总第65期(2016年第11期)
重庆地处夏热冬冷地区,夏季高温闷热,冬季潮湿阴冷。由于经济和历史原因,重庆市95%以上既有建筑只能采用空调降温采暖,能耗高,能效差,舒适度低。水源热泵技术利用水进行冷热源转换,在夏季将建筑物中的热量“取”出来释放到水体中去,在冬季把贮存在水体中的热能“提取”出来为建筑物供热,达到理想的制冷取暖效果。与常规空调技术相比,具有高效节能、运行可靠、维护方便、绿色低碳等显著优点。该技术在重庆市得到一定程度运用和推广,其示范工程取得了良好的经济、社会、环境效益,从整体上提高地表水水源热泵系统应用和产业发展起到较好的推动作用。
△基础条件得天独厚。重庆市是典型的滨江城市,拥有推广地表水水源热泵技术得天独厚的水量、水温、水质基础条件和地理条件,是长江流域最适宜开展地表水水源热泵系统的城市。重庆境内水资源总量年均超过5000亿立方米,主城九区、江津、涪陵、长寿、潼南、合川、丰都、忠县、万州、云阳、奉节、巫山、武隆、彭水等22区县城市区依长江、嘉陵江、乌江、涪江、渠江等10000km2或以上的大江大河而建;荣昌、綦江、开县、城口、巫溪、石柱、秀山等7区县城市区依1000km2~10000km2的较大支流而建,且城市区所在河流断面流域面积在1000km2以上;重庆市江河水年平均水温18.3℃,温度范围适于水源热泵运行;主要江河水环境质量好,155个地表水监测断面中,Ⅰ~Ⅲ类水质断面占85%以上,为水源热泵推广创造了良好的条件。
△起步与示范。2006年,重庆市被建设部选定为国家淡水源热泵示范城市,并启动水源热泵试点示范工作,分别建成利用长江水、嘉陵江水及湖水水源热泵试点项目3个,面积5000余平方米。2007年,重庆市建委与财政局联合出台了《重庆市可再生能源建筑应用示范工程专项补助资金管理暂行办法》,开展了5个总计50万平方米的可再生能源建筑水源热泵应用示范项目,其中化龙桥工程B3/01地块、南江水文地质队集资楼、开县人民医院业务综合楼项目、珠江太阳城4个项目被列为国家示范工程项目。
△困境与攻关。在水源热泵技术应用与推广上,针对技术集成、模式识别和系统设计、软件研发不足,取水-水处理-能源转换成本居高不下,水源热泵技术规模化、产业化发展和应用困难重重。在前期试点基础上,为解决地表水源热泵系统在重庆市建筑应用中暴露出来的取水成本高等难题,实现地表水水源热泵系统的规模化应用,重庆市科委、市建委联合申请开展了国家科技支撑计划重点项目“长江上游地区地表水水源热泵系统高效应用关键技术研究与示范”,旨在针对重庆市长江上游水体在水温、水文、水质等条件方面的特点,集成“取水-水处理”、热泵强化换热机组及输配系统等关键技术、设备及有关应用技术,建立健全长江上游地区地表水水源热泵系统技术标准、规程和图集,并通过规模化示范工程,优化集成重庆市经济、适用、高效的地表水水源热泵系统技术模式、工程模式和管理模式,构建了长江流域开展地表水水源热泵应用支撑体系。
△推广与发展。目前地表水水源热泵系统高效应用关键技术研究成果已经在重庆市众多水源热泵试点项目中成功应用,取得了一定的经济、社会、环境效益。2011年,重庆市建委和财政局出台《重庆市可再生能源建筑应用示范工程管理办法》,开展了重庆市江北城CBD区域江水源热泵集中供冷供热、重庆大学主教学楼节能改造工程、万州三峡移民纪念馆、涪陵CBD中央商务区、合川华地王朝大酒店等可再生能源建筑应用示范项目18个,涉及15区县江水源、湖水源、污水源及土壤源热泵技术,示范面积313.7万平方米。2013年,持续推进南川区市民广场与商务中心、永川产业大厦、盘溪水产品综合批发市场等可再生能源建筑江水源、湖水源、污水源及土壤源热泵应用示范项目8个,示范面积35.4万平方米。目前,我市进一步扩大示范范围,加快推广步伐。重庆大剧院江水源热泵系统项目和“祁年悦城”地源热泵空调工程项目被列为国家示范工程。
△社会与环境效益。据初步估算,重庆市一般水源热泵示范项目(以5万平方米住宅或公共建筑用地计),建设投资估算1400-1800万元,运行成本估算120-150万元/年(参考江北城CBD区域江水源热泵集中供冷供热项目,总建设用地145万平方米,建设投资估算4.23亿元,运行成本估算4072万元/年,其中供冷3066万元、供热1006万元。冬季按照取暖90天,满负荷率50%计;夏季按照制冷120天,满负荷率70%计,每天运行12小时,电费0.60元);虽然建设投资较安装普通中央空调增加500~600万元,但每年可节省运行费用60~80万元,减少二氧化碳排放量12吨左右。
重庆市地表水水源热泵系统高效应用关键技术研究与示范工程可切实解决重庆市建筑节能问题,促进低碳经济发展及山水重庆建设,同时对于我国地表水水源热泵系统应用推广和产业发展具有重大意义。
重庆市规划设计研究院博士后科研工作站主办