柳州市地表水水源热泵集中能源站可行性研究

钟晓

一、前言

调查显示，目前建筑的能耗已经占到全社会总能耗的25%左右，而空调能耗又占到了建筑能耗50%以上。因此作为一种综合性降低空调能耗、减轻温室效应、减轻热岛效应的能效手段，集中能源站已经越来越被这个社会所瞩目。目前全国已经有多个城市对集中能源站的建设进行了试点工作，并且取得了良好的效果。

二、什么是集中能源站

集中能源站是指对一定区域内的建筑群，集中由一个或多个功能站制得冷水、热水等冷媒，通过区域管网提供给最终用户，实现用户制冷、采暖、供应生活热水要求的系统。

三、水源热泵集中能源站有什么应用优势

1.节能效果显著。由于集中能源站是对区域内的建筑物进行大范围的集中供冷、供暖，供热水，可以将覆盖范围内的所有建筑负荷进行整合，提高了空调的使用效率；

2.节省投资。与单体建筑空调设备采购的简单累加相比，用于空调设备的一次性投资大为降低。同时如采用全热回收系统，不但可以进一步减少用户端对生活热水系统的投资，其制取生活热水的成本也更为低廉。夏季供冷时可以提供免费而可靠的生活热水，冬季供应生活热水的成本远低于传统的电热水器、锅炉热水系统；

3.环境负担小。采用水源热泵集中能源站，供冷时可以有效减轻城市中心区由于空调冷凝热而产生的“热岛效应”，省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗；供热时省去了燃煤、燃气、燃油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟、排污等污染, 实现二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物零排放。

4.长效可靠的管理机制

提高运行管理能力是降低空调负荷的一个重要手段。但是由于物业公司的物业管理人员的流动性较大，无法对于空调管理形成一个较为成熟和稳定的运行管理体系，很容易在运行管理过程中导致巨大的浪费。如果采用集中能源站，由于集中能源站运行单位的专业性较强，在运行管理、设备维护及保养上具有巨大的优势，可以进一步降低区域内的空调能耗。

5.提高城市品位

采用地表水水源热泵技术，可以避免建筑物外立面出现空调室外机、冷却塔等设备，大大提高外立面的统一性、完整性，最大限度地呈现建筑美感。此外，由于是集中能源站，可以避免由于多个地表水水源热泵空调系统导致的分散取水，减少对沿江景观的破坏。

四、集中能源站的建设及运营模式研究

1.能源站的覆盖范围

集中能源站相比传统的中央空调而言，存在额外的冷冻水、热水的输送损耗，如果输送距离过长，损耗势必会影响到系统的效率，节能效果也会大打折扣。因此集中能源站的覆盖范围不宜过大，一般在能源站1.5km的范围内为佳。

2.冰蓄冷技术

如果场地允许，在有峰谷电价区分的地区，能源站建设可以考虑将地表水水源热泵技术与冰蓄冷技术搭配使用，避免在用电高峰期大负荷用电。这种方案虽然会降低系统能效比，提高用电量。但实行峰谷电价已经逐步成为全国各大电网公司的共识，可以利用峰谷电价的差异提高能源站的经营能力。

3.建设及运营模式

集中能源站目前还是一种新兴事物，是节能技术、系统管理、商业运营结合下的产物，任何一个功能的缺失都有可能会导致集中能源站建设的失败。因此保证集中能源站的技术可靠性，集中能源站建设更适合在政府的引导和监督下，采用合同能源管理模式（EMC）或者建设-运营-移交模式（BOT）。由EMC或BOT单位全面负责建设和运营，以确保投资建设单位充分利用各项先进技术来降低系统风险。

4.推广

集中能源站的建设造福于民，但是普通百姓、企事业单位对于此类新生事物的接受程度有限，因此需要政府对此进行广泛宣传。此外集中能源站提供的冷冻水（空调用）和生活热水为半公共产品，不宜单纯的定义为商品，条件允许的话，政府可以充分利用电价优惠、税收优惠等措施推动产品单价下降，可以有效地提高集中能源站的认知率和使用率。

五、柳州地表水水源热泵集中能源站的可行性分析

近年来，随着柳州经济社会的发展水平越来越高，社会总用电需求节节攀升，拉闸限电、错峰用电的情况时有发生。如果能够有效降低空调能耗，可以在不降低百姓舒适度的前提下，缓解用电难的问题，实在是一件利国利民的好事。那么，除了水源热泵集中能源站自身的技术优势外，柳州又有什么独特的条件来建设地表水水源热泵集中能源站呢？

首先，柳江作为珠江水系西江左岸重要支流，具有丰富的水资源，年均流量1865立方米/秒，多年平均径流总量达588亿立方米。柳江流域年均温达18～20℃。泥沙含量低，仅0.11千克/立方米，为中国少沙河流之一，从水流量、水温及泥沙含量上看，柳江具有实施江水源热泵的得天独厚条件。其次，柳州整个城市沿江而建，亲水、靠水，无需长距离建设取水管路。第三，河东片区、柳东新区作为柳州未来城市发展的核心，近年来发展迅速。片区内有大量的需要空调、热水的公用建筑，建设集中能源站有利于进一步提升城市面貌和城市品位，打造节能城区、绿色城区。

但是与此同时，我们对利用地表水水源热泵技术仍要慎重。首先，柳州是国家重点防洪城市，那么取水工程建设时一定要重视防洪堤的堤防安全。其次，“百里柳江”是柳州的一张重要景观名片，在进行取水工程建设时应对取水口做好景观处理，务必跟周边的景观协调共生。第三，柳州亲水而建，柳州人民也亲水而生，因此除了做好生态保护外，也要做好取水口的安全防护。

柳州在2013年对建设集中能源站进行了试点，采用了BOT模式建设了柳州市风情港地表水水源热泵集中能源站，该能源站作为广西首个地表水水源热泵冷暖热三联供能源站，具有很大的参考价值。能源站拟覆盖的范围约面积26.485万平米，主要由风情港水淹居民区、酒店及商务楼、蜡像馆、工贸大厦、柳州宾馆组成。项目14年投入运营，经过4年的运营试点，取得了初步的成效。下一步可以考虑在这个基础上进一步对柳州建设集中能源站的适应性做进一步研究和探讨。