柳州市地表水水源熱泵集中能源站可行性研究

鐘曉

一、前言

調(diào)查顯示，目前建筑的能耗已經(jīng)占到全社會總能耗的25%左右，而空調(diào)能耗又占到了建筑能耗50%以上。因此作為一種綜合性降低空調(diào)能耗、減輕溫室效應(yīng)、減輕熱島效應(yīng)的能效手段，集中能源站已經(jīng)越來越被這個社會所矚目。目前全國已經(jīng)有多個城市對集中能源站的建設(shè)進(jìn)行了試點工作，并且取得了良好的效果。

二、什么是集中能源站

集中能源站是指對一定區(qū)域內(nèi)的建筑群，集中由一個或多個功能站制得冷水、熱水等冷媒，通過區(qū)域管網(wǎng)提供給最終用戶，實現(xiàn)用戶制冷、采暖、供應(yīng)生活熱水要求的系統(tǒng)。

三、水源熱泵集中能源站有什么應(yīng)用優(yōu)勢

1.節(jié)能效果顯著。由于集中能源站是對區(qū)域內(nèi)的建筑物進(jìn)行大范圍的集中供冷、供暖，供熱水，可以將覆蓋范圍內(nèi)的所有建筑負(fù)荷進(jìn)行整合，提高了空調(diào)的使用效率；

2.節(jié)省投資。與單體建筑空調(diào)設(shè)備采購的簡單累加相比，用于空調(diào)設(shè)備的一次性投資大為降低。同時如采用全熱回收系統(tǒng)，不但可以進(jìn)一步減少用戶端對生活熱水系統(tǒng)的投資，其制取生活熱水的成本也更為低廉。夏季供冷時可以提供免費而可靠的生活熱水，冬季供應(yīng)生活熱水的成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的電熱水器、鍋爐熱水系統(tǒng)；

3.環(huán)境負(fù)擔(dān)小。采用水源熱泵集中能源站，供冷時可以有效減輕城市中心區(qū)由于空調(diào)冷凝熱而產(chǎn)生的“熱島效應(yīng)”，省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗；供熱時省去了燃煤、燃?xì)狻⑷加偷儒仩t房系統(tǒng)，沒有燃燒過程，避免了排煙、排污等污染, 實現(xiàn)二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物零排放。

4.長效可靠的管理機制

提高運行管理能力是降低空調(diào)負(fù)荷的一個重要手段。但是由于物業(yè)公司的物業(yè)管理人員的流動性較大，無法對于空調(diào)管理形成一個較為成熟和穩(wěn)定的運行管理體系，很容易在運行管理過程中導(dǎo)致巨大的浪費。如果采用集中能源站，由于集中能源站運行單位的專業(yè)性較強，在運行管理、設(shè)備維護(hù)及保養(yǎng)上具有巨大的優(yōu)勢，可以進(jìn)一步降低區(qū)域內(nèi)的空調(diào)能耗。

5.提高城市品位

采用地表水水源熱泵技術(shù)，可以避免建筑物外立面出現(xiàn)空調(diào)室外機、冷卻塔等設(shè)備，大大提高外立面的統(tǒng)一性、完整性，最大限度地呈現(xiàn)建筑美感。此外，由于是集中能源站，可以避免由于多個地表水水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)導(dǎo)致的分散取水，減少對沿江景觀的破壞。

四、集中能源站的建設(shè)及運營模式研究

1.能源站的覆蓋范圍

集中能源站相比傳統(tǒng)的中央空調(diào)而言，存在額外的冷凍水、熱水的輸送損耗，如果輸送距離過長，損耗勢必會影響到系統(tǒng)的效率，節(jié)能效果也會大打折扣。因此集中能源站的覆蓋范圍不宜過大，一般在能源站1.5km的范圍內(nèi)為佳。

2.冰蓄冷技術(shù)

如果場地允許，在有峰谷電價區(qū)分的地區(qū)，能源站建設(shè)可以考慮將地表水水源熱泵技術(shù)與冰蓄冷技術(shù)搭配使用，避免在用電高峰期大負(fù)荷用電。這種方案雖然會降低系統(tǒng)能效比，提高用電量。但實行峰谷電價已經(jīng)逐步成為全國各大電網(wǎng)公司的共識，可以利用峰谷電價的差異提高能源站的經(jīng)營能力。

3.建設(shè)及運營模式

集中能源站目前還是一種新興事物，是節(jié)能技術(shù)、系統(tǒng)管理、商業(yè)運營結(jié)合下的產(chǎn)物，任何一個功能的缺失都有可能會導(dǎo)致集中能源站建設(shè)的失敗。因此保證集中能源站的技術(shù)可靠性，集中能源站建設(shè)更適合在政府的引導(dǎo)和監(jiān)督下，采用合同能源管理模式（EMC）或者建設(shè)-運營-移交模式（BOT）。由EMC或BOT單位全面負(fù)責(zé)建設(shè)和運營，以確保投資建設(shè)單位充分利用各項先進(jìn)技術(shù)來降低系統(tǒng)風(fēng)險。

4.推廣

集中能源站的建設(shè)造福于民，但是普通百姓、企事業(yè)單位對于此類新生事物的接受程度有限，因此需要政府對此進(jìn)行廣泛宣傳。此外集中能源站提供的冷凍水（空調(diào)用）和生活熱水為半公共產(chǎn)品，不宜單純的定義為商品，條件允許的話，政府可以充分利用電價優(yōu)惠、稅收優(yōu)惠等措施推動產(chǎn)品單價下降，可以有效地提高集中能源站的認(rèn)知率和使用率。

五、柳州地表水水源熱泵集中能源站的可行性分析

近年來，隨著柳州經(jīng)濟社會的發(fā)展水平越來越高，社會總用電需求節(jié)節(jié)攀升，拉閘限電、錯峰用電的情況時有發(fā)生。如果能夠有效降低空調(diào)能耗，可以在不降低百姓舒適度的前提下，緩解用電難的問題，實在是一件利國利民的好事。那么，除了水源熱泵集中能源站自身的技術(shù)優(yōu)勢外，柳州又有什么獨特的條件來建設(shè)地表水水源熱泵集中能源站呢？

首先，柳江作為珠江水系西江左岸重要支流，具有豐富的水資源，年均流量1865立方米/秒，多年平均徑流總量達(dá)588億立方米。柳江流域年均溫達(dá)18～20℃。泥沙含量低，僅0.11千克/立方米，為中國少沙河流之一，從水流量、水溫及泥沙含量上看，柳江具有實施江水源熱泵的得天獨厚條件。其次，柳州整個城市沿江而建，親水、靠水，無需長距離建設(shè)取水管路。第三，河?xùn)|片區(qū)、柳東新區(qū)作為柳州未來城市發(fā)展的核心，近年來發(fā)展迅速。片區(qū)內(nèi)有大量的需要空調(diào)、熱水的公用建筑，建設(shè)集中能源站有利于進(jìn)一步提升城市面貌和城市品位，打造節(jié)能城區(qū)、綠色城區(qū)。

但是與此同時，我們對利用地表水水源熱泵技術(shù)仍要慎重。首先，柳州是國家重點防洪城市，那么取水工程建設(shè)時一定要重視防洪堤的堤防安全。其次，“百里柳江”是柳州的一張重要景觀名片，在進(jìn)行取水工程建設(shè)時應(yīng)對取水口做好景觀處理，務(wù)必跟周邊的景觀協(xié)調(diào)共生。第三，柳州親水而建，柳州人民也親水而生，因此除了做好生態(tài)保護(hù)外，也要做好取水口的安全防護(hù)。

柳州在2013年對建設(shè)集中能源站進(jìn)行了試點，采用了BOT模式建設(shè)了柳州市風(fēng)情港地表水水源熱泵集中能源站，該能源站作為廣西首個地表水水源熱泵冷暖熱三聯(lián)供能源站，具有很大的參考價值。能源站擬覆蓋的范圍約面積26.485萬平米，主要由風(fēng)情港水淹居民區(qū)、酒店及商務(wù)樓、蠟像館、工貿(mào)大廈、柳州賓館組成。項目14年投入運營，經(jīng)過4年的運營試點，取得了初步的成效。下一步可以考慮在這個基礎(chǔ)上進(jìn)一步對柳州建設(shè)集中能源站的適應(yīng)性做進(jìn)一步研究和探討。