李驥：大型熱泵區(qū)域能源站在清潔能源取暖中的應(yīng)用

中國建筑科學(xué)院建筑環(huán)境與節(jié)能研究院熱泵與蓄能研究中心高工 李驥

今天我講的題目是“大型熱泵區(qū)域能源站在清潔能源取暖中的應(yīng)用”，主要講兩點(diǎn)，一個是熱泵的利用，一個是清潔能源的利用。今天分享這些案例，包括新的利用模式，我個人希望通過這個案例，給行業(yè)一些信心，因?yàn)檫@種利用模式，是有它的前景的，今天分享很多我們實(shí)施的案例，確確實(shí)實(shí)取得一些實(shí)際的成果，包括有很多我們的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

我是來自建研院的，叫李驥，背景不說了，包括任務(wù)原理不說了，這是習(xí)主席提出來的，主要幾類利用，第一類我們目前做的比較多的項(xiàng)目，利用預(yù)熱的項(xiàng)目，去年國家推出新能源取暖，很多地方在推這個取暖的時候，有很多模式，我們通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，中國的北方，河南、河北很多地方，其實(shí)有很多的工業(yè)預(yù)熱是可以利用的，而我們很多人沒有做一些工作。這個工作，我們利用的合理的話，通過熱工程技術(shù)，是能夠得到很好的利用的，我去年走訪了很多地方，中國北方很多縣城沒有城市供熱的，加上縣城的經(jīng)濟(jì)水平又比較落后，采暖費(fèi)用，你的運(yùn)行費(fèi)用一平米不能超過20塊錢，你用什么模式？當(dāng)然有人說用地?zé)幔械牡胤經(jīng)]有地?zé)?，我覺得工業(yè)預(yù)熱是很好的模式，這是我們在河南省新鄉(xiāng)市做的一個余熱項(xiàng)目，三百多萬平方米。我們第一，對余熱這個項(xiàng)目的利用，它是供暖項(xiàng)目，設(shè)計(jì)上面要有保障，我們調(diào)研它整個采暖期的冷卻塔的供回水溫度，我們發(fā)現(xiàn)最低的時候30多度，因?yàn)樗谢さ募訜岬奶幚磉^程，把預(yù)熱用熱泵簡單提一下的話，是很好的熱源，包括水溫、水質(zhì)、水量我們做了深入的調(diào)研，這個項(xiàng)目我們覺得可以實(shí)施的，我們提出了兩種方案，一種是集中建能源站，一種分散來建。

我們提倡用后面的方案，有什么好處呢？我們可以分布投入，分布實(shí)施，例如水環(huán)熱泵，這些項(xiàng)目都是些投資項(xiàng)目，縣城里面可能經(jīng)濟(jì)并不是很好，可能這個收益率并不是特別好。30度的水經(jīng)過換熱以后，輸送到每個地塊，每個地塊里面建一個20多平方米的建能源站，對整個縣城進(jìn)行供熱，我們做的投資測算，我平米收十八九塊錢的供熱費(fèi)用，收四五十塊錢左右的配套費(fèi)，這個項(xiàng)目投資收益率達(dá)到10以上。

第一種預(yù)熱利用，第二種地源熱泵利用，這個項(xiàng)目很多人也參與過，這是我們院完成的科研性研究，北京通州副中心是北京市所有的政府機(jī)構(gòu)所在地，都用地源熱泵解決這個問題，可能很多人一生都碰不到這樣的項(xiàng)目，你在這么大的區(qū)域里面，全用地源熱泵解決這個問題，也是顯示北京市政府的決心，我們一起做這個項(xiàng)目，最后這個項(xiàng)目打一萬兩千個多孔，建成之后是世界最大的地源熱泵項(xiàng)目，當(dāng)時主要做這個項(xiàng)目一個訴求，就是北京政府提出了這個區(qū)域內(nèi)可再生利用率達(dá)到40%，一個建筑物的可再生利用率達(dá)到40%的話，一定是以地源熱泵為主的，后來我們提供了一些方案。

包括我們做的一些地埋管的勘測，包括一些計(jì)算，包括流程圖，包括布置，這個項(xiàng)目目前正在實(shí)施，以后大家可以參觀這個項(xiàng)目，包括我們?nèi)ツ暝陉兾髯龅囊粋€項(xiàng)目，我剛剛說了，上一個項(xiàng)目可能是我們最大的一個地源熱泵的工建的項(xiàng)目，這個項(xiàng)目可能是地源熱泵的軍用建筑的項(xiàng)目，陜西的寶雞，大概有5個地塊，目前實(shí)施了可能將近一半左右，將近80萬平米的利用，利用的是能源總線的概念，可能同濟(jì)大學(xué)的老師一直在提總線，可能并沒有利用，但是這個項(xiàng)目確實(shí)實(shí)實(shí)在在的應(yīng)用了，所有的地塊，都是水，都提到能源總線上面，通過總線完成換熱的交換。

其實(shí)我要說的寶雞并不是一個經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的區(qū)域，它的樓盤賣四五千塊錢一平米，這個項(xiàng)目完全通過投資模式來運(yùn)行的，收費(fèi)并不高，其實(shí)運(yùn)行的很好。我的意思是說，地源熱泵如果設(shè)計(jì)的合理我們是可以得到一個很好的效果的。去年，這個投資商委托我們對這個項(xiàng)目做了一些測試，測試數(shù)據(jù)跟大家分享一下，整個項(xiàng)目大概幾千個孔，經(jīng)過我們的調(diào)試，我們達(dá)到平衡。最后系統(tǒng)的CUP是3.3，首先第一系統(tǒng)CUP3.3就不低了，但是當(dāng)時我們?nèi)サ臅r候，那臺設(shè)備主機(jī)是有問題的，他們當(dāng)時業(yè)主和設(shè)備廠家還在扯皮，我們走了之后據(jù)說調(diào)好了，據(jù)說CUP達(dá)到3.9，因?yàn)槲覀儾]有實(shí)測，我個人覺得3.9的數(shù)據(jù)是可信的。

這么大規(guī)模的地區(qū)用地源熱泵能夠達(dá)到CUP3.9這種效率的話這是一個很好的運(yùn)用了，所以我通過這個項(xiàng)目表達(dá)了一個信心，我們區(qū)域的地源熱泵是可以做到很好的，我們不是管投資的經(jīng)濟(jì)模式，減排，經(jīng)濟(jì)效益，都能達(dá)到一個很好的效果，如果我們真的把項(xiàng)目做好的話，這是實(shí)實(shí)在在的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

第二個簡單說一下，這個項(xiàng)目也很有名，北苑家園，我們十幾年前做的一個項(xiàng)目，這個項(xiàng)目運(yùn)行了十幾年了，目前運(yùn)行很穩(wěn)定，去年我們走訪這個項(xiàng)目說一年的運(yùn)行費(fèi)用，可能采暖費(fèi)用七八塊錢，我們知道，在北京采暖費(fèi)用是收30的，你如果運(yùn)行費(fèi)用是七八塊錢的話，那么這個項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)是非常好的。包括我們最近在河南也有一個項(xiàng)目，也是上百萬平米的，有的一個冬天的采暖費(fèi)用兩三塊錢，甚至個別的，我今年上半年去過一次陜西，他們的地源熱泵非常好，有一個地?zé)峋鏊疁囟?43度，他就給政府供，他說我們用幾十方的水，能帶幾十棟的樓。這個地?zé)嵊玫暮玫脑挘闶悄艿玫揭恍┖芎玫男Ч摹?/p>

關(guān)于地?zé)嵛蚁胝勔稽c(diǎn)我的看法，因?yàn)槲冶旧聿皇歉愕責(zé)岬?。很多人對地?zé)嵊幸恍┫敕ǎ瑔栁业降椎責(zé)徇m不適合大規(guī)模推？我的理解地?zé)徇@個項(xiàng)目你的核心還是地?zé)釋拥目睖y和地?zé)釋拥拇蚓@些還是專業(yè)的團(tuán)隊(duì)來做，行業(yè)里有個公司，他們算做的是很不錯了，據(jù)我了解，他們在河南也打過一些井，可能這種項(xiàng)目風(fēng)險比較大，可能有專業(yè)的公司來做，他們有一個成功率的問題，比如說打10個費(fèi)一個，他是扛得住的話，有的業(yè)主盲目嘗試的話，你可能說不清楚的時候，你可能承擔(dān)的風(fēng)險會比較大。

這個項(xiàng)目也是十幾年了，水源熱泵，貴陽并不是采暖區(qū)域，我們做了一個水源熱泵的項(xiàng)目，大將有一百萬平米的項(xiàng)目。因?yàn)槲覀儑移狈降牡胤?，水溫有時候是不太好，如果冬天，你對水溫沒有一個很細(xì)致的分析的話，它的頻度要分很多，我們調(diào)研知道水溫分布，他分布很多，如果在一般情況下七八度的時候熱度可以利用，七八度以下怎么辦？這時候我們要有一個詳細(xì)的方案，第一步你是要做水溫的詳細(xì)調(diào)研，調(diào)研完了以后要把水溫分頻，每個頻段要有一個解決方案，當(dāng)時我們的解決方案，就是用的跟燃?xì)忮仩t負(fù)荷的。

最后說一下干熱巖，剛才也提了，我們陜西那家企業(yè)很熟，四季春，他們也來找過我們，他們開始叫干熱巖，后來改名叫無干擾，后來他們問過我們的意見，我們覺得挺好的，因?yàn)槟惚旧聿皇歉蔁釒r，為了引起一些炒作和噱頭。你叫無干擾，其實(shí)能夠體現(xiàn)你這個技術(shù)的核心，本身是為了體現(xiàn)你的閉式的換熱，我談一下對這個項(xiàng)目的看法，很多人覺得這個項(xiàng)目有很多黑盒子，很多瓶頸不是很了解。這種項(xiàng)目，據(jù)我們了解，它的換熱量，很多人第一關(guān)心換熱量，它的換熱量，可能是普通的4到5倍左右。一個孔的換熱量可能在400千瓦左右，400千瓦可能能夠帶一萬平米左右，出水溫度大概能夠在20到30立方米的時候，能夠到20到30度的利用。

剛才說為什么CUP比較高，傳統(tǒng)的地源熱泵上來水是4到5度，這個上來的水是20到30度。你是閉式的，你這兩公里，你的水泵的輸送能耗很大，你是不是能夠保證3.5到4.0的CUP呢？其實(shí)行業(yè)很多質(zhì)疑，這個問題很簡單，你倒過來看，你把20度到30度的水溫，基本上是我們國內(nèi)工業(yè)預(yù)熱利用的溫度了，你把它認(rèn)為是工業(yè)余熱利用的項(xiàng)目不就行了嗎？他無非是兩公里的管網(wǎng)，我們工業(yè)余熱認(rèn)為兩公里的輸配比是合適的。所以說這個能夠上20到30度的水，你是能夠保證很高的CUP的。這個項(xiàng)目能耗上能夠保證。

經(jīng)濟(jì)性怎么看呢？你一個孔400千瓦，你大概差不多能夠替代的一百個地埋管，一百個孔，地埋管，如果打孔需要150萬左右。我的理解，大家看能效高一點(diǎn)，如果單孔成本控制在200到300萬左右的話，它是有經(jīng)濟(jì)性，有人跟我說3百萬到5百萬，有個別打孔到1千萬，就沒有經(jīng)濟(jì)性了，如果到200萬左右的話，跟地源熱泵系統(tǒng)是可以匹配的。這是我個人的看法。

還有新的利用形式，我們今年在山東淄博做了一個地源熱泵的項(xiàng)目，當(dāng)然清華同方在合肥搞了一個，什么意思呢？夏天的時候，熱泵利用效率高的時候我們把熱灌到土壤里面，把土壤加熱，加熱之后，冬天我們再取出來，這些項(xiàng)目在北歐用的比較多，中國目前只是探索。因?yàn)檫@個項(xiàng)目本來今天拿出來講的，但是跟業(yè)主簽了保密協(xié)議，運(yùn)行數(shù)據(jù)是不讓公開的，所以我沒有說。

最后我想說，地源熱泵我們的理解，首先區(qū)域能源熱泵應(yīng)用在清潔取暖中大有可為的，很多熱泵區(qū)域能源站我們可以建設(shè)，我們可以運(yùn)行，這些實(shí)實(shí)在在的數(shù)據(jù)可以支持我們?nèi)〉煤芎玫纳鐣б婧徒?jīng)濟(jì)效益的。

現(xiàn)在有些人認(rèn)為熱泵應(yīng)用并不好，很多人認(rèn)為區(qū)域能源有些問題，其實(shí)并不是問題，如果我們實(shí)施好了，是可以得到很多效果的。

第二個，我們要因地制宜，很多地方的資源情況不太一樣，以工業(yè)余熱為例，北方其實(shí)有很多廠里面有很多工業(yè)余熱，包括剛才說的新疆那個項(xiàng)目，當(dāng)時化工廠非常感激我們做這個項(xiàng)目，他說如果我們不做這個項(xiàng)目，他認(rèn)為我們化工廠是高污染行業(yè)，他們要把我們干掉，縣委書記也非常感激我們，這個廠一年的利潤是8千萬，縣三分之一的員工是縣里的人，如果不上工業(yè)余熱利用的項(xiàng)目的話，人家說是我們高污染項(xiàng)目，要把我們PK掉，我們?nèi)h老百靠什么生活？有些在縣城里面我們調(diào)研這些資源，充利用這些資源，我們是能夠得到很好的回報的，不管是社會回報經(jīng)濟(jì)回報。

最后還是要深入分析資源，包括各種模式，商務(wù)合作的模式，有很多。最后一點(diǎn)，熱泵的利用，應(yīng)該還是有前景的，我們國家的熱泵科學(xué)還是希望它健康穩(wěn)定的發(fā)展。今天時間的原因今天講這么多，咱們可以下面再來交流，謝謝大家！