刘宪英：发展地表水水源热泵的建议

刘宪英教授在热泵会议上

    重庆市2006年列为建设部可再生能源建筑应用——淡水源热泵技术的示范城市，2007~2010年重庆市科委、建委承担了国家科技支撑计划课题——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项目，2007年重庆市财政局、重庆市建委出出台了“可再生能源建筑应用示范工程专项补助资金管理的暂行办法”，2008年重庆市设置了“建筑节能减排”重大专项课题。2010年列入国家可再生能源建筑应用示范城市。截止2010年8月，全市共有25个地表水水源热泵项目，总建筑面积277.676万㎡。总设计冷量187.4277MW，总设计制热量85.4538MW，生活热水负荷4502KW。 

    重庆地表水水源热泵项目建设情况

    25个项目中，已建成11项，正在建设的7项，已通过可行性论证处于待建的7项。其中江水源热泵17个，湖水（库水）水源热泵6个，温泉排放废水2个。已建成的11个项目中，其中闭式盘管系统3个，带板换的开式系统2个，其余6个均为江水直接进机组的开式系统。

    虽然地埋管地源热泵、污水源热泵、太阳能热水器、太阳能光伏发电等可再生能源建筑应用项目在重庆也有，但地表水水源热泵应用面积大，范围广。

    重庆发展水源热泵的总体思路

    大、中型地表水水源热泵工程尽可能采用直接进机组，不设中间换热器的开式地表水系统。以充分利用江、（库）的水温优势；小型工程可采用闭式盘管式系统。

    采用开式系统,尽可能降低机组对水质的要求，降低水处理的投资，减少水处理设施的阻力，减少运行费；尽可能提高水源热泵机组本身的防堵、防腐、防冲击和耐磨损的措施，尽可能提高机组的效率。两者结合考虑,希望找到一个比较好的切入点。要考虑利效比，工程的静态投资回收期不宜过大，推荐不宜大于7-9年。

    地表水水源热水泵质标准的确定问题。按前述测试的江、河、湖水水质情况，满足GB50366地源热泵系统工程技术规范所要求的5mg/L含沙量是不可能的。能否降低水质要求，降低多少是需要认真研究的。

    有关单位已建设了不同水质的测试台，测试不同的含沙量，不同浊度、不同的藻类密度到底对热泵机组的能效比、污垢热阻Rf、水流阻力△P有多大影响，从而确定一个比较合理的水质标准。初步结论是当含沙量100mg/L、浊度50NTU时，与采用清水试验结果相比，其能效下降2-3%以内。故推荐水质标准为含沙量≦100mg/L，浊度≦50NTU，藻密度≦10万个/L。

    选择水源热泵机组的建议

    空调用水源热泵机组，制冷、制热能效应满足《水源热泵建筑工程产品节能认定技术规范》对EER和COP应达到节能评价值指标的要求，它比产品标准规定值提高了20%。

    生活热水热泵机组，COP满足“商业或工业用及类似用途的热泵热水机”的要求。

    制冷剂换向的水源热泵机组，减少水侧换向阀的渗漏，减少对用户侧水系统的污染和减少机房管路布置的复杂性。

    内光外肋耐腐蚀的铜管（如镍铜管、纳米涂层铜管等）提高机组耐磨损、耐腐蚀性能，增加使用寿命和便于清洗。采用内光外肋镍铜管比内外肋强化紫铜管换热性能下降5—8%,机组造价增加10%左右；采用方便人工清洗的换热器端部蓋板；采用机组在线自动清洗装置（内肋管的采用带四通换向阀的刷管机）；采用适合大温差、变水量的水源热泵机组；大于2000KW的机组，宜选用离心式水源热泵机组，以提高机组能效和降低投资。

    重庆市发展地表水水源热泵的建议

    针对江水含沙量大、浊度高、湖水含藻类大等问题，研制或采用高效除沙、降低浊度（对江水）和除藻(对湖水)的水处理设备；研制、开发、或采用高效并具有防腐、防堵、防冲击和自清洗能力的水源热泵机组，减小水处理要求、减小水处理设备投资；建立重庆市主要水系长江、嘉陵江、乌江全年水温变化与大气温度变化之间的相关数据库及关联数据模型；根据重庆市主要水系的水量、水温、江河岸边的地质结构情况及既有建筑和规划建筑的情况，做好地表水空调的发展规划。

    建议政府有关部门支持现已有的水轮泵、水轮发电机等方面的回水能量利用方案及一水多用技术，降低取水泵能耗，开展江河水或湖水的不同水质对机组换热器的传热、阻力特性及水源热泵机组性能影响等方面的基础数据研究，为水处理设备、水源热泵机组的设计和制定重庆市地表水水源热泵设计标准提供可靠的基础数据和水质标准，为推动地表水空调在全国的发展做出贡献，加强地表水空调系统的运行人员的培训教育，为重庆提供一批水空调方面的设计、施工和运行管理方面的技术骨干，推动水空调技术的发展。

    尽快完成水空调示范工程的测试和验收评估，对建好的项目进行数据检测方面的检查，为重庆提供水空调发展的基础数据，也为节能减排效果提供可靠的依据和数据支撑。由于水空调只是利用水中的部分热量来进行供冷或者供热，并未减少水的资源量，也不会污染地表水，政府应制定重庆市地表水利用的优惠政策，鼓励用户应用。