成都这17个建筑项目里 藏着一个“地热空调”

发布日期:2021-05-10 05:04   来源:未知   阅读:

  太阳能、风能、水能这些都是已经被大众所熟知的可再生能源。而在成都,还有一种可再生能源浅层地温能,正在走进越来越多的建筑中。作为一种深藏在地下

  太阳能、风能、水能这些都是已经被大众所熟知的可再生能源。而在成都,还有一种可再生能源浅层地温能,正在走进越来越多的建筑中。

  作为一种深藏在地下的绿色清洁能源,浅层地温能是指蕴藏在地表以下一定深度范围内岩土体、地下水和地表水等地质体中具有开发利用价值的热能。2017年1月,国家发展改革委制定《地热能开发利用“十三五”规划》,明确“十三五”时期四川省新增浅层地温能供暖(制冷)面积目标为3000万平方米。

  7月1日,记者从成都发展改革委了解到,目前成都已有17个示范建筑项目配备了地源热泵系统,利用方式上以地下水地源热泵系统,地埋管地源热泵系统为主,每年可开发利用浅层地温能折合标准煤约10000吨,减少二氧化碳排放约8600吨。

  浅层地温能的开发利用原理是什么?近年来,在成都推广的具体情况如何?近日,记者走进成都浅层地温能项目,进行实地探访。

  在人来人往的成都东站,舒适的温度十分重要。如何确保温度常年保持在人体舒适状态?成都东站的秘诀,就在于2011年建成投用的土壤源地源热泵系统。

  在揭秘之前,来自成都铁路科创有限责任公司,负责这套系统维护、的工作人员万昌正,首先解释了浅层地温能的利用原理:土壤和地下水源的温度四季相对恒定。以土壤为例,其温度常年保持在15℃到25℃之间,依靠地源热泵系统,冬天从地源(浅层水体或岩土体)取热,向建筑物供暖,相当于锅炉;夏天向地源(浅层水体或岩土体)排热,给建筑物制冷,相当于中央空调,一套系统可以替换原来的锅炉加空调两套装置或系统。

  万昌正说,传统空调,是将热量排放到大气中,从而形成热岛效应。而使用地源热泵系统,热量被输送到了地下,没有废物排放,能有效避免热岛效应。“在业内,大家把这个系统叫做地热空调。”

  这个“空调”节能效果如何?万昌正测算了一组数据:在理想状态下,成都东客站地源热泵整个冬季平均开机100天,每天运行12小时,消耗总电量大约为200万度,但却能输出约900万度电量的热能。而若使用电锅炉,则需要消耗1000万度电,这样一比较,成都东客站的地源热泵系统在冬季大约可节约800万度电。

  成都高新区内的住宅项目朗诗熙华府,同样利用了地源热泵系统,为小区内1300多户居民统一供热制冷,全年的室内温度在20℃-26℃之间。“虽然用户不能自主调节室内温度,但这一温度已经能满足绝大多数人的要求。”成都朗诗企业管理咨询有限公司绿建工程师叶永宁介绍说。

  每月住户除日常的物管费外,还需缴纳3.5元/平方米的系统运行费。“我们家是一套150平的房子,一年的系统使用费是6000多元;如果使用传统的空调、地暖设备,要达到同样的制冷制热效果,电费支出并不比这个数字少,还不包括购买设备的花费。”今年4月入住的住户何玉华,已经习惯了地源热泵系统的使用。

  成都对浅层地温能的开发利用,大约始于本世纪初。目前成都已有17个示范建筑项目配备了地源热泵系统,建筑面积约130万平方米,包括成都东站、环球中心、成都水文队办公楼、都江堰市医疗中心等,项目类型中,公共建筑项目,民用住宅项目偏少。从项目投运的时间看,项目主要集中于“十一五”“十二五”时期,“十三五”时期新上项目较少。

  这跟国家政策有一定关联。四川省建筑科学研究院有限公司高级工程师乔振勇告诉记者,“十一五”“十二五”时期,国家有关部委对于可再生能源建筑应用出台了针对示范项目、示范市(县)的补贴政策。比如针对示范项目,通过申报、评审和测评验收等环节,可以获得一定的建设成本补助,“到了十三五时期,该国家补贴政策基本结束,很多地方在推广可再生能源时,可能就会考虑成本相对较低的太阳能等。”

  乔振勇分析,虽然地源热泵系统在投运后能带来比较明显的节能效果,运营成本也相对较低,但地源热泵技术初期成本相对较高,一定程度上阻碍了它的推广利用。

  “在一块空地上,我们将1700多根高强度塑料管埋到地下100米深的位置,让水在管中循环流动,与土地换热,光这个工程花费的投资就不小。”万昌正解释说,虽然水平埋管的工艺难度小,但要保证埋管与土壤接触的面积,就需要更大的土地,目前大多都是采用垂直埋管的方式。据了解,整个成都东站的地源热泵系统,建设成本约为1.3亿元;如果是使用传统的制热制冷系统,费用大约在8000万元左右。

  制约地源热泵技术推广利用的因素,不止一个。去年,在成都市有关部门的指导下,四川省建筑科学研究院有限公司完成了《成都市民用建筑浅层地温能项目调研报告》,对成都市16个地温能项目进行了调研和分析。

  这份报告提到,调研中的地下水源热泵系统项目,很多在投入使用后对地下水的抽水量、回灌量及水质的定期监测不是很到位,有些虽然监测了但没有重视对监测数据进行分析,导致难以判断项目在使用地下水源热泵过程中造成的地下环境影响程度,“没有大量数据做支撑,来判断项目对环境的影响,就很难大胆放手得推动更多项目上马。”

  针对制约因素的破解行动,正在一一展开。2019年4月,成都发展改革委、成都市规划和自然资源局、成都市生态环境局联合印发了《成都市浅层地温能开发利用试点工作方案》,对浅层地温能的开发利用,做了系统部署。

  成都发展改革委资源节约和环境保护处副处长赵森介绍,成都将根据地质条件、开放利用现状和发展规划,选择不同区域、不同利用方式及规模的代表性项目,探索建立覆盖地下水源热泵水质、水温、水位和地埋管地源热泵土温、土质等指标的在线动态监测体系,“加强数据跟踪收集分析,为科学有序开发浅层地温能提供数据支撑。”

  有序开发,还需要一张清楚明了的“资源图”。“理论上所有地下都有浅层地热资源,但是地下岩土体具体结构、地下水分布等都会影响到地热资源的开发。此外,还要综合考虑地下空间开发、市政基础设施等因素的影响。”乔振勇的担心并不是空穴来风,“我们调研时就了解到有项目由于附近地铁和道路修建,造成地埋管破坏而停运的情况。”

  目前,成都已经启动对全市地热资源“家底”的新一轮摸排工作,“预计2020年形成重点区域阶段性勘查成果,2021年底前全面完成浅层地温能资源勘查评价,形成全市开发利用适宜性区划图等成果,为成都市浅层地温能开发利用打下较好基础。”赵森说。

  考虑到初期的投资成本问题,成都市还提出,综合运用财政、投资、税收、土地、价格等政策手段,加大对浅层地温能开发利用试点示范项目的支持力度。

  不过,对于成本问题,乔振勇持相对乐观的态度,“项目不断推广会推动技术的创新和成本的降低。相比于地源热泵技术最初应用时期,现在的建设成本已经有了明显的下降。”

  四川省建筑科学研究院有限公司主导完成的《成都市民用建筑浅层地温能项目调研报告》,也对成都浅层地温能的开发利用,提出了不少建设性意见,比如率先在大型公共建筑中推广地源热泵技术。“大型公共建筑人员密度较大,地源热泵使用时间集中、使用率高,能充分发挥地源热泵的功效。”乔振勇说。