEAT PUMP SYSTEM
FBox IoT LIVE
系统运行状态 · SYSTEM
级联系统运行正常
供暖面积12,000 m²
供暖天数135天
空气源在线8台 / 8台
中温水源在线2台 / 2台
热负荷30.74 W/m²
总制热量1,050.7 MWh
总耗电量666,009 kWh
▼ 储能削峰填谷 · 用电单价降低
储能前用电单价0.900 元/kWh
储能后综合电价0.759 元/kWh
电价降幅-15.7%
▼ 运行费用对比
储能前运行费用59.94 万元
储能后实际费用50.56 万元
费用节省9.38万 (-15.7%)
管路温度 · TEMPERATURE
室外温度-4.2 ℃
热泵出水温度45.2 ℃
热泵回水温度38.6 ℃
末端出水温度52.8 ℃
末端回水温度42.1 ℃
水箱上温度48.7 ℃
水箱下温度40.2 ℃
柜内温度22.5 ℃
伴热带温度18.3 ℃
⚠ 系统最高出水63.3 ℃
◆ 供暖季室外最低温度场景 · -22℃
室外温度-22.0 ℃
热泵出水45.2 ℃
热泵回水35.8 ℃
末端出水52.8 ℃
末端回水42.1 ℃
◆ 供暖季室外最高温度场景 · 8℃
室外温度8.0 ℃
热泵出水42.0 ℃
热泵回水37.5 ℃
末端出水48.5 ℃
末端回水41.0 ℃
◆ 系统最高出水温度场景 · 63.3℃
系统最高出水温度63.3 ℃ ⚠
ASHP出水(源侧最高)48.5 ℃
WSHP末端出水(设计)55.0 ℃
热泵回水40.2 ℃
水箱上温50.2 ℃
▲ 63.3℃来源分析：超出ASHP极限(48.5℃)和WSHP设计值(55℃)，判断为辅电加热后末端供水峰值或储能水箱辅电加热峰值（系统辅电总耗101,568kWh/3000+h），需结合监测点位确认具体来源。
管路压力 · PRESSURE
热泵出水压力0.38 MPa
热泵回水压力0.32 MPa
末端出水压力0.35 MPa
过滤前压力0.36 MPa
过滤后压力0.34 MPa
系统压力0.36 MPa
自来水压力0.28 MPa
级联供热系统 · 运行原理图
ASHP ×8 ─┐ PARALLEL ┌─ BUFFER TANK → END USER ── WSHP ×2 + TANK ─┘
ASHP x8TANK 25t x2WSHP x2
总制热量
1050.7MWh
空气源970+水源81
总耗电量
666.0MWh
缴费电量累计
收费收入
115.2万
96元/m²×12,000m²
电费支出
50.56万
均价0.759元/kWh
运营利润
64.64万
回报期4.33年
管网漏水
340吨
本季289+前期51吨
投资回报 · ROI
项目总投资280 万元
年收费收入115.2 万元
年电费支出50.56 万元
年运营利润64.64 万元
投资回报期4.33 年
年化ROI23.1%
单位面积利润53.9 元/m²
成本对比 · vs天然气
原系统：天然气罐车+锅炉（仅燃气费，不含折旧运维）
天然气 196万/年
热泵电费 50.56万/年
原燃气费/年196 万元
新电费/年50.56 万元
能源费节省74.2%
原系统/m²(仅气)163.3 元/m²
新系统/m²42.1 元/m²
▼ 碳减排
原系统碳排放1,411.8 tCO₂/年
新系统碳排放386.9 tCO₂/年
年净减碳1,024.9 tCO₂ (72.6%)
能源消耗 · ENERGY
缴费总电量666,009 kWh
电费单价（削峰填谷）峰0.98/谷0.38 元
水泵用电77,172 kWh(13.84%)
辅电用电101,568 kWh
单位面积耗电55.5 kWh/m²
日均/m²耗电0.426 kWh/m²·d
化霜量/占比17,139.6 kWh(1.77%)
FBox设备通讯
喇叭沟门主控318点
中温热泵369点
空气源机组×8481点
总监控点1,168
空气源总体统计 · ASHP SUMMARY
ASHP总制热
969.8MWh
8台合计·本季
ASHP COP
3.00
45℃出水工况
总化霜量
17.1MWh
占比1.77%
均台制热
121.2MWh
969.8÷8
设备品牌
欧适能
欧适能数字能源
欧适能数字能源 空气源机组 × 8 · 本季累计 · ONLINEboxNo: 2440002411002631 | 481 dmon
制热量排行 (kWh)
化霜分析 · DEFROST ANALYSIS
运行参数概览 · OPERATING PROFILE
出水温度
45.2℃
回水温度
38.6℃
温升ΔT
6.6℃
环境温度
-4.2℃
设计出水温度
45℃
最低环境温
-22℃
运行天数
135天
制冷剂
R410A
核心组件
压缩机：封闭涡旋式 · 风机：双EC变频 · 换热器：板式(BPHE) · 控制：欧适能OTE智能系统 · 整机品牌：欧适能数字能源
中温水源热泵 · 2台1模块 · ONLINEboxNo: 240223102504 | 369 dmon
SYSTEM WATER FLOW · REAL-TIMELIVE
25t水箱
均温 44.5℃
SOURCE
WSHP · 水源热泵
提温COP 5.502台1模块
OUTPUT
末端供水
出水 54.5℃
供水 SUPPLY→ → →
54.5 ℃
回水 RETURN← ← ←
42.1 ℃
ΔT = 12.4℃|源侧温升: 45→55℃|提温COP ≈ 5.50
级联提温 · COP增益分析
↑ 水源热泵级联提温使系统SCOP提升 +55.5%
ASHP直供55℃ COP
~2.00
级联系统SCOP
3.11
ASHP COP (45℃)
3.00
WSHP提温COP
5.50
级联提温原理
水源热泵从水箱取~45℃中温水，仅需提温10℃至55℃，温升小→COP高达5.5。相比空气源直供55℃(COP≈2.0)，每度电多产2.75倍热量。级联后系统SCOP从2.0提升至3.11，节电效率提升55.5%。
运行策略说明
设计方案 vs 实际运行
设计：白天空气源制热蓄入水箱，水源HP高峰提温，晚上不供热。
实际：晚间亦需供热，水源HP需24h运行，储能提温策略失效，COP未达设计值。
影响：水源HP累计制热仅占总量8.4%，提温增益有限。
水源换热量占比分析
设计运行逻辑目标占比：约 25%~30%
实际运行逻辑占比：约 12%（水源制热80,904 kWh / 总制热1,050,719 kWh）
结论：由于水源实际占比（12%）远低于设计值（25%~30%），通过储能削峰填谷降低电价的效果一般。储能方案的节费效果受限于水源热泵运行时长不足。
温度趋势室外高/低 + 末端供/回水
月度电量与费用kWh / 万元
机组制热量8台空气源 + 2台水源
成本对比: 热泵 vs 天然气万元 / 元/m²
项目概况
CASCADEAIR SOURCEWATER SOURCE空气源×8FBox
位置
北京怀柔喇叭沟门
方案
空气源+水源HP提温
面积
12,000 m²
设备
空气源×8+水源热泵×2+储能罐×2
投资
280万元
收费
96元/m²
电价
0.9元(测算标准值)
原供热
天然气罐车+锅炉
核心指标
SCOP
3.11
级联提温+55.5%
耗电/m²
55.5
kWh/m²·季
热负荷
30.74
W/m²
能源节省
74.2%
vs天然气
回报期
4.33年
静态回收
漏水
340t
本季289+前期51t
运行问题与异常分析
⚠ 管网漏水预警
本季漏水量共计340吨（本季监测期289吨 + 前期51吨）。循环泵持续高负荷补水，补入冷水需再次加热，直接增加系统耗电量，是影响运行成本的主因。
⚡ 漏水对能耗的影响
漏水导致系统需持续补水，补入的冷水（约5℃）需从头加热至供水温度（45~55℃），直接增加系统耗电量。
量化影响：340吨漏水再加热约需额外耗电 ~17,800 kWh（按ΔT≈45℃、COP≈3.0估算），折合单位面积额外耗电 ~1.48 kWh/m²。
原因：补水再次加热是额外能耗的主因，漏水越多、补水量越大、额外耗电越高。
⚠ 运行策略偏差
原设计白天供热晚上停运，水源HP定位储能提温。实际晚间亦需供热，储能策略失效。
ℹ 数据取值说明
本项目大部分运行数据直接采用 FBox 历史记录的最后一条值作为当前展示值，数据来源与取值方式保持一致。
储能前后对比 · ENERGY STORAGE COMPARISON
同等总制热量1,050.7 MWh下的耗电与费用对比
场景A · 储能前（空气源直供）
制热方式空气源直供45℃
耗电量666,009 kWh
电价0.900 元/kWh（固定）
运行费用59.94 万元
单位面积费用49.95 元/m²
场景B · 储能后（水源HP+储能水箱）
制热方式级联+削峰填谷
耗电量666,009 kWh
电价0.759 元/kWh（综合）
运行费用50.56 万元
单位面积费用42.13 元/m²
储能削峰填谷节省 9.38万元/年（-15.7%）| 单价降低 0.141元/kWh
投资回报分析
总投资
280万
年收入
115.2万
年电费
50.56万
年利润
64.64万
电费均价0.759 元/kWh
能源费/m²42.1 元/m²
利润/m²53.9 元/m²
ROI23.1%
vs天然气系统
原：天然气罐车+锅炉，仅燃气费不含折旧运维
天然气 196万/年
热泵 50.56万/年
年节省145.44万(74.2%)
原系统/m²163.3元
新系统/m²42.1元
节省/m²121.2元
运行问题与优化建议
管网漏水严重：本季漏水量共计340吨（本季289吨+前期51吨），水泵用电占比13.84%（77,172kWh）。漏水导致系统持续补水，补入冷水需再次加热，显著增加额外耗电量，建议排查管路焊接点和阀门密封。
运行策略偏差：原设计白天供热晚上停运，水源HP定位储能提温。实际晚间亦需供热，储能策略失效。水源换热量设计占比25%~30%，实际仅约12%，储能削峰填谷降低电价效果一般。但级联提温使SCOP仍较ASHP直供55℃方案提升55.5%(2.0→3.11)。
辅电偏高：辅助电加热101,568kWh，管道/水罐电热总运行超3,000小时，建议优化辅电控制逻辑。
经济效益：即便存在问题，能源费仍较天然气节省74.2%，回报期4.33年。修复漏水+优化策略后SCOP可进一步提升。
推广价值：验证了级联方案在北京高寒山区(-22℃)的可行性，建议在怀柔延庆推广。
月度电费明细
11月
55,936
¥45,760
12月
166,904
¥126,072
1月
212,056
¥145,319
2月
127,385
¥104,212
3月
103,728
¥84,282
减碳量计算 · CARBON REDUCTION ANALYSIS
热泵替代天然气锅炉供热系统的碳排放对比分析
原系统 · 天然气锅炉碳排放
年天然气消耗量约65.3万m³
天然气碳排放因子2.162 kgCO₂/m³
锅炉效率（估算）90%
年CO₂排放量1,411.8 tCO₂
计算: 天然气费196万元 ÷ 3.0元/m³ ≈ 65.3万m³ → 65.3万 × 2.162 = 1,411.8 tCO₂
新系统 · 热泵用电碳排放
年耗电量666,009 kWh
电网碳排放因子(华北)0.5810 kgCO₂/kWh
年CO₂排放量386.9 tCO₂
计算: 666,009 kWh × 0.5810 kgCO₂/kWh ÷ 1000 = 386.9 tCO₂
注: 电网因子采用2023年华北区域电网平均排放因子
年减碳量
1,024.9
tCO₂/年
碳减排率
72.6%
(1411.8-386.9)/1411.8
单位面积减碳
85.4
kgCO₂/m²·年
等效植树
56,939
棵/年(18kg/棵)
▼ 计算逻辑与数据来源
① 原系统天然气消耗量推算：原天然气费用196万元/年，按北京怀柔地区非居民天然气均价约3.0元/m³计算，年天然气消耗 ≈ 196万 ÷ 3.0 ≈ 65.3万m³。
② 天然气碳排放因子：采用《IPCC 2006国家温室气体清单指南》标准值，天然气燃烧CO₂排放因子为2.162 kgCO₂/m³（含氧化率99.5%）。原系统年排放 = 65.3万 × 2.162 = 1,411.8 tCO₂。
③ 热泵用电碳排放：本季实际总耗电666,009 kWh，采用生态环境部发布的2023年度华北区域电网平均排放因子0.5810 kgCO₂/kWh。热泵系统年排放 = 666,009 × 0.5810 ÷ 1000 = 386.9 tCO₂。
④ 年净减碳量：1,411.8 - 386.9 = 1,024.9 tCO₂/年，碳减排率 72.6%。
⑤ 等效植树：按每棵成年树年吸收约18 kgCO₂计算，年减碳量等效种植约56,939棵树。
⑥ 随电网清洁化趋势：随着可再生能源占比提升，华北电网排放因子将持续下降，热泵系统减碳效果将进一步增强。
原天然气系统 1,411.8 tCO₂/年
热泵系统 386.9 tCO₂/年
年净减碳 1,024.9 tCO₂ · 碳减排率 72.6% · 等效植树 5.7万棵
FBox IoT 数据平台 · PLATFORM
铂物联 FBoxfbox360.comOpenAPIHTTPS
平台
铂物联 FBox IoT
API 网关
openapi.fbox360.com
通信服务器
fbcs101.fbox360.com
认证方式
OAuth2 Client Credentials
Token 有效期
7,200 秒（2小时）
数据采集周期
3,600 秒（1小时）
传输协议
HTTPS + SignalR
设备通信
FBox 边缘网关 → 云端
设备清单 · DEVICES
设备名称boxNo类型hdataitemsdmon 分组监控点数
北京喇叭沟门主控2440002510008588boxType=827318
中温热泵240223102504boxType=8711369
空气源机组×82440002411002631boxType=82513481
总监控点1,168
数据采集通道 · DATA CHANNELS
主控 hdataitems
2
数据采集 + 数据采集1
中温热泵 hdataitems
7
系统运行+膨胀阀+热表+电表
空气源 hdataitems
25
Q1E1~Q8E8 + T1P1~T8P8
采集周期
1h
3600秒定时采集
主控 · 数据采集15通道
　末端出水/回水温度、热泵出水/回水温度、室外温度、柜内温度
　末端出水/热泵出水/回水/过滤前/过滤后压力、自来水压力
　末端供水辅热温度、热泵回水辅热温度、伴热带温度
主控 · 数据采集17通道
　电能总功率PLC10/PLC11、水表流量、辅电时间×4
空气源 · Q1E1~Q8E8每台8通道
　COP、运行功率、累计制热量/制冷量、电表数、辅电计时、化霜量、水表数
空气源 · T1P1~T8P8每台7通道
　室外温度、水箱上下温度、内侧流量、系统/排气/吸气压力、进出水温度
监控点数据源解析 · SENSOR BREAKDOWN
3台 FBox 网关设备，通过 HTTPS + SignalR 实时推送采集数据。
主控 · 318监控点
2组 hdata · 7个 dmon 分组
末端出水/回水温度 · 压力
热泵出水/回水温度
室外温度 · 柜内温度
电能总功率 · 水表流量
中温热泵 · 369监控点
7组 hdata · 11个 dmon 分组
膨胀阀参数 · 热表数据
电表数据 · 过热保护
累计电量 · 运行状态
空气源×8 · 481监控点
25组 hdata · 13个 dmon 分组
Q1E1~Q8E8 能耗计量
T1P1~T8P8 温度压力
累计制热量 · 化霜量
监控点分布矩阵
设备名称boxNo类型hdataitemsdmon 分组监控点数
北京喇叭沟门主控2440002510008588boxType=827318
中温热泵240223102504boxType=8711369
空气源机组×82440002411002631boxType=82513481
总监控点1,168
数据可信性 · DATA INTEGRITY
✓ 直连设备，非人工录入
所有数据通过 FBox 边缘网关自动采集，经 HTTPS 加密通道上传至铂物联云端，无人工干预环节。
✓ 1,168 个监控点全量覆盖
覆盖温度（进出水/室外/柜内）、压力（5路）、流量、功率、COP、化霜量等全部运行参数。
✓ 小时级连续采集
3600秒固定周期采集，历史数据可追溯至设备上线时间，支持任意时间范围查询。
✓ OAuth2 标准认证 + API 限流保护
Token 有效期 2 小时，自动续期；API 网关内置速率限制，防止数据篡改与滥用。
能源站参数 · ENERGY STATION
设备运行正常
品牌欧适能数字能源站
箱体尺寸8500×2500×2800mm
热泵数量8台
单台热泵功率10 kW
热泵总功率80 kW
电辅热功率75 kW
总输入功率155 kW
COP3.0
输出热功率315 kW
蒸发器位置箱顶
风机类型EBM双扇叶
风机数量2组(每组4台·双扇叶)
管路温度 · REALTIME
室外温度5.2 ℃
供水温度48.3 ℃
回水温度42.1 ℃
供回水温差ΔT6.2 ℃
压缩机排气温度78.5 ℃
蒸发器进口温度2.1 ℃
蒸发器出口温度-1.3 ℃
WATER FLOW · REAL-TIMELIVE
供水 SUPPLY→ → →48.3 ℃
回水 RETURN← ← ←42.1 ℃
膨胀阀参数 · EXV
膨胀阀开度45%
过热度5.2 K
过冷度3.8 K
高压压力2.45 MPa
低压压力0.65 MPa
欧适能数字能源站 · 3D数字孪生
点击热泵主机查看内部结构
8台热泵主机COP 3.0
HP-01 热泵主机
压缩机 Compressor
类型全封闭涡旋式
排气温度78.5 ℃
吸气温度5.2 ℃
运行功率9.8 kW
运行电流15.2 A
冷凝器 Condenser
类型不锈钢板式换热器
供水温度48.3 ℃
回水温度42.1 ℃
温差ΔT6.2 ℃
蒸发器 Evaporator
类型铜管铝翅片式
进口温度2.1 ℃
出口温度-1.3 ℃
翅片温度1.8 ℃
膨胀阀 EXV
阀门开度45%
过热度5.2 K
过冷度3.8 K
高压压力2.45 MPa
低压压力0.65 MPa
系统 System
COP3.0
辅电加热待机
空气热源→蒸发器(吸热)→压缩机(做功)→冷凝器(放热→水)→膨胀阀(降压)→循环R407C
总输入功率
155kW
热泵80+辅热75
输出热功率
315kW
COP 3.0
供水温度
48.3℃
设计45~51℃
回水温度
42.1℃
设计39~45℃
热泵运行
8/8台
全部在线
室外温度
5.2℃
环境温度
8台热泵机组 · HP STATUS
EBM风机状态 · FAN (2组)
蒸发器状态 · EVAP
蒸发器类型顶置翅片式
蒸发器数量8组
进口温度2.1 ℃
出口温度-1.3 ℃
化霜状态正常
翅片温度1.8 ℃
FBox设备通讯
北京喇叭沟门能源站在线
boxNo2440002406000274
主机-DEU-A508台在线
boxNo240224012849
数据条目T/Q/系统/膨胀阀/热量
数据刷新5s