對天津市小城鎮(zhèn)建設(shè)項目中的供冷\\供熱方式的幾點解決辦法

摘要：結(jié)合淺層地?zé)崮?、太陽能、深層地?zé)崮艿葞追N新能源形式，提出幾種解決小城鎮(zhèn)建設(shè)項目項目中的供冷、供熱能源的方式。

關(guān)鍵詞：地?zé)峋?、地源熱泵、太陽?/p>

中圖分類號：TU832 1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X(2011)03(b)-0000-00

1 引言

推進(jìn)小城鎮(zhèn)建設(shè)是黨中央關(guān)于全面建設(shè)小康社會的重大戰(zhàn)略部署，是搞好新農(nóng)村建設(shè)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、農(nóng)村城鎮(zhèn)化的重要途徑。近年來，天津小城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)取得的成果和經(jīng)驗表明，以示范小城鎮(zhèn)建設(shè)為龍頭，推動農(nóng)民居住社區(qū)、示范工業(yè)園區(qū)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的“三區(qū)”協(xié)調(diào)聯(lián)動發(fā)展模式，是符合自身特點具有地域特色的農(nóng)村城鎮(zhèn)化發(fā)展新路，意義重大而深遠(yuǎn)，也為其他地區(qū)的規(guī)劃建設(shè)提供了有益借鑒。本文針對天津市正在大力開展的小城鎮(zhèn)建設(shè)項目，結(jié)合淺層地?zé)崮?、太陽能、深層地?zé)崮艿葞追N新能源形式，提出幾種解決小城鎮(zhèn)建設(shè)項目項目中的供冷、供熱能源的方式。

2 方式一：深層地?zé)峋?+ 熱泵溫度提升供暖，局部建筑地源熱泵提供夏季制冷和冬季供暖。

天津市深層地?zé)崮芴N藏豐富，在適宜地區(qū)可以開采深層地?zé)峋鳛槎竟┡療嵩矗渲兴疁卦?0℃以上時可以直接利用，10--40℃的地?zé)峋梢圆捎脽岜眠M(jìn)行溫度提升至40℃以上再次利用。一般一對地?zé)峋梢詽M足10萬平方米以上的住宅供暖，水溫、水量較高地區(qū)最多可以滿足約20萬平方米的住宅供暖。對于那些有夏季供冷需求的建筑物，可以采用地源熱泵的方式提供夏季制冷和冬季供暖。生活用水由太陽能提供，有條件的區(qū)域也可以采用地源熱泵機組提供。

我們跟蹤的某個項目位于天津市河西區(qū)，總建筑面積33.56萬平方米，其中，公建6.66萬平方米，住宅19.91萬平方米，預(yù)留7萬平方米。選擇方案采用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)為辦公樓提供冬季采暖和夏季制冷，采用地?zé)嵘罹疄槠溆嘟ㄖ锾峁┒竟┡療嵩础?其中，辦公樓需要布置土壤換熱器的數(shù)量為336個，孔深選用150m，整個地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的初投資估算為996.4萬元；其他區(qū)采用“地?zé)崴?熱泵”的方式，對地?zé)崴M(jìn)行梯級利用，設(shè)計鉆鑿地?zé)岢樗?對（奧陶系，單井水溫75℃、水量95m3/h），初投資估算為4297.17萬元。

3、方式二：地源熱泵系統(tǒng)冬季供暖和夏季制冷 。

3.1、天津市淺層地?zé)崮苜Y源情況

2010年11月，天津市政府和國土資源部聯(lián)合召開天津市淺層地?zé)崮苜Y源調(diào)查報告評審驗收會。其調(diào)查成果如下：天津市地下水地源熱泵系統(tǒng)適宜區(qū)、較適宜區(qū)，可供暖面積為804萬平方米，制冷面積為1050萬平方米；地埋管地源熱泵系統(tǒng)適宜區(qū)供暖面積為5.51億平方米，制冷面積為5.17億平方米。上述成果明確了天津市淺層地?zé)崮苜Y源量及開采潛力，為淺層地?zé)崮苜Y源可持續(xù)開發(fā)利用提供了重要的理論依據(jù)。上述淺層地?zé)崮苜Y源若全部開發(fā)利用，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤6247.25萬噸，扣除因開采淺層地?zé)崮茉斐傻哪茉聪模晒?jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4685.43萬噸。減少向大氣中排放煤灰、氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳為12381.34萬噸，減少環(huán)境治理費15.32億元。

3.2、方案簡介

本方案的主要內(nèi)容是根據(jù)項目的規(guī)模、類型、需求，集中建立一個或多個地源熱泵能源站，向建筑物供冷和供熱。項目內(nèi)的公共建筑，可以自成體系；對于成片住宅區(qū)，可以建立一個或多個地源熱泵能源站，地源熱泵換熱孔可以集中布置在項目周邊的農(nóng)田地下或其它可用區(qū)域，統(tǒng)一向地源熱泵能源站提供地源側(cè)的低溫水。

冬夏土壤熱平衡解決思路主要有兩種，一是利用夏季氣溫高于土壤溫度的特點，使地源側(cè)水通過在冷卻塔（或簡單化的組合式空氣處理機組）中循環(huán)吸熱后回補土壤；另一種是利用項目周邊自然水源在夏季溫度高于土壤溫度的特點，抽取后在換熱孔內(nèi)循環(huán)補熱。

3.3、土壤熱平衡處理方式一：夏季冷卻塔（或組合式空氣處理機組）回補

村鎮(zhèn)改造項目中，基本以供暖需求為主，夏季供冷為輔，冬夏冷熱不平衡。地源熱泵系統(tǒng)經(jīng)冬季使用后，換熱孔布置區(qū)域地下土壤溫度一般會下降到6--10℃左右，而天津地區(qū)夏季5—8月份日平均氣溫高于20℃。在夏季，讓地源熱泵換熱孔里的水通過泵組在冷卻塔 里循環(huán)，這時，管道里的水在通過冷卻塔（或簡單化的組合式空氣處理機組）時被加熱，在通過換熱孔時被冷卻，形成了對地下土壤的熱補充。同時布置地下土壤溫度采集系統(tǒng)，當(dāng)土壤溫度恢復(fù)到15℃時，停止回補。冷卻塔（或簡單化的組合式空氣處理機組）的熱量回補數(shù)據(jù)及具體設(shè)計方案，需進(jìn)一步研究落實。

3.4、土壤熱平衡處理方式二：夏季地表水回補

基本原理同上一課題，只是把冷卻塔換成項目周邊存在的近距離自然水源，利用自然水源在夏季溫度高于地源熱泵換熱孔附近土壤溫度的特點，抽取后在換熱孔內(nèi)循環(huán)補熱。實施要點如下：自然水源離項目所在地要足夠近；抽取的水要經(jīng)過處理后再進(jìn)入管道系統(tǒng)循環(huán)；必須安裝地下土壤溫度采集系統(tǒng)。在供暖初期，當(dāng)自然水體溫度高于6℃時，還可作為低溫水直接供給熱泵機組，以水源熱泵的方式供暖。

4、方式三：地源熱泵+太陽能供暖，局部建筑地源熱泵提供夏季制冷，太陽能提供生活用水。

4.1、方案簡介

根據(jù)場地情況，由地源熱泵和太陽能聯(lián)合提供冬季采暖熱源，對有供冷需求的建筑物由地源熱泵提供冷源。生活用水由太陽能提供。

考慮到村鎮(zhèn)改造項目中供熱需求要遠(yuǎn)大于供冷需求，存在地源熱泵的冬夏季熱負(fù)荷不平衡的現(xiàn)象，可以采用夏季在室外換熱孔中循環(huán)太陽能熱水予以解決。地源熱泵供冷供暖、太陽能供暖技術(shù)都已成熟，解決好太陽能系統(tǒng)夏季回補地源熱泵換熱孔區(qū)域土壤溫度問題后，可以推廣。適用于中低層建筑物較多的項目。

4.2、太陽能供熱采暖技術(shù)簡介：

所謂“太陽能采暖”，指通過太陽能集熱器與儲水箱作為太陽能量采集系統(tǒng)，以散熱器或其他末端作為散熱系統(tǒng)為建筑物提供熱量的新型節(jié)能供暖方式。該方式具有舒適性高，節(jié)能效果顯著，便于調(diào)節(jié)和控制等優(yōu)點。這種技術(shù)已經(jīng)成熟，國家建設(shè)部和質(zhì)監(jiān)總局聯(lián)合頒布的《太陽能供熱采暖技術(shù)規(guī)范》（GB_ 50495-2009）已于2009年8月1日起正式實施。根據(jù)項目的不同使用要求，一般投資概算為250～400元/建筑平方米。

太陽能供暖系統(tǒng)由太陽能集熱器、儲熱水箱、計算機智能控制系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、連接管件等幾部分組成。太陽能加熱系統(tǒng)由太陽能集熱器、太陽能循環(huán)水泵及儲熱水箱組成，其作用是通過設(shè)置于采光面的集熱器最大限度地收集熱量，并通過儲水箱進(jìn)行熱量的儲備。輔助能源系統(tǒng)是用電能作為太陽能集熱系統(tǒng)的補充，輔助系統(tǒng)可以在連續(xù)陰雨天氣或其他特殊供暖需求時，滿足供熱需求。太陽能供暖系統(tǒng)中末端形式應(yīng)考慮到太陽能系統(tǒng)集熱效率等多方面因素進(jìn)行的選擇。可以采用地盤管、散熱器、風(fēng)機盤管等形式。

5、結(jié)束語

注重節(jié)能減排，建設(shè)節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)代化小城鎮(zhèn)，走符合自身特點具有地域特色的農(nóng)村城鎮(zhèn)化發(fā)展新路，這是當(dāng)前的一項基本國策。在項目規(guī)劃建設(shè)過程中，在集中或分區(qū)供冷、供熱方面，除了本文所述的幾種方式外，充分結(jié)合項目特點，盡量減少煤、油等常規(guī)能源的使用，擴大太陽能、風(fēng)能、沼氣等清潔能源的利用，或采取多種能源方式優(yōu)勢互補的方案，使小城鎮(zhèn)建設(shè)項目的供冷供熱既節(jié)能減排又經(jīng)濟合理，惠民惠國，走可持續(xù)性發(fā)展道路。