奧運村再生水源熱泵項目開創先例

時間：2008-07-07 10:10

來源：中國房地產報

從北京市清河污水處理廠出發，向東南方向行進，穿過五環路，再繼續南行，才能到達北京奧運村，行程達到7公里多。放在三四年前，沒有人會將一個污水處理廠和奧運會重點工程聯想在一起。

然而，奧運村再生水源熱泵項目讓本來只能遙望的兩個地方來了一次擁抱。

奧運會期間，清河污水處理廠排放的再生水，將為運動員提供冷氣，制冷面積將達到41.3萬平方米。此外，該系統還能滿足冬季采暖需求。

國家科技部還組織了奧運專項課題研究，題目就是再生水熱能的綜合利用。由于在國外運行了幾十年的城市中（污）水大型熱泵系統，在國內還沒有大規模運用的先例，可以說，奧運村項目在拓展城市污水利用方面意義非凡。

遠程利用

過完6月，清華大學熱能工程系教授史琳就可以稍微松口氣了。作為奧運村再生水源熱泵系統課題組的成員，從2005年參與提倡將再生水源熱泵技術用于奧運村，調查提供可行性報告，再到后來做了不計其數的實驗，她在這個項目中揮灑了3年的光陰。

之所以提出采用再生水源熱泵，她認為，水源熱泵的關鍵是源的問題，在各種源中，再生水是不會引起其他環境問題的非常有應用價值的熱泵冷熱源。現在各個城市都有污水處理廠，而且污水處理量越來越大，如果把污水處理廠處理過的水用作熱泵的源，成本會很低，可回收的能量會很可觀。

此外，再生水的溫度十分穩定。據監測，清河污水處理廠的二級排水年最高水溫是26.5℃，最低水溫是12.5℃，水溫變化曲線很平緩。

不過，該項目也曾受到一些專家的質疑，認為取水口和奧運村熱泵機房距離太遠（管線單程總長度3.7公里），水泵耗功會比較大，很難實現節能。清華大學建筑學院副院長江億在一次清華校園內的演講中，就表示過類似觀點。

對此，史琳也承認該項目確實“距離稍遠”。因此，為了實現系統節能，采用了效率高的設備，比如板式換熱器、離心式熱泵機組、三級變頻泵等節能措施，使整個系統的性能達到了較高水平。

技術突破

板式換熱器的運用，可以稱得上奧運村再生水源熱泵項目的一大技術突破。相比起被廣泛使用的管殼式換熱器，它造價低、體積小、換熱效率高。板式換熱器造價約為管殼式換熱器的30％左右。

然而，用污水做源存在容易結垢的問題，會降低換熱的效率。因此，課題組必須研究污垢的規律，它和換熱的關系以及對換熱的影響。

為此，清華大學的研究團隊搭了很多實驗臺去研究污垢。這樣的研究屬于交叉學科領域，以前并沒有人把再生水作為熱源系統研究過。環境系研究污水，僅限于研究污水的成分小于多少達到排放標準，并不關心污垢和換熱的關系。

于是，學熱物理的專家變成了微生物研究者。通過取樣，課題組研究污垢微生物的種類，研究影響污垢生長的因素和時變規律。一個垢的完整周期就要五六十天，在研究期間，整個團隊已經記不清做了多少實驗。

最后，他們掌握了大量水、污垢的信息，得出了它的換熱曲線。此外，板式換熱器不好清洗，課題組發明了在位清洗的辦法，這也成為了奧運村項目對再生水源熱泵領域開拓的一大貢獻。

據估測，該項目系統的制熱效率（COP）達到3.67，這還是非常保守的計算，并且已經包含了熱泵和水源測的泵耗。此外，該系統還可使奧運村每年節省燃煤3600噸，減排二氧化碳8600噸。

模式創新

對于奧運村項目而言，奧運期間最重要的原則當然是系統運行的安全、可靠性。但在奧運會后，投資收益和系統運行的經濟性則被看得很重。

作為項目參與單位之一的華清集團，為該項目改變了以往的項目運作模式，專門成立了能源投資公司，進行能源投資。對項目從科研、設計、設備招標、運營管理、收費經營全部的環節負總責，對系統的安全、技術、經濟、節能等性能指標做綜合的平衡和考慮。其中，在該項目上實施冷熱計量收費，這也是作為北京市的示范工程。

而從參與奧運項目開始，原先在中高溫熱泵研究上成果豐富的史琳，則借此進入了新的研究領域。現在，她和她的研究團隊把研究的重點放在污水廠內，希望不僅僅將污水回收用于供暖和制冷，還可以做綜合性的嘗試，比如將污泥烘干燒掉，或加熱污泥厭氧反應用于產生的反應氣等。

編輯：張倩

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