劉憲英教授在熱泵會議上
重慶市2006年列為建設(shè)部可再生能源建筑應(yīng)用——淡水源熱泵技術(shù)的示范城市,2007~2010年重慶市科委、建委承擔(dān)了國家科技支撐計劃課題——長江上游地區(qū)地表水水源熱泵系統(tǒng)高效應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項目,2007年重慶市財政局、重慶市建委出出臺了“可再生能源建筑應(yīng)用示范工程專項補助資金管理的暫行辦法”,2008年重慶市設(shè)置了“建筑節(jié)能減排”重大專項課題。2010年列入國家可再生能源建筑應(yīng)用示范城市。截止2010年8月,全市共有25個地表水水源熱泵項目,總建筑面積277.676萬㎡??傇O(shè)計冷量187.4277MW,總設(shè)計制熱量85.4538MW,生活熱水負荷4502KW。
重慶地表水水源熱泵項目建設(shè)情況
25個項目中,已建成11項,正在建設(shè)的7項,已通過可行性論證處于待建的7項。其中江水源熱泵17個,湖水(庫水)水源熱泵6個,溫泉排放廢水2個。已建成的11個項目中,其中閉式盤管系統(tǒng)3個,帶板換的開式系統(tǒng)2個,其余6個均為江水直接進機組的開式系統(tǒng)。
雖然地埋管地源熱泵、污水源熱泵、太陽能熱水器、太陽能光伏發(fā)電等可再生能源建筑應(yīng)用項目在重慶也有,但地表水水源熱泵應(yīng)用面積大,范圍廣。
重慶發(fā)展水源熱泵的總體思路
大、中型地表水水源熱泵工程盡可能采用直接進機組,不設(shè)中間換熱器的開式地表水系統(tǒng)。以充分利用江、(庫)的水溫優(yōu)勢;小型工程可采用閉式盤管式系統(tǒng)。
采用開式系統(tǒng),盡可能降低機組對水質(zhì)的要求,降低水處理的投資,減少水處理設(shè)施的阻力,減少運行費;盡可能提高水源熱泵機組本身的防堵、防腐、防沖擊和耐磨損的措施,盡可能提高機組的效率。兩者結(jié)合考慮,希望找到一個比較好的切入點。要考慮利效比,工程的靜態(tài)投資回收期不宜過大,推薦不宜大于7-9年。
地表水水源熱水泵質(zhì)標準的確定問題。按前述測試的江、河、湖水水質(zhì)情況,滿足GB50366地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范所要求的5mg/L含沙量是不可能的。能否降低水質(zhì)要求,降低多少是需要認真研究的。
有關(guān)單位已建設(shè)了不同水質(zhì)的測試臺,測試不同的含沙量,不同濁度、不同的藻類密度到底對熱泵機組的能效比、污垢熱阻Rf、水流阻力△P有多大影響,從而確定一個比較合理的水質(zhì)標準。初步結(jié)論是當(dāng)含沙量100mg/L、濁度50NTU時,與采用清水試驗結(jié)果相比,其能效下降2-3%以內(nèi)。故推薦水質(zhì)標準為含沙量≦100mg/L,濁度≦50NTU,藻密度≦10萬個/L。
選擇水源熱泵機組的建議
空調(diào)用水源熱泵機組,制冷、制熱能效應(yīng)滿足《水源熱泵建筑工程產(chǎn)品節(jié)能認定技術(shù)規(guī)范》對EER和COP應(yīng)達到節(jié)能評價值指標的要求,它比產(chǎn)品標準規(guī)定值提高了20%。
生活熱水熱泵機組,COP滿足“商業(yè)或工業(yè)用及類似用途的熱泵熱水機”的要求。
制冷劑換向的水源熱泵機組,減少水側(cè)換向閥的滲漏,減少對用戶側(cè)水系統(tǒng)的污染和減少機房管路布置的復(fù)雜性。
內(nèi)光外肋耐腐蝕的銅管(如鎳銅管、納米涂層銅管等)提高機組耐磨損、耐腐蝕性能,增加使用壽命和便于清洗。采用內(nèi)光外肋鎳銅管比內(nèi)外肋強化紫銅管換熱性能下降5—8%,機組造價增加10%左右;采用方便人工清洗的換熱器端部蓋板;采用機組在線自動清洗裝置(內(nèi)肋管的采用帶四通換向閥的刷管機);采用適合大溫差、變水量的水源熱泵機組;大于2000KW的機組,宜選用離心式水源熱泵機組,以提高機組能效和降低投資。
重慶市發(fā)展地表水水源熱泵的建議
針對江水含沙量大、濁度高、湖水含藻類大等問題,研制或采用高效除沙、降低濁度(對江水)和除藻(對湖水)的水處理設(shè)備;研制、開發(fā)、或采用高效并具有防腐、防堵、防沖擊和自清洗能力的水源熱泵機組,減小水處理要求、減小水處理設(shè)備投資;建立重慶市主要水系長江、嘉陵江、烏江全年水溫變化與大氣溫度變化之間的相關(guān)數(shù)據(jù)庫及關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)模型;根據(jù)重慶市主要水系的水量、水溫、江河岸邊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況及既有建筑和規(guī)劃建筑的情況,做好地表水空調(diào)的發(fā)展規(guī)劃。
建議政府有關(guān)部門支持現(xiàn)已有的水輪泵、水輪發(fā)電機等方面的回水能量利用方案及一水多用技術(shù),降低取水泵能耗,開展江河水或湖水的不同水質(zhì)對機組換熱器的傳熱、阻力特性及水源熱泵機組性能影響等方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究,為水處理設(shè)備、水源熱泵機組的設(shè)計和制定重慶市地表水水源熱泵設(shè)計標準提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和水質(zhì)標準,為推動地表水空調(diào)在全國的發(fā)展做出貢獻,加強地表水空調(diào)系統(tǒng)的運行人員的培訓(xùn)教育,為重慶提供一批水空調(diào)方面的設(shè)計、施工和運行管理方面的技術(shù)骨干,推動水空調(diào)技術(shù)的發(fā)展。
盡快完成水空調(diào)示范工程的測試和驗收評估,對建好的項目進行數(shù)據(jù)檢測方面的檢查,為重慶提供水空調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),也為節(jié)能減排效果提供可靠的依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。由于水空調(diào)只是利用水中的部分熱量來進行供冷或者供熱,并未減少水的資源量,也不會污染地表水,政府應(yīng)制定重慶市地表水利用的優(yōu)惠政策,鼓勵用戶應(yīng)用。