将浅层地能作为建筑供暖首选替代能源项目(2) |
| http://www.sina.com.cn 2007/03/04 16:53 |
3)项目设计
具有原始创新、引进创新、集成创新的HYY地能热泵系统拥有50项国内外专利技术，它由能量采集系统、能量提升系统和末端释放系统三部分组成。下面分别说明三部分的创新之处，并以供暖工况简述工作原理。
(1)原始创新——能量采集系统
能量采集系统是以恒有源原始创新的单井抽灌技术为核心，以液体为介质，以水泵为输送动力，将浅层地下的热能采集后送入换热器，与来自能量提升系统的循环水进行热交换，使循环水持续获得热量。这种能量采集方式克服了传统浅层地能采集方式存在的诸多问题(参阅表2)，能够在在保证不污染地下水，不破坏地质结构，具有广泛的适应性，又能高效提取浅层地能，使浅层地能成为建筑供暖(冷)和生活热水的首选替代能源，开辟了大规模安全开发利用浅层地能这种清洁可再生能源的新篇章。
恒有源公司在发展过程持续创新，根据适合工程的不同低品位能的特点，采用不同的低品位能采集技术。如：山西太原中水能量采集技术、山东某电厂冷却塔冷却水余热采集技术、上海某玻璃集团利用河水能量采集技术、北京某工厂工业冷却水余热采集技术、小型建筑(别墅小区)的竖直地埋管浅层地能采集技术等多种低品位能量采集技术，进一步完善了恒有源低品位能量采集技术体系架构。可以说，只要是有太阳照射的地方都可以根据不同地质情况、采用不同的浅层地能采集方式进行地能采集；不同的采集方式会有不同的成本，结合实际加以利用，保证建筑物室温在18-26℃之间。
(2)引进创新——能量提升系统
能量提升系统是恒有源以国外成熟的热泵技术为基础，将其引伸发展为创新的双温热泵核心设备。引进热泵技术利用少量的电能，将浅层地能提取出来后，蒸发器中的液态制冷剂吸收循环水中的热量后汽化，被电动压缩机加压，利用逆卡诺循环原理提升到较高的温度，然后进入冷凝器与末端循环水进行热交换，释放出热量，同时制冷剂冷凝成液体，经膨胀阀截流降压后再次进入蒸发器完成一次循环。恒有源的能量提升系统经省部级鉴定，达到国际了先进水平。恒有源的双温热泵这一引进创新技术，在原有技术的基础上进一步发觉设备潜力，提高出水温度，使之可直接取代现存建筑中的燃煤燃油采暖系统，完成对现存建筑进行的能源改造。这一引进创新为国家在建筑节能方面开辟了一个新的途径。
(3)集成创新——因地制宜的油画解决方案
恒有源公司通过充分了解项目所在地的水文地质条件、建筑形式、建筑规模、供暖制冷工况要求等多种因素，结合暖通空调技术，将能量采集系统、能量提升系统、末端释放系统加以优化设计，集成为该项目最适宜选取的地能热泵空调系统。每一个这样的系统，都具有其独特性，选取最佳配置的能量采集方式和和能量提升方式，并经过精心匹配的末端释放系统，为建筑物供暖(冷)和提供生活热水，都完成了一次成功的集成创新。这样的继承创新将人类生活和浅层地能前所未有地紧密结合在一起。
4)项目结果(包括社会影响，可量化的生态影响，经济指标)
恒有源公司将浅层地能作为建筑供暖首选替代能源，实现了能源按品位分级利用。
(1)社会意义
① 是实现“十一五”规划中关于建筑节能任务的有效方法
建筑能耗约占我国总能耗的20%-30%，其中供热和制冷的能耗约占50%-60%。“十一五”规划提出未来五年中单位GDP能耗下降20%，每年建筑节能需要实现2020万吨标煤，减排8000万吨二氧化碳气体的任务。初步估算建筑物供暖用能每年按比例节约量为485万吨标煤。
要想实现这个目标，不仅要改善建筑材料围护结构,还要采用高效能的供暖(冷)和生活热水方式替代传统方式、用清洁可再生能源替代传统能源。
HYY地能热泵系统开发利用浅层地能为建筑供暖(冷)和生活热水，从能源供给方式上就可保证建筑物总能耗的50%以上利用可再生能源。如果达到每年为6000万平方米建筑物供暖(冷)和生活热水，仅供暖每年就可实现建筑节能85万吨标煤，为实现国家“十一五”规划节能目标提供了强有力的支持。
② 有利于供暖体制改革
A、能源单位投资成本低
我国供暖体制是一个自下而上的福利性质的公益事业，国家实行补贴。从能源单位投资成本来看，每投资1kW能源，浅层地能至少比煤电节约2000元，比水电节约3000元，比风电节约5000元(参阅表3)。
B、运行费用低
2004年4月，北京市统计局信息咨询中心通过对应用HYY地能热泵系统的11个具有不同建筑类别工程的整个供暖季的运行数据进行分析，分析结果表明。被调查建筑中有7项工程低于燃煤集中供热的最低采暖价格，占被调查工程约70%；被调查建筑100%低于燃油、燃气、电锅炉供暖价格；并且系统环保，无任何气态、液态和固态污染物排放，系统环保效果突出。
C、一套设备、多种功能、适应广泛
HYY地能热泵系统由于其能源状态是稳定的，可以作为单独的能源供应系统，并且能够同时提供采暖、制冷和热水，集三功能于一体，其建设成本只相当于所配套建筑物传统中央空调制冷系统的价格。而且该系统适用于多种地质情况，适合不同建筑类型，是我国建筑物供暖(冷)和生活热水行业中最具成长潜力的自主品牌。
因此，HYY地能热泵系统作为一种成熟的三联供系统，不仅有丰富的浅层地能资源作为传统供暖(冷)和生活热水的替代能源，而且市场前景广阔。推广应用HYY地能热泵系统为建筑供暖(冷)和生活热水将在我国的供暖体制走向市场化中发挥积极作用。
③ 多方受益，利国利民
HYY地能热泵供暖系统一次能源利用效率高于传统供暖系统，能够增加电网冬季用电、减少电网夏季尖峰电的需求，对于发电企业来讲，可以增加冬季发电量，提高设备利用率，摊薄发电成本，提高电厂效益；对于电力公司来讲，可以增加全年电力销售；对于国家来讲，可以节约能源，节省电力建设投资。
④ 承担企业社会责任，保护地下水资源
恒有源公司积极承担企业社会责任，自筹资金委托北京市水环境监测中心连续5年对单井抽灌取热井对地下水质量的影响实施监测，在高效开发利用浅层地能的同时确保地下水资源得到有效保护。
监测结果表明：单井抽灌能量采集技术是一个以水为介质的密闭循环的热量采集装置，是土壤源热泵系统的一种。HYY地能热泵系统的地能采集、能量提升和能量释放分别采用三个闭式循环，运行过程中没有水资源消耗，对区域地下水状态和地质结构无影响。
(2)环保意义
将浅层地能作为供暖替代能源，只要采集方式确保在不消耗、不污染水资源的同时，不造成潜在地质灾害，没有废物排出，就可以做到使用区域零污染，同时也延长了煤、油、气等矿物资源的使用年限，具有重大环保意义。
应用HYY地能热泵系统为350万平米建筑物供暖(冷)和生活热水比传统低效用电方式每年仅供暖可以实现替代燃煤约13万吨标煤，减排二氧化碳约33万吨(参阅表4)，间接为国家节约了环境治理费用。
