柳州市地表水水源熱泵集中能源站可行性研究

鐘曉

一、前言

調查顯示，目前建筑的能耗已經占到全社會總能耗的25%左右，而空調能耗又占到了建筑能耗50%以上。因此作為一種綜合性降低空調能耗、減輕溫室效應、減輕熱島效應的能效手段，集中能源站已經越來越被這個社會所矚目。目前全國已經有多個城市對集中能源站的建設進行了試點工作，并且取得了良好的效果。

二、什么是集中能源站

集中能源站是指對一定區域內的建筑群，集中由一個或多個功能站制得冷水、熱水等冷媒，通過區域管網提供給最終用戶，實現用戶制冷、采暖、供應生活熱水要求的系統。

三、水源熱泵集中能源站有什么應用優勢

1.節能效果顯著。由于集中能源站是對區域內的建筑物進行大范圍的集中供冷、供暖，供熱水，可以將覆蓋范圍內的所有建筑負荷進行整合，提高了空調的使用效率；

2.節省投資。與單體建筑空調設備采購的簡單累加相比，用于空調設備的一次性投資大為降低。同時如采用全熱回收系統，不但可以進一步減少用戶端對生活熱水系統的投資，其制取生活熱水的成本也更為低廉。夏季供冷時可以提供免費而可靠的生活熱水，冬季供應生活熱水的成本遠低于傳統的電熱水器、鍋爐熱水系統；

3.環境負擔小。采用水源熱泵集中能源站，供冷時可以有效減輕城市中心區由于空調冷凝熱而產生的“熱島效應”，省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音、霉菌污染及水耗；供熱時省去了燃煤、燃氣、燃油等鍋爐房系統，沒有燃燒過程，避免了排煙、排污等污染, 實現二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物零排放。

4.長效可靠的管理機制

提高運行管理能力是降低空調負荷的一個重要手段。但是由于物業公司的物業管理人員的流動性較大，無法對于空調管理形成一個較為成熟和穩定的運行管理體系，很容易在運行管理過程中導致巨大的浪費。如果采用集中能源站，由于集中能源站運行單位的專業性較強，在運行管理、設備維護及保養上具有巨大的優勢，可以進一步降低區域內的空調能耗。

5.提高城市品位

采用地表水水源熱泵技術，可以避免建筑物外立面出現空調室外機、冷卻塔等設備，大大提高外立面的統一性、完整性，最大限度地呈現建筑美感。此外，由于是集中能源站，可以避免由于多個地表水水源熱泵空調系統導致的分散取水，減少對沿江景觀的破壞。

四、集中能源站的建設及運營模式研究

1.能源站的覆蓋范圍

集中能源站相比傳統的中央空調而言，存在額外的冷凍水、熱水的輸送損耗，如果輸送距離過長，損耗勢必會影響到系統的效率，節能效果也會大打折扣。因此集中能源站的覆蓋范圍不宜過大，一般在能源站1.5km的范圍內為佳。

2.冰蓄冷技術

如果場地允許，在有峰谷電價區分的地區，能源站建設可以考慮將地表水水源熱泵技術與冰蓄冷技術搭配使用，避免在用電高峰期大負荷用電。這種方案雖然會降低系統能效比，提高用電量。但實行峰谷電價已經逐步成為全國各大電網公司的共識，可以利用峰谷電價的差異提高能源站的經營能力。

3.建設及運營模式

集中能源站目前還是一種新興事物，是節能技術、系統管理、商業運營結合下的產物，任何一個功能的缺失都有可能會導致集中能源站建設的失敗。因此保證集中能源站的技術可靠性，集中能源站建設更適合在政府的引導和監督下，采用合同能源管理模式（EMC）或者建設-運營-移交模式（BOT）。由EMC或BOT單位全面負責建設和運營，以確保投資建設單位充分利用各項先進技術來降低系統風險。

4.推廣

集中能源站的建設造福于民，但是普通百姓、企事業單位對于此類新生事物的接受程度有限，因此需要政府對此進行廣泛宣傳。此外集中能源站提供的冷凍水（空調用）和生活熱水為半公共產品，不宜單純的定義為商品，條件允許的話，政府可以充分利用電價優惠、稅收優惠等措施推動產品單價下降，可以有效地提高集中能源站的認知率和使用率。

五、柳州地表水水源熱泵集中能源站的可行性分析

近年來，隨著柳州經濟社會的發展水平越來越高，社會總用電需求節節攀升，拉閘限電、錯峰用電的情況時有發生。如果能夠有效降低空調能耗，可以在不降低百姓舒適度的前提下，緩解用電難的問題，實在是一件利國利民的好事。那么，除了水源熱泵集中能源站自身的技術優勢外，柳州又有什么獨特的條件來建設地表水水源熱泵集中能源站呢？

首先，柳江作為珠江水系西江左岸重要支流，具有豐富的水資源，年均流量1865立方米/秒，多年平均徑流總量達588億立方米。柳江流域年均溫達18～20℃。泥沙含量低，僅0.11千克/立方米，為中國少沙河流之一，從水流量、水溫及泥沙含量上看，柳江具有實施江水源熱泵的得天獨厚條件。其次，柳州整個城市沿江而建，親水、靠水，無需長距離建設取水管路。第三，河東片區、柳東新區作為柳州未來城市發展的核心，近年來發展迅速。片區內有大量的需要空調、熱水的公用建筑，建設集中能源站有利于進一步提升城市面貌和城市品位，打造節能城區、綠色城區。

但是與此同時，我們對利用地表水水源熱泵技術仍要慎重。首先，柳州是國家重點防洪城市，那么取水工程建設時一定要重視防洪堤的堤防安全。其次，“百里柳江”是柳州的一張重要景觀名片，在進行取水工程建設時應對取水口做好景觀處理，務必跟周邊的景觀協調共生。第三，柳州親水而建，柳州人民也親水而生，因此除了做好生態保護外，也要做好取水口的安全防護。

柳州在2013年對建設集中能源站進行了試點，采用了BOT模式建設了柳州市風情港地表水水源熱泵集中能源站，該能源站作為廣西首個地表水水源熱泵冷暖熱三聯供能源站，具有很大的參考價值。能源站擬覆蓋的范圍約面積26.485萬平米，主要由風情港水淹居民區、酒店及商務樓、蠟像館、工貿大廈、柳州賓館組成。項目14年投入運營，經過4年的運營試點，取得了初步的成效。下一步可以考慮在這個基礎上進一步對柳州建設集中能源站的適應性做進一步研究和探討。