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李骥:大型热泵区域能源站在清洁能源取暖中的应用

2017-08-18 14:44:17 5e

中国建筑科学院建筑环境与节能研究院热泵与蓄能研究中心高工 李骥

今天我讲的题目是“大型热泵区域能源站在清洁能源取暖中的应用”,主要讲两点,一个是热泵的利用,一个是清洁能源的利用。今天分享这些案例,包括新的利用模式,我个人希望通过这个案例,给行业一些信心,因为这种利用模式,是有它的前景的,今天分享很多我们实施的案例,确确实实取得一些实际的成果,包括有很多我们的运行数据。

我是来自建研院的,叫李骥,背景不说了,包括任务原理不说了,这是习主席提出来的,主要几类利用,第一类我们目前做的比较多的项目,利用预热的项目,去年国家推出新能源取暖,很多地方在推这个取暖的时候,有很多模式,我们通过调研发现,中国的北方,河南、河北很多地方,其实有很多的工业预热是可以利用的,而我们很多人没有做一些工作。这个工作,我们利用的合理的话,通过热工程技术,是能够得到很好的利用的,我去年走访了很多地方,中国北方很多县城没有城市供热的,加上县城的经济水平又比较落后,采暖费用,你的运行费用一平米不能超过20块钱,你用什么模式?当然有人说用地热,有的地方没有地热,我觉得工业预热是很好的模式,这是我们在河南省新乡市做的一个余热项目,三百多万平方米。我们第一,对余热这个项目的利用,它是供暖项目,设计上面要有保障,我们调研它整个采暖期的冷却塔的供回水温度,我们发现最低的时候30多度,因为他有化工的加热的处理过程,把预热用热泵简单提一下的话,是很好的热源,包括水温、水质、水量我们做了深入的调研,这个项目我们觉得可以实施的,我们提出了两种方案,一种是集中建能源站,一种分散来建。

我们提倡用后面的方案,有什么好处呢?我们可以分布投入,分布实施,例如水环热泵,这些项目都是些投资项目,县城里面可能经济并不是很好,可能这个收益率并不是特别好。30度的水经过换热以后,输送到每个地块,每个地块里面建一个20多平方米的建能源站,对整个县城进行供热,我们做的投资测算,我平米收十八九块钱的供热费用,收四五十块钱左右的配套费,这个项目投资收益率达到10以上。

第一种预热利用,第二种地源热泵利用,这个项目很多人也参与过,这是我们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机构所在地,都用地源热泵解决这个问题,可能很多人一生都碰不到这样的项目,你在这么大的区域里面,全用地源热泵解决这个问题,也是显示北京市政府的决心,我们一起做这个项目,最后这个项目打一万两千个多孔,建成之后是世界最大的地源热泵项目,当时主要做这个项目一个诉求,就是北京政府提出了这个区域内可再生利用率达到40%,一个建筑物的可再生利用率达到40%的话,一定是以地源热泵为主的,后来我们提供了一些方案。

包括我们做的一些地埋管的勘测,包括一些计算,包括流程图,包括布置,这个项目目前正在实施,以后大家可以参观这个项目,包括我们去年在陕西做的一个项目,我刚刚说了,上一个项目可能是我们最大的一个地源热泵的工建的项目,这个项目可能是地源热泵的军用建筑的项目,陕西的宝鸡,大概有5个地块,目前实施了可能将近一半左右,将近80万平米的利用,利用的是能源总线的概念,可能同济大学的老师一直在提总线,可能并没有利用,但是这个项目确实实实在在的应用了,所有的地块,都是水,都提到能源总线上面,通过总线完成换热的交换。

其实我要说的宝鸡并不是一个经济发达的区域,它的楼盘卖四五千块钱一平米,这个项目完全通过投资模式来运行的,收费并不高,其实运行的很好。我的意思是说,地源热泵如果设计的合理我们是可以得到一个很好的效果的。去年,这个投资商委托我们对这个项目做了一些测试,测试数据跟大家分享一下,整个项目大概几千个孔,经过我们的调试,我们达到平衡。最后系统的CUP是3.3,首先第一系统CUP3.3就不低了,但是当时我们去的时候,那台设备主机是有问题的,他们当时业主和设备厂家还在扯皮,我们走了之后据说调好了,据说CUP达到3.9,因为我们并没有实测,我个人觉得3.9的数据是可信的。

这么大规模的地区用地源热泵能够达到CUP3.9这种效率的话这是一个很好的运用了,所以我通过这个项目表达了一个信心,我们区域的地源热泵是可以做到很好的,我们不是管投资的经济模式,减排,经济效益,都能达到一个很好的效果,如果我们真的把项目做好的话,这是实实在在的运行数据。

第二个简单说一下,这个项目也很有名,北苑家园,我们十几年前做的一个项目,这个项目运行了十几年了,目前运行很稳定,去年我们走访这个项目说一年的运行费用,可能采暖费用七八块钱,我们知道,在北京采暖费用是收30的,你如果运行费用是七八块钱的话,那么这个项目经济是非常好的。包括我们最近在河南也有一个项目,也是上百万平米的,有的一个冬天的采暖费用两三块钱,甚至个别的,我今年上半年去过一次陕西,他们的地源热泵非常好,有一个地热井出水温度143度,他就给政府供,他说我们用几十方的水,能带几十栋的楼。这个地热用的好的话,你是能得到一些很好的效果的。

关于地热我想谈一点我的看法,因为我本身不是搞地热的。很多人对地热有一些想法,问我到底地热适不适合大规模推?我的理解地热这个项目你的核心还是地热层的勘测和地热层的打井,这些还是专业的团队来做,行业里有个公司,他们算做的是很不错了,据我了解,他们在河南也打过一些井,可能这种项目风险比较大,可能有专业的公司来做,他们有一个成功率的问题,比如说打10个费一个,他是扛得住的话,有的业主盲目尝试的话,你可能说不清楚的时候,你可能承担的风险会比较大。

这个项目也是十几年了,水源热泵,贵阳并不是采暖区域,我们做了一个水源热泵的项目,大将有一百万平米的项目。因为我们国家偏北方的地方,水温有时候是不太好,如果冬天,你对水温没有一个很细致的分析的话,它的频度要分很多,我们调研知道水温分布,他分布很多,如果在一般情况下七八度的时候热度可以利用,七八度以下怎么办?这时候我们要有一个详细的方案,第一步你是要做水温的详细调研,调研完了以后要把水温分频,每个频段要有一个解决方案,当时我们的解决方案,就是用的跟燃气锅炉负荷的。

最后说一下干热岩,刚才也提了,我们陕西那家企业很熟,四季春,他们也来找过我们,他们开始叫干热岩,后来改名叫无干扰,后来他们问过我们的意见,我们觉得挺好的,因为你本身不是干热岩,为了引起一些炒作和噱头。你叫无干扰,其实能够体现你这个技术的核心,本身是为了体现你的闭式的换热,我谈一下对这个项目的看法,很多人觉得这个项目有很多黑盒子,很多瓶颈不是很了解。这种项目,据我们了解,它的换热量,很多人第一关心换热量,它的换热量,可能是普通的4到5倍左右。一个孔的换热量可能在400千瓦左右,400千瓦可能能够带一万平米左右,出水温度大概能够在20到30立方米的时候,能够到20到30度的利用。

刚才说为什么CUP比较高,传统的地源热泵上来水是4到5度,这个上来的水是20到30度。你是闭式的,你这两公里,你的水泵的输送能耗很大,你是不是能够保证3.5到4.0的CUP呢?其实行业很多质疑,这个问题很简单,你倒过来看,你把20度到30度的水温,基本上是我们国内工业预热利用的温度了,你把它认为是工业余热利用的项目不就行了吗?他无非是两公里的管网,我们工业余热认为两公里的输配比是合适的。所以说这个能够上20到30度的水,你是能够保证很高的CUP的。这个项目能耗上能够保证。

经济性怎么看呢?你一个孔400千瓦,你大概差不多能够替代的一百个地埋管,一百个孔,地埋管,如果打孔需要150万左右。我的理解,大家看能效高一点,如果单孔成本控制在200到300万左右的话,它是有经济性,有人跟我说3百万到5百万,有个别打孔到1千万,就没有经济性了,如果到200万左右的话,跟地源热泵系统是可以匹配的。这是我个人的看法。

还有新的利用形式,我们今年在山东淄博做了一个地源热泵的项目,当然清华同方在合肥搞了一个,什么意思呢?夏天的时候,热泵利用效率高的时候我们把热灌到土壤里面,把土壤加热,加热之后,冬天我们再取出来,这些项目在北欧用的比较多,中国目前只是探索。因为这个项目本来今天拿出来讲的,但是跟业主签了保密协议,运行数据是不让公开的,所以我没有说。

最后我想说,地源热泵我们的理解,首先区域能源热泵应用在清洁取暖中大有可为的,很多热泵区域能源站我们可以建设,我们可以运行,这些实实在在的数据可以支持我们取得很好的社会效益和经济效益的。

现在有些人认为热泵应用并不好,很多人认为区域能源有些问题,其实并不是问题,如果我们实施好了,是可以得到很多效果的。

第二个,我们要因地制宜,很多地方的资源情况不太一样,以工业余热为例,北方其实有很多厂里面有很多工业余热,包括刚才说的新疆那个项目,当时化工厂非常感激我们做这个项目,他说如果我们不做这个项目,他认为我们化工厂是高污染行业,他们要把我们干掉,县委书记也非常感激我们,这个厂一年的利润是8千万,县三分之一的员工是县里的人,如果不上工业余热利用的项目的话,人家说是我们高污染项目,要把我们PK掉,我们全县老百靠什么生活?有些在县城里面我们调研这些资源,充利用这些资源,我们是能够得到很好的回报的,不管是社会回报经济回报。

最后还是要深入分析资源,包括各种模式,商务合作的模式,有很多。最后一点,热泵的利用,应该还是有前景的,我们国家的热泵科学还是希望它健康稳定的发展。今天时间的原因今天讲这么多,咱们可以下面再来交流,谢谢大家!




责任编辑: 吴昊

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