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南方如何集中供暖?重庆建成国内最大“水空调”可集中供冷暖

南方如何集中供暖?重庆建成国内最大“水空调”可集中供冷暖

与解放碑隔江相望的重庆江北嘴中央商务区,作为中西部地区唯一的国家级战略金融中心,截至2017年底,已累计有154栋高楼竣工封顶。奇怪的是,这些林立的高楼外却没有一台空调外机。这种变化缘于这里的公共建筑使用了江水源热泵集中供冷供热,也就是“水空调”。

近日,科技日报记者从江北嘴中央商务区投资集团有限公司了解到,国内最大的江水源热泵区域能源系统已在此处400多万平米公共建筑全面稳定运行,这种利用江水温差的供能方式与常规空调系统相比,至少节能30%以上。南方集中供暖问题有了一项借鉴。

全国最大“水空调”能集中供冷暖

重庆市江北嘴水源空调有限公司总经理夏盛介绍,江水源热泵集中供冷供热系统(简称“江水源工程”)是,是利用嘉陵江的水温差进行供冷或供热的一种生态环保的供能方式。用电力将江水抽集到能源站热泵中进行冷热转换,使之形成一种空调系统,经过处理后的江水,进入水空调供能时,温度最高可达42℃,最低可达5℃。

江北嘴毗邻两江,水资源丰富。江水源工程作为重庆市级能源工程,自2008年启动以来,共分三期建设,总投资约14亿元。

“水空调”的“心脏”建在江北嘴CBD聚贤岩广场地下,位于水下20米左右,占地约11000平方米。在取水工程现场,4台水泵正源源不断地抽取江水。据了解,此处设计最大取水量每小时17200立方米,相当于一个41万方水厂的取水量。

有鉴于江水“冬暖夏凉”的特点,夏季,将建筑物中的热量转移到江水中,由于江水温度较低,可有效地带走热量;冬季则恰恰相反,将建筑物中的冷量转移到江水中,由于江水温度相对较高,可有效地带走冷量。江水源项目夏季供冷冷水温度,8点-23点供水3.5℃、回水13℃,23点-次日8点供水5.5℃、回水13℃;冬季供热热水温度,供水42℃、回水35℃。

创新冰蓄冷复合技术夏季供冷更省钱

江北嘴CBD采用区域能源服务系统,其中,夏季供冷方案采用“电制冷+江水源热泵+冰蓄冷”的形式;冬季供热方案采用“江水源热泵”的形式。

“我们在技术上进行了创新,夏季采用复合技术,降低了成本,而且能满足各类建筑的冷热能源需求。”夏盛介绍,为能够满足重庆市江北嘴地区对于冷热能源需求,同时使用江水源热泵技术与冰蓄冷技术,通过两种技术的联动耦合达到大面积供冷供热的目的。

  据了解,这个特殊的“蓄冰区”在1号能源站里,总蓄水量达近万吨,蓄冰总容量共约33万千瓦时。夏盛说,冰蓄冷技术,简单来说,就是打了一个电价差,夜间的电价便宜,进行制冰蓄能;白天,电力负荷较高,主机停止,将储存的冷量释放出来。这样一来,实现对电力的“移峰填谷”,合理利用峰、谷电价差,达到节约电费的目的。其效果相对单一技术的应用,不仅降低成本,而且能够满足各类建筑对于冷热能源的需求。

同时,该项目在取水及水处理工艺流程上还进行了创新技术,采用“直接取水+水处理”的改进型旋流除砂器方案直接取水和“江心自流管”取水相结合的方式,并采用综合水处理器以防垢,同时考虑采用自动清洗装置,二者结合满足除砂降浊的要求。新技术的使用能够极大提高江水源的纯净度,减低除沙成本和精简除沙流程,满足江水源热泵对水源水质的要求。

节能三成 缓解核心区“热岛效应” 

据测算,江北嘴CBD公共建筑用上“水空调”后,与常规空调系统相比,至少节能30%以上。

与常规冷热源空调系统相比较,该系统可以减少电力设备装机容量52009KW,减少机房建筑面积2.307万m2, 每年减少运行费用2155万元,节约用水198万立方米,节约标煤21643吨,减少二氧化碳排放量59938吨,减少二氧化硫排放量1804吨,减少碳粉尘排放量16353吨,减少氮氧化物排放量902吨。

建成后的江北嘴CBD区域,因采用江水源热泵集中供冷供热系统,不再有冷却塔噪音,不再有飘雾,不再有传统空调的热排放问题。夏季区域环境温度预计比一江之隔的解放碑中央商务区低约3℃,极大的提高了江北嘴中央商务区的城市生活品质。

虽然整个工程虽然规模巨大,但值守只需要2人。这得益于他们研发了集5大功于一体的能智能监控系统。末端用户能源管理系可实现实时数据采集;视频监控系统,则让能源站10000万多平米无死角;能源监控系统负责采集大型设备日用电量数据,进行能耗分析优化;负荷预测系统,则可根据天气预报,结合用户性质、使用面积及同期数据综合比对,计算出次日用电量;同时,这里上千台动力设备可全部实现一键启停,并搭载了8种不同的运行策略。

适合在江河沿线新规划区域推广

“不过,这套系统需要提前规划,比较适合新建城市区域,对于已经建成的城区改造起来难度很大。”夏盛表示,近几年对于南方集中供暖的呼声较大,这套系统比较适合在长江经济带的新规划区域进行推广,他们也打算进行技术输出。

对于普通住宅,这套系统适合吗?夏盛介绍,目前项目所在的江北嘴所有公共建筑使用的“水空调”,还没有进入民用住宅,如果进入民用住宅还有三道坎:一是必须大规模安装,才会产生较好的节能效应,老城区建设密度大、产权业主多,地下管网也比较复杂,安装上很难统一;二是建成后需长期维护,有的开发商、物管是分开的,给运营维护造成困难;第三,不是所有的居民区都在江河、湖泊边,使用时间也不稳定。