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大规模推行水源热泵系统任晓燕武云甫王建伟(沈阳市规划设计研究院沈阳)[内容摘要]大规模推行水源热泵系统是重要的,以沈阳为例指出一些存在问题,提出一些具有可操作性的建议[关键词]大规模水源热泵系统规划建设WideSpreadPlanningBuildofWater-Sour__HeatingPumpSystemWUYun-fu,ZHOUYue-qiu,FENGGuo-qingWANGJian-WeiShenyangMunicipalPlanningDesignResearchInstituteShenyang110015Abstract:Itisimportanttostudyonwidespreadplanningbuildofwater-sour__heatingpumpsystem.IntheplanningbuildcaseofShenyangpointsoutafewproblemsinthisfieldandsomeexecutiryadvi__swereputforwardKeyWords:widespread;water-sour__heatingpumpsystem;planningbuild;1大规模推行热泵的条件已经成熟
1.1推行普及峰谷电价
1.
1.1大规模推行热泵需要实行合理的峰谷电价
[1]我国2000~2004年总装机和总发电量均持续跃居世界第2位,其中2004年总装机量为
44.7GW,新增
5.1GW,增幅居世界之首据国家___规划,到2020年装机容量达90~100GW其中世界驰名的在建“西电东送”工程
3.3Gw、__工程(
1.82GW,为世界最大水电站)、七大跨省区电网联网工程(合计
6.2GW可充分利用各地“时差”低谷电资源)等,均已投产,计划2009年全面投产;规划建设的虎跳峡、锦屏峡水电站和,装机达
2.6GW、
1.5GW,规划2020年前投产;我国低谷电资源也水涨船高,日益丰富
1.
1.2为立竿见影地缓解自2003年出现全国整体性高峰缺电的严重态势(2004年华东、华北、东北、华中、华南大电网分别最高达
1.24GW、
1.4GW、
1.47GW、
0.__GW、
2.14GW),各地城市纷纷推行峰谷电价制度,目前峰谷电价比约
2.08~
5.83:1,比较合理根据建筑物冬季供暖的工作日负荷曲线图,其最大峰值曲线区间几乎总在晚
22.00至次日早
7.00,这一区间又恰是城市供电低谷段,利用热泵则适逢其时,得其所哉!完全符合荀子“顺其类者谓之福”的真理,大幅提高低谷电资源的有效利用,效益显著
1.2长达50余年的和电力管理部门垄断高价(用户必须__其输配电)、电贴(即电力增容费,单位征收标准据用户等级,为150~550元/KVA),如沈阳热泵原列为动力电,为550元/KVA一次性在用电前缴纳)和运行单位费用仅低于娱乐电(不论用电多少,据用电量和用户等级按月缴纳基本电费)是严重阻碍大规模推行热泵的重要原因之一,并且与__初装费和__月租费一样不合理2004年4月国家电监会、国家___决定用户可直接向发电企业购电(仅向电力管理部门缴纳过网费,电价约减少10%)、停收电贴、将热泵用电列入费用最低的生活电等,对大规模推行热泵不蒂福音,如春风化雨
1.3大规模推行节能建筑(下称节筑)
[2]国标《民用建筑节能设计标准》(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-95)颁布实施后,由于种种原因,节筑相当滞后但目前出现了根本转变,国家决定大规模推行节筑.,如沈阳确定今后每年必保新建节筑__300万m2其中节筑商品__的热泵单位投资约72元/m2,为常规供暖系统(下称常暖)106元/m2的68%据《分户热表计量室内采暖系统设计暂行技术规定(沈阳地区)》新建节筑商品__,耗热量指标(qH)不超
21.2w/m2热泵耗电按沈阳谷段、平段单价
0.125元/kwh、
0.45元/kwh计的采暖期每m2电费分别为
2.65元、
9.54元;加上管理费5元、夏季空调
4.7元、风机盘管3元分别为
15.35元/m
2、
22.24元/m2与沈阳采暖补贴平均标准
20.45元/m2比较,分别低、高
5.1元/m
2、
1.79元/m2,由于沈阳规定环境、社会效益双高的热泵不缴纳燃煤锅炉房2元/m2的“城市供暖保障金”,故分别比燃煤锅炉房平均节费
7.1元/m
2、
0.21元/m2;与高级建筑采暖费26元/m2比较则更加可观分别比燃煤锅炉房平均节费
12.65元/m
2、
6.34元/m2,并增加了夏季空调服务
1.4大规模推行分户供暖(下称分暖)分暖与常暖的区别主要是实现了单户循环和分户控制沈阳于1999年在全国率先实施分暖以来,2005年实现分暖超8000万m2以往__的“大流量、低温差”__运行方式,选择大功率水泵,在某种程度上使各用户的散热器平均温度趋于接近,达到消除热力工况失调的目的,但购置资金和运行耗电的浪费相当严重的现象,为分暖循环水泵的合理选择根本改变目前沈阳普遍达到人均1室,存在冬季使用较少的辅助__(厨房、卫生间、走廊、门厅、储藏室等)和北卧室、客厅、书房等,双职工型的主要__在上班和探亲等外出时间则基本无人,节能省费潜力很大分暖分别采用了可调节户内总供热量的水平单管串__统、各组散热器均可调节的水平单管跨越式系统或水平双管并__统,户内均能自主调节沈阳分暖杜绝了擅自加装散热器(尤其是在单位耗热量最大的阳台)现象,按表计费则杜绝了偷水盗热现象分暖密切结合实际(除实际热指标外,还应注意__和公建的同时供暖系数,如双休日和节假日,公建除个别__外,一般仅按5℃值班采暖),用户可自主调节供热量又使实际耗热量大减,实际上通过千家万户的自主调节根本改变了“大流量、低温差”__运行方式,仅平均节能即达约1/3,则平均流量相应减少和流速降低由于运行阻力和水泵轴功率分别与流速和流量呈平方和立方关系,效益巨大
1.5大规模推行集中水池
[3]由于大量分散小水池对于市政供水网是百孔千疮的泄压点,严重影响其压头稳定性;溢流损失大(如沈阳仅1781个200m3以下的分散小水池总溢流损失即达2200万m3/a);各为__系统,无连通互补性,安全可靠性差,尤其对于分秒必争的消防,存在因为蓄水量不足延误时机而丧失灭火最佳时机的隐患;与集中水池比较,总蓄水量相同时反而占地更多、用人多、耗能多、费工多、费料多、又不便管理;并几乎难以避免程度不等的水质二次加压供水污染等原因;沈阳决定大规模推行集中水池其经济作用半径和容量按地区分别合理确定沈阳集中水池的冬季、夏季平均水温分别为
11.5℃、
14.6℃,与冬季采暖期日平均温度-
5.7℃、夏季空气调节日平均温度
27.2℃,分别高于、低于172℃、
12.6℃则利用集中水池的热泵COP(CoefficiendofPerfov__n__)分别高达
4.
1、
3.0,完全符合充分利用未利用能(UnusedEnergy)和综合用能与合理用能的可持续发展SustainableDevelopment原则
1.6大规模推行污水回用
[4]世界缺水、中国贫水、沈阳水匮乏严重水污染更使上述态势加剧贫水使生态恶化水污染又造成“水质性缺水”更使贫水状况加剧形成恶性循环大规模实施污水回用规划则可迎刃而解如沈阳城区则地下水长年严重超采面临枯竭甚至到了“亡羊补牢”的地步人均占有水量约2__m3为我国1/
8、世界1/24是我国十大缺水严重大城市之一沈阳加速污水回用规划的战略方针是经济合理,保质保量;主要措施是合理建设污水处理厂及其专用回用水管网重点建设单位和小区中水道系统;目标是力争在2008年成为我国第一个实现城市全部污水无害化排放示范特大城市,规划到2010年、2020年分别达
11.4亿m
3、
19.2亿m3污水回用考虑到其单位成本
1.3元/m3,低于目前生活用自来水的
1.9元/m3,更远低于工业、公建、三产、特业等用自来水,因此首先在137个用水量达1万m3/d以上的工业户和建筑__》2万m2的568个小区与226个大型公建重点建中水系统污水回用水温比集中水池更高,其所含热量经热泵利用低谷电蓄存循环用于供热与制冷效益更佳
1.7煤价大幅增长我国为公认的世界制造和__产业重要中心经济至少还将持续高速增长30年,燃煤、钢铁、水泥、房屋、机械、服装、彩电、冰箱等产量持续居世界冠军,煤耗量持续居世界冠军,带动了世界经济增长和煤价全球飙升其中煤的国内市场价在近半年内涨幅高达
41.5%,并在国家修改“煤炭法”,严厉取缔和整顿非法、违法私有小煤窑、矿井(全国约3万家),对矿难事故严肃处理(如辽宁省主管副省长等免职、直接负责人员追究刑事责任、矿难受害者赔偿金额猛增等),煤价将伴随我国经济持续高速增长(至少30年)而相应增长,因此热泵的节能效益日益显著
1.8《京都议定书》(下称《京书》)生效
1.
8.12005年1月,由___气候变化专门委员会(IPCC)负责人担任科学顾问,美、英、澳合作完成的报告《应对气候挑战》警告目前大气中仅CO2浓度已达379ppm,10年内将达到危险临界点的400ppm,导致全球平均气温飞速升高(为1750年工业__至今254年间累积升高的
1.5倍),将造成世界食物、水资源等短缺性巨大灾难
1.
8.22005年2月,《京书》生效,成为国际法律,除1个大国外的所有大国在内的110个国家已正式缔约执行,规定人口仅占世界22%、但温室气体(下称温气,按其温室效应顺序为CO
2、CH
4、N2O、HFCS、PFCS、SF6)排放量高达世界66%的35个发达国家(下称发国),其量化减排指标为前3种、后3种分别以1990年、1995年排放量为基准,2008~2012年的第一约定期间平均减排
5.2%,其中欧盟、美、日分别减排8%、7%、6%,否则必须进行经济补偿,发展中国家(下称展国)可不减排
1.
8.3发国在本土实施减排投入为展国4~6倍,难度很大如__1990年仅CO2排放量即达
12.37亿t到2008年应减为
11.63亿t,但2004年实际达
13.51亿t,反而增加了11%考虑到有效减排温气,《京书》规定可实施在境外减排国际合作的清洁发展机制(CleanDevelopmentMechani__,下称CDM),即发国提供资金和技术等作为经济补偿(近3年合计500亿美元)在展国实施减排
1.
8.4中国是最大的展国和煤炭耗费国与温气排放量亚军国,其中1990~2000年仅CO2排放即增加
8.23亿t(占世界同期增加量27%),预计到2020年将比2000年排放量增加
1.32倍,与美国并驾齐驱2005年2月,中国启动绿色GDP,在试点十省市(京、津、渝、冀、辽、浙、皖、粤、蜀、琼)的直辖市和省会均将环保指标作为干部考核的重要内容和力争CDM项目建设热泵温气排放量为零,是公认的CDM效益显著项目,比较优势明显2__应用重点和注意事宜
2.1应由规划部门统一协调热泵与电网和大规模推行节能建筑、分户供暖、集中水池、中水利用等规划建设(含更新改造),同步成片进行,取得规模经济效益和__政策取得规模经济效益和__政策如沈阳新建、改建的热泵电力线与配套用电设施和确保可靠性的双回路电源进户等均由电业局投资,__应用重点是
①新建节能型商品__、联体__和__式__等中、高级__区,
②已到更新年限的常暖区,
③小于或等于
0.7MW和明令淘汰的燃煤锅炉供暖区,
④禁止采用燃煤锅炉供暖区,如辉山风景区、高级建筑区等,
⑤节能小区等
2.2峰谷电价比、热费补贴(宜改暗补为明补,并且节能__单位__补贴应继续与非节能__相同)调整等敏感性操作,决不能随意进行,每次操作前都必须召开各有关部门和专家参与的听证会,并且经过充分论证后,由__审批通过,原则上应有利于热泵大规模__
2.3沈阳采用地下水须经市节水办审批(在市政水网到达地区禁止打井),并一次性缴纳水资源保护费(150元/m3,并按日平均开采计划配额一次性加收200元/m3)和增容费(如比照地热水为
0.40元/m3)但热泵用深井水几无消耗、污染,仅轮换使用深井水中热/冷量,并且冬季取热存冷,夏季取冷存热,不仅节能,而且间接换能,有利于环境保护和可持续发展故应修改上述规定,健全该法规取代目前由__特批允许打井和免费的方式,否则严重影响热泵大规模__
2.4加大技术管理力度完善地下水监(检)测网络系统,实行统一规划、建设、利用,合理分工负责,充分发挥综合效益并尽快将分属于水利、城建、环保、地质等部门的地下水所有监(检)测井孔纳入统一网络系统,全面克服资料封闭与监(检)测项目、周期、精度不一致现象,实现资料通用化和共有共用共利建立健全水资源管理模型,按系统化、最优化、决策化进行研究,应用电脑快速整理和融汇所有资料,提供高智能评估,尽快编制最优__利用热泵深井定点和全局合理布局规划,作为指导热泵大规模__的科学依据,替代目前大量重复繁琐和难免影响全局合理布局的逐个热泵深井定点方式并对所有热泵深井定点和使用均登记建档,建立数据库,纳入统一管理,有利于热泵深井定点和全局合理布局规划及时调整
2.5热泵不能作为自负盈亏的行业实行全面市场化如沈阳个人承包的小型常规供热系统,弊病丛生资本与管理脱节,以租代管、以卖代管普遍,混乱无序;供热运行无规则,沿后开栓、提前停炉,甚至对交费率低的用户楼严寒期也不供热或停热造成结冰堵管、裂管乃至胀裂散热器(更有甚者强行违法拉电闸,导致所有交费和未交费用户均不能使用电热器维持基本室温和照明、电视等所有家电,真是蛮横已极),维修不及时、不认真(甚至导致跑水现象),维修员素质差,水平低(导致多次维修同一部位或违规使用非标准件、不合格件对付造成隐患等),服饰不整洁,甚至无理要求用户支付高价维修换件费、人工费等不胜枚举,造成失民心、惹群怒,甚至严重后果大规模__科技含量高和管理要求高的热泵应引以为训,实行行业化、专业化管理____
[1]武云甫.低谷电在集中供热上的规划利用.中国电机工程学会城市供电1996年论文集p246-248
[2]武云甫.沈阳市大规模推行节能建筑.城市规划通讯,2001;1
[3]李国泮,主编.地下管线管理技术与应用.见武云甫.沈阳大规模推行集中水池.北京中国建筑工业出版社,
2000.p44-49
[4]武云甫.沈阳大规模推行污水回用.全国给水排水学会第四届(2001年)学术会议论文集p276-278,2001;3__简介任晓燕(1963,6),女,大学本科,高级工程师,研究方向给排水规划与应用武云甫(1946,9),男,大学本科,高级工程师、规划师,研究方向综合规划与应用王建伟(1972,3),大学本科,高级工程师,研究方向热力规划与应用通联邮编110015,沈阳市彩塔街15号沈阳市规划设计研究院武云甫,__024—23934587,邮编110015,传真024—23__1117___号码210102460913601。