“水空调”，重庆低碳建筑奇兵

    导读:受自然资源条件限制，重庆全年日照时间短、静风时间长，规模化利用太阳能和风能的条件较差，但重庆市水资源丰富――

    重庆CBD有解放碑、江北城、弹子石三个片区，三地间因长江与嘉陵江隔江相望。解放碑已经是一个成熟的CBD，江北城和弹子石正在建设中。江北城片区有几栋在建的房屋围墙上建设者用文字和图片列举出了房屋的几大卖点，“江水源空调”几字颇为醒目。
　　 2009年重庆市被财政部、住房和城乡建设部确定为“可再生能源建筑应用全国示范城市”，获得专项资金7000万元，两年内将打造300万平方米“水空调”示范项目。
　　
　　重庆发展水空调享有地利
　　
　　 国家科学基金评审专家、重庆大学城市建设与环境工程学院刘宪英教授1957年到重庆上学工作，他说：“在60年代我就有搞‘水空调’的想法，还在长江上的船上做过测试，不过当时不具备条件，这几年有条件了。”

　　 “水空调”的工作原理是：在夏季制冷剂蒸发将房间里的热能吸收，发热给封闭环流中的水，冬季制冷剂吸收封闭环流中水的热能，放热给房间；而江水则用电抽取在换热器里面供封闭环流水交换热量。因水比空气可更好传递热量，所以与传统的从空气中吸取热量的家用和中央空调相比，“水空调”夏季节能30%，冬季节能可达50%。

　　 受自然资源条件限制，重庆全年日照时间短、静风时间长，规模化利用太阳能和风能的条件较差，但重庆市水资源丰富，辖区内长江、嘉陵江、乌江等河流纵横，地域内长江水平均流量为10930m /s，人工湖、水库等上百座，总蓄水量在15亿m 以上。重庆夏季气温在32～40℃时，长江和嘉陵江水温在23℃～26℃，低于环境温度；冬季在气温4℃～10℃时，两江水温在12℃～18℃之间，高于环境温度，这一特点决定了重庆建设“水空调”项目具有较大优势。

　　 重庆市城乡建委节能处负责人透露：“2005年的时候，中组部组织了院士专家西部行活动，经过中科院江院士等咨询、论证，认为重庆的水温、水量等具备发展水源热泵条件。因此，市里就把发展水源热泵、适度发展太阳能作为可再生能源建筑应用的重点来抓。”
　　 刘教授认为，“水空调”在长江流域都可以推广，但重庆更有优势，取长江水1%就可给8000～9000万平方米建筑提供冷暖空调。他还说：“上海世博会就用了水源热泵和土壤源热泵等地源热泵技术，不过在重庆‘水空调’比在上海节能15%左右，原因在重庆水温条件比上海好，在冬季黄浦江水温是7℃，嘉陵江是12℃；夏季黄浦江的水温为30℃左右，长江、嘉陵江是25℃左右。”

　　 去年底，重庆市被财政部、住房和城乡建设部确定为可再生能源建筑应用全国示范城市，将在2011年和2012年两年内建设300万平方米以上的可再生能源建筑应用示范工程，获得专项财政补助资金7000万元，其中首批资金4200万元已拨付。此前，重庆对利用可再生能源热泵机组的空调扶持措施是：按机组额定制冷量每千瓦补贴800元，提供生活热水的高温热泵机组，按其制热量每千瓦补贴900元；享受了国家可再生能源建筑应用专项资金资助的项目，还可以得到30%的市内专项补助资金。

　　 目前全市已有重庆大剧院等5个国家级示范项目和希尔顿体育度假中心等5个市级示范项目，示范面积达43.7万平方米，其中重庆大剧院和开县人民医院已经建成并投入运行，将进入验收环节。另有45万平方米的可再生能源建筑应用项目也已按照城市级示范的要求陆续实施。而“水空调”将在重庆CBD核心区域的解放碑、江北城商务中心区和弹子石滨江地带功能配套区陆续试用，成为重庆市区域集中供能示范项目。
　　
　　可从碳交易中获取收益
　　
　　 江北城CBD南有嘉陵江，东临长江，今后有630万平方米建筑屹立在226公顷区域间，吸纳15万就业人口。江北城CBD采用江水源热泵集中供冷、供热系统，建成后将是国内最大的“水空调”，该项目运营商是重庆江北嘴中央商务区投资有限公司水源空调分公司。
　　 该公司夏盛经理介绍：“项目有1号和2号两个能源站，为A区和B区共386万平方米公共建筑提供空调冷源和热源，夏季供冷采用电制冷+江水源热泵+冰蓄冷的形式，冬季供热采用江水源热泵的形式。”

　　 江北城的“水空调”已完成2号能源站一期渗渠取水与直取水工程、2号能源站机房土建工程、2号能源站一期相关设备安装及配套输水管网工程等一期示范工程,为面积8.26万平方米重庆大剧院供冷供热。记者在重庆江北北滨路看到2号能源站二期取水工程正加紧施工中。

　　 至今，一期示范工程已为在重庆大剧院举办的近百场重要活动提供空调冷热源，为观众提供了舒适的人工环境。根据现场测试，大剧院“水空调”系统节能率在33.8%左右，给二期工程后续投资建设起到了良好示范作用。

　　 夏盛表示，从一期示范工程看节能减排效益显著，但因投资较大，前期运营存在一定的压力。重庆大剧院已被列为国家第四批可再生能源建筑应用示范项目，夏盛透露：“虽然该项目获得了国家和市里的专项资金补贴约900万元，但是我们仅二号能源站的投资就高达4.5个亿，其中相当部分投资落在基础设施上，如二期取水工程就要花费8000万元，所以项目成功运行还需要水资源费的免除、电价、税收等优惠政策的大力支持。”

　　 不过，他认为很多账不能简单地用金钱来计算，要从节能环保、提升城市品质等方面来全盘规划。项目评估时测算，采用“水空调”集中供能，取消燃气锅炉冬季约能减少二氧化碳排放量14383.5吨，约减少粉尘排放量999公斤，而在夏季可减少26198131千瓦时用电量，按照现有发电厂发电耗煤计算，节约的电量折合成标煤可节约用煤10479吨，节约用水10.48万m，减少二氧化碳排放26120吨，减少二氧化硫排放786吨，减少粉尘排放7126吨，减少氮氧化合物排放393吨。他透露：“公司希望能够从碳交易途径获取回报，目前项目正在申报中”。
　　
　　要让机组吃“粗粮”
　　
　　 “大剧院用的‘水空调’机组效果好，造价高。”刘宪英教授说。“水空调”机组的效率与水量、温度、流速、取水高度等有关系，长江和嘉陵江能够满足江水源热泵水源水在水量、水温的要求，但地表水与地下水相比，含沙量、浑浊度等含量都要高。长江重庆段冬季含沙量10～20毫克/m ，夏季及洪水期含沙量更多，这让机组易堵塞、结垢，所以取水时在水处理方面花费成本较高。
　　 取水量大的项目最好采用直接取水方式。这就需要对整个运行系统进行技术改进，让设备能够在更广泛水质条件下高效运行，最大限度降低取水和水处理的技术要求和成本。为此“十一五”科技支撑计划“长江上游地区地表水水源热泵系统高效应用关键技术研究与示范”落户重庆。

　　 该科研项目总经费为5811万元，其中国家专项经费1843万元。设有3个课题,通过对主机技术攻关，取水方式的改变，对工程设计进行优化，“洪崖洞示范项目将是一系列技术创新的综合运用，如嘉陵制冷的水源热泵机组连续自动刮刷反冲洗等防腐、防堵、防冲击技术，防结垢主机，重庆大学斜板取水等，简单地说让机组可以吃“粗粮”。刘宪英教授说。

　　 江水源热泵对水体中生态环境、船舶行驶等因素的影响都需加以考虑。从项目监测数据看来，江水源空调进水和出水的温差在10度以内，热污染不会是问题，对鱼类生存影响不大。对航运业的影响问题，江北城片区采用了两级跌落式瀑布加消能槽的方式回水，这样一方面可以降低势能，减少对河床及航道的影响，还可以进一步降低回水温度。刘宪英教授感到非常遗憾“其实回水的势能还可以用来发电，但国内还没有这种成熟的机组。”