坐標(biāo)吐魯番！集中制冷與供熱一體化：水源熱泵系統(tǒng)的魅力

7月27日，新疆氣象臺(tái)發(fā)布高溫預(yù)警：7月27日至31日，新疆大部迎來今年入夏以來最強(qiáng)的一次高溫過程，平原區(qū)大部都在37℃以上，尤其是南疆盆地的大部、東疆以及北疆準(zhǔn)噶爾盆地邊緣區(qū)域，最高溫度將達(dá)40℃以上，其中吐魯番市、哈密市局部可達(dá)45℃以上。

“雖然外面很熱，但是我家里的溫度一直能保持在24℃左右，比較穩(wěn)定。”7月28日，國家新能源示范城市暨自治區(qū)和諧生態(tài)城區(qū)和城鄉(xiāng)一體化吐魯番示范區(qū)(以下簡稱“吐魯番新能源示范區(qū)”)陽光園小區(qū)一區(qū)18號(hào)樓，居民單青打開風(fēng)機(jī)盤管制冷器的控制面板，展示這套冷氣片的制冷效果?？刂泼姘迳希型獠繙囟蕊@示、冷水溫度顯示和風(fēng)速控制模式等，冷水溫度為10℃。居民可隨時(shí)調(diào)整風(fēng)速大小，進(jìn)而控制家中溫度。

7月28日，國家新能源示范城市暨自治區(qū)和諧生態(tài)城區(qū)和城鄉(xiāng)一體化吐魯番示范區(qū)內(nèi)，集中供冷地下機(jī)房設(shè)備正在運(yùn)行。天山網(wǎng)-新疆日報(bào)記者魏永貴攝

“陽光園小區(qū)建成于2013年，是我們集中供冷的大型小區(qū)之一。在吐魯番新能源示范區(qū)，集中供冷面積達(dá)90萬平方米，覆蓋居民5797戶以及14個(gè)單位、兩條商業(yè)街。”吐魯番能惠新能源有限責(zé)任公司總經(jīng)理黃歷東說。

當(dāng)前，隨著夏季高溫現(xiàn)象日益突出和普遍化，國內(nèi)眾多城市如深圳、三亞、武漢等已開始探索“區(qū)域集中供冷”，一批集中供冷試點(diǎn)工程先后投入使用。而在新疆，較大規(guī)模的集中供冷僅吐魯番這一家。

那么，集中供冷在技術(shù)上有哪些要求?從成本和居民承受力上看，它有沒有推廣普及的可能呢?記者在吐魯番新能源示范區(qū)就此進(jìn)行了調(diào)查。

地下水源熱泵技術(shù)成熟

地處吐哈盆地的吐魯番市是我國氣溫最高的地區(qū)，被稱為“火洲”，曾錄得49.6℃的最高氣溫紀(jì)錄和82.3℃的最高地表溫度。今年6月23日15時(shí)左右，吐魯番市火焰山景區(qū)內(nèi)巨型“金箍棒”溫度計(jì)顯示，這一區(qū)域地表溫度達(dá)81℃。

6月份以來，吐魯番市高昌區(qū)城區(qū)氣溫一般在43℃左右，而居民室內(nèi)的適宜居住溫度為24—28℃，溫差達(dá)十幾攝氏度。

“從物理學(xué)上講，能量是守恒的。如果采用電力制冷等技術(shù)把這十幾攝氏度的溫差降下來，成本會(huì)比較高。”黃歷東介紹，吐魯番新能源示范區(qū)內(nèi)的集中供冷與集中供熱是一體化的，采用的是地下水源熱泵技術(shù)，“我們這片區(qū)域，地下水水溫常年保持在18℃左右。我們抽出這18℃的水，提掉熱量，把冷水送到末端的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中供冷;把這一過程反過來，把水加熱到42℃，送到末端，就是集中供熱。”

在吐魯番能惠新能源有限責(zé)任公司地下機(jī)房，記者觀察了這套冷熱交換的機(jī)器系統(tǒng)，包括3臺(tái)冷凝式冷熱水處理交換機(jī)、控制系統(tǒng)和抽水、回水系統(tǒng)。用手觸摸出水管、循環(huán)水管和回水管，溫度明顯不同。

國家新能源示范城市暨自治區(qū)和諧生態(tài)城區(qū)和城鄉(xiāng)一體化吐魯番示范區(qū)地下水源熱泵項(xiàng)目夏季運(yùn)行原理圖。

“抽出來的水是18℃，提掉8℃熱量后，輸出去的水是10℃，在居民家中轉(zhuǎn)一圈后，回水是32℃。”黃歷東說，地下水循環(huán)回來后，百分之百全部回注地下，不存在任何超采問題，“回注地下的水是32℃，經(jīng)地下砂礫層冷卻后，又變成了18℃，等于是讓砂礫層把熱水給冷卻了，很大程度上降低了我們的運(yùn)行成本。”

據(jù)測算，在地下砂礫層的參與下，采用這種地下水源熱泵技術(shù)制冷，能效比為1∶4，簡單講就是1份的電量能產(chǎn)生4份的冷量。而家庭空調(diào)中，最高的一級(jí)能效比為大于1∶3.6;中央空調(diào)系統(tǒng)最高的一級(jí)能效比為大于1∶3.4。地下水源熱泵技術(shù)制冷的能效比均高于家庭空調(diào)和中央空調(diào)系統(tǒng)。

“在新能源制冷及供熱領(lǐng)域，地下水源熱泵技術(shù)是比較成熟的，但是有一個(gè)制約條件，就是冷水或者熱水的供應(yīng)要穩(wěn)定，量要比較大，回注更不能出現(xiàn)問題。”黃歷東說，疆內(nèi)很多地區(qū)很難同時(shí)具備這些條件。有個(gè)地州曾有一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，因地層地質(zhì)構(gòu)造問題，循環(huán)回來的水無法回注，違反了地下水使用管理規(guī)定，項(xiàng)目終止。目前，國內(nèi)一些地方在試點(diǎn)利用水庫或者湖泊下層冷水，來實(shí)現(xiàn)制冷目的。

集中供冷費(fèi)用可承受

“冬季交集中供熱費(fèi)，夏季交集中供冷費(fèi)，加起來只有3000多元，對(duì)我來講沒啥壓力。”談起集中供冷的費(fèi)用問題，吐魯番新能源示范區(qū)鴻景園小區(qū)35號(hào)樓住戶阿不力克木·阿不力孜說。

鴻景園小區(qū)有50棟樓，是吐魯番能惠新能源有限責(zé)任公司集中供冷的較大片區(qū)。7月28日，記者在小區(qū)內(nèi)走訪了多戶居民，家家室內(nèi)涼爽宜人。

“集中供冷期一般是從5月中旬開始，到9月結(jié)束，時(shí)長4個(gè)半月左右。”黃歷東說，集中供冷費(fèi)用的收取標(biāo)準(zhǔn)在吐魯番市沒有先例，在全疆也沒有參照標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)測算和審批，基本上是按照集中供熱的標(biāo)準(zhǔn)來收的，“吐魯番市集中供熱的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是每平方米18.6元，集中供冷是每平方米18元，比供熱少6毛錢。”

吐魯番新能源示范區(qū)集中供冷區(qū)域的居民住宅面積在80—90平方米之間。按90平方米計(jì)算，全年“冷暖”費(fèi)用為3294元，其中集中供冷費(fèi)用為1620元。記者詢問了鴻景園小區(qū)多位居民，他們均表示繳納集中供冷費(fèi)用沒有壓力，可以承受。

“與安裝家用空調(diào)相比，這一費(fèi)用稍有些高。但是從使用的體驗(yàn)和便利性上講，集中供冷有優(yōu)勢。”黃歷東介紹，吐魯番新能源示范區(qū)的集中供冷系統(tǒng)，2013年與各小區(qū)住宅、商業(yè)門面、各單位辦公樓同步配套建設(shè)，總投資1.9億元，是國家、自治區(qū)和吐魯番市的新能源應(yīng)用示范項(xiàng)目。在建設(shè)時(shí)，專家們對(duì)末端風(fēng)盤系統(tǒng)的制冷控制面積進(jìn)行了仔細(xì)測算，家家戶戶安裝的風(fēng)機(jī)盤管制冷器完全能夠滿足居民和商戶需求，居民和商戶也很滿意。十幾年來，公司收取集中供冷費(fèi)用沒有遇到任何問題。

記者了解到，因集中供冷效果好，吐魯番新能源示范區(qū)內(nèi)集中供冷區(qū)域的住宅作為二手房入市交易時(shí)，房價(jià)比高昌區(qū)其他地段的二手房普遍要高。阿不力克木說，每到周末，親戚朋友都喜歡來他家里串門，“我家里冬暖夏涼，哪個(gè)房間的溫度都舒服，他們很喜歡。”

發(fā)展集中供冷大有可為

盡管在夏季高溫中，供冷問題很受人們關(guān)注，但從我區(qū)民生建設(shè)角度看，解決供熱問題比供冷問題更重要。

新疆冬季漫長寒冷，抓好冬季供暖，是各地政府普遍重視的一項(xiàng)工作。自治區(qū)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，冬季供暖是重要的民生工程，也是事關(guān)人民群眾切身利益的“暖心工程”。當(dāng)前和今后，要持續(xù)抓好集中供熱工作，確保城鄉(xiāng)居民溫暖過冬。

“在解決好城鄉(xiāng)供暖問題之后，發(fā)展集中供冷大有可為。”哈密豫新能源產(chǎn)業(yè)研究院院長、河南援疆專家盛偉教授說。

盛偉是中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)清潔能源專委會(huì)副主任，是國內(nèi)能源領(lǐng)域知名專家。他說，集中供冷的前景非常好，要因地制宜探索和應(yīng)用各項(xiàng)節(jié)能減排新技術(shù)。從運(yùn)營層面講，集中供冷需要解決3個(gè)問題，一是要解決好遠(yuǎn)距離輸送冷水過程中的冷量損失問題，二是要解決好循環(huán)水回注問題，三是要加強(qiáng)綜合利用，把現(xiàn)有的供熱系統(tǒng)管網(wǎng)利用起來，減少二次改造，以節(jié)省成本。

“采用地源熱泵等技術(shù)實(shí)現(xiàn)集中供冷，必須與小區(qū)住宅樓建設(shè)、辦公樓建設(shè)同步配套。”黃歷東認(rèn)為，對(duì)于大量已建成的住宅，如果要實(shí)現(xiàn)集中供冷就需要二次改建，投入成本太大，而且一個(gè)小區(qū)里如果使用集中供冷的家庭太少，那么平攤的成本也會(huì)很高。上海市有多座新建大樓采用了直接電力制冷站供冷模式，利用冷水循環(huán)制冷，能效比達(dá)到中央空調(diào)系統(tǒng)的1.5—2倍，節(jié)能減排效果顯著，這對(duì)新疆也有借鑒意義，“配合分散式光伏建設(shè)，在新建辦公建筑上實(shí)行集中供冷大有可為。”