奥运村再生水源热泵项目开创先例

时间：2008-07-07 10:10

来源：中国房地产报

从北京市清河污水处理厂出发，向东南方向行进，穿过五环路，再继续南行，才能到达北京奥运村，行程达到7公里多。放在三四年前，没有人会将一个污水处理厂和奥运会重点工程联想在一起。

然而，奥运村再生水源热泵项目让本来只能遥望的两个地方来了一次拥抱。

奥运会期间，清河污水处理厂排放的再生水，将为运动员提供冷气，制冷面积将达到41.3万平方米。此外，该系统还能满足冬季采暖需求。

国家科技部还组织了奥运专项课题研究，题目就是再生水热能的综合利用。由于在国外运行了几十年的城市中（污）水大型热泵系统，在国内还没有大规模运用的先例，可以说，奥运村项目在拓展城市污水利用方面意义非凡。

远程利用

过完6月，清华大学热能工程系教授史琳就可以稍微松口气了。作为奥运村再生水源热泵系统课题组的成员，从2005年参与提倡将再生水源热泵技术用于奥运村，调查提供可行性报告，再到后来做了不计其数的实验，她在这个项目中挥洒了3年的光阴。

之所以提出采用再生水源热泵，她认为，水源热泵的关键是源的问题，在各种源中，再生水是不会引起其他环境问题的非常有应用价值的热泵冷热源。现在各个城市都有污水处理厂，而且污水处理量越来越大，如果把污水处理厂处理过的水用作热泵的源，成本会很低，可回收的能量会很可观。

此外，再生水的温度十分稳定。据监测，清河污水处理厂的二级排水年最高水温是26.5℃，最低水温是12.5℃，水温变化曲线很平缓。

不过，该项目也曾受到一些专家的质疑，认为取水口和奥运村热泵机房距离太远（管线单程总长度3.7公里），水泵耗功会比较大，很难实现节能。清华大学建筑学院副院长江亿在一次清华校园内的演讲中，就表示过类似观点。

对此，史琳也承认该项目确实“距离稍远”。因此，为了实现系统节能，采用了效率高的设备，比如板式换热器、离心式热泵机组、三级变频泵等节能措施，使整个系统的性能达到了较高水平。

技术突破

板式换热器的运用，可以称得上奥运村再生水源热泵项目的一大技术突破。相比起被广泛使用的管壳式换热器，它造价低、体积小、换热效率高。板式换热器造价约为管壳式换热器的30％左右。

然而，用污水做源存在容易结垢的问题，会降低换热的效率。因此，课题组必须研究污垢的规律，它和换热的关系以及对换热的影响。

为此，清华大学的研究团队搭了很多实验台去研究污垢。这样的研究属于交叉学科领域，以前并没有人把再生水作为热源系统研究过。环境系研究污水，仅限于研究污水的成分小于多少达到排放标准，并不关心污垢和换热的关系。

于是，学热物理的专家变成了微生物研究者。通过取样，课题组研究污垢微生物的种类，研究影响污垢生长的因素和时变规律。一个垢的完整周期就要五六十天，在研究期间，整个团队已经记不清做了多少实验。

最后，他们掌握了大量水、污垢的信息，得出了它的换热曲线。此外，板式换热器不好清洗，课题组发明了在位清洗的办法，这也成为了奥运村项目对再生水源热泵领域开拓的一大贡献。

据估测，该项目系统的制热效率（COP）达到3.67，这还是非常保守的计算，并且已经包含了热泵和水源测的泵耗。此外，该系统还可使奥运村每年节省燃煤3600吨，减排二氧化碳8600吨。

模式创新

对于奥运村项目而言，奥运期间最重要的原则当然是系统运行的安全、可靠性。但在奥运会后，投资收益和系统运行的经济性则被看得很重。

作为项目参与单位之一的华清集团，为该项目改变了以往的项目运作模式，专门成立了能源投资公司，进行能源投资。对项目从科研、设计、设备招标、运营管理、收费经营全部的环节负总责，对系统的安全、技术、经济、节能等性能指标做综合的平衡和考虑。其中，在该项目上实施冷热计量收费，这也是作为北京市的示范工程。

而从参与奥运项目开始，原先在中高温热泵研究上成果丰富的史琳，则借此进入了新的研究领域。现在，她和她的研究团队把研究的重点放在污水厂内，希望不仅仅将污水回收用于供暖和制冷，还可以做综合性的尝试，比如将污泥烘干烧掉，或加热污泥厌氧反应用于产生的反应气等。

编辑：张倩

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