北京市通過大力實(shí)施2013-2017年清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃，堅(jiān)持能源清潔化戰(zhàn)略，持續(xù)開展燃煤鍋爐清潔能源改造、農(nóng)村散煤治理等，按照由內(nèi)到外、由集中到分散的原則，大力推進(jìn)供暖領(lǐng)域壓減燃煤，努力構(gòu)建了以空氣源熱泵為主要的成熟清潔取暖技術(shù)路線，為打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)貢獻(xiàn)了新動(dòng)能。



總供暖面積約150萬㎡

細(xì)心考量選定空氣源熱泵集中供暖

2017年海淀區(qū)無煤化（空氣源熱泵集中供暖）項(xiàng)目前期經(jīng)海淀區(qū)農(nóng)委、各街道、社區(qū)實(shí)地踏勘摸排，結(jié)合各街道、社區(qū)自身的實(shí)施條件，經(jīng)多輪方案比選與論證，最終確定海淀區(qū)內(nèi)的東升鎮(zhèn)、四季青鎮(zhèn)、溫泉鎮(zhèn)、西北旺鎮(zhèn)4個(gè)鎮(zhèn)以及中關(guān)村街道、田村街道、學(xué)院路街道等7個(gè)街道的下轄23個(gè)社區(qū)的7013戶居民，總供暖面積約150萬㎡，選定空氣源熱泵集中供暖系統(tǒng)。



同時(shí)，項(xiàng)目的部分熱源站位置距居民住宅、其他生活區(qū)域較近，北京寸土寸金，熱源站有一定的占地面積，要在各村中協(xié)調(diào)出空地非常難。在項(xiàng)目建設(shè)單位的大力支持下，各參與單位通力配合，設(shè)備及總協(xié)調(diào)單位和熱源站設(shè)計(jì)、施工單位逐一站點(diǎn)摸排選址，自2017年2月開始至2017年5月，基本確定了熱源站的選址問題。這些熱源站有的架空在廁所上方，有的架空在停車位上方，有的設(shè)置在文物保護(hù)單位空地上，有的設(shè)置在住戶院子里，有的架空在菜市場(chǎng)上方，最高的熱源站架空高度達(dá)到6米以上，可謂是五花八門，每個(gè)熱源站都是歷盡周折。工程施工地區(qū)多具有街道及胡同狹窄、不規(guī)則且占道物多，屋面情況復(fù)雜，平坡頂不一，高低不一等特點(diǎn)。

據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，該項(xiàng)目經(jīng)過精心設(shè)計(jì)考量，最終采用了阿爾普爾生產(chǎn)的空氣源熱泵機(jī)組，設(shè)備是2017年5月在北京ISH供暖展全球首發(fā)、隆重推出的智能雙級(jí)壓縮空氣源熱泵機(jī)組，可廣泛應(yīng)用于供暖面積2000-10000㎡的居民小區(qū)及大型商業(yè)建筑，-35℃超低溫運(yùn)行，75℃高溫出水，占地面積小、供暖面積大，為業(yè)內(nèi)提供了清潔能源供暖的創(chuàng)新方案，引領(lǐng)了大型空氣源熱泵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

此次集中供暖項(xiàng)目共涉及北京4個(gè)鎮(zhèn)、7個(gè)街道下轄的23個(gè)社區(qū)，設(shè)立40個(gè)無煤化空氣能集中供暖站，設(shè)備總計(jì)306臺(tái)，總供暖面積近150萬平米。項(xiàng)目為以集中空氣源熱泵系統(tǒng)為主體的系統(tǒng)集成工程，包括熱力系統(tǒng)和配套工程兩大系統(tǒng)工程。主要內(nèi)容有熱泵集成系統(tǒng)、設(shè)備基礎(chǔ)及支架、熱力外管網(wǎng)工程、市政配套工程、戶內(nèi)采暖、分戶熱計(jì)量及無煤化智能監(jiān)控中心系統(tǒng)。同時(shí)，該項(xiàng)目于2017年6月份開始投入建設(shè)，并于2017年11月15日正式調(diào)試完畢并投入運(yùn)營(yíng)；截至上一采暖季結(jié)束，各場(chǎng)站空氣源熱泵機(jī)組運(yùn)行良好，基本滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，成功解決了取消燃煤之后的住戶冬季采暖問題。

根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算值熱指標(biāo)為85W/㎡，整個(gè)采暖季所需熱負(fù)荷約為9.61×105GJ，而1KG標(biāo)煤產(chǎn)生熱量為29308KJ，因此此次無煤化（空氣源集中供暖）工程每年可減少標(biāo)煤約3.27×104t，減少二氧化碳排放5.96×10t，減少二氧化硫排放24.59t，減少粉塵排放2.23×103t，減少氮氧化物排放1.23×104t。因此，項(xiàng)目實(shí)施有很好的環(huán)保減排效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益，同時(shí)最大程度的響應(yīng)了國(guó)家與政府的節(jié)能減排、綠色中國(guó)的號(hào)召，為子孫后代留下綠水青山貢獻(xiàn)了綿薄之力。2017年，海淀區(qū)實(shí)現(xiàn)了轄區(qū)基本“無煤化”的工作目標(biāo)，全年P(guān)M2.5平均濃度56微克每立方米，空氣質(zhì)量居北京城六區(qū)之首。

精心設(shè)計(jì)做規(guī)范工程

實(shí)現(xiàn)空氣源熱泵智慧供暖

2017年海淀區(qū)無煤化（空氣源熱泵集中供暖）項(xiàng)目經(jīng)過2017年11月15日至2018年3月20日一個(gè)供暖季的運(yùn)行，運(yùn)維通過無煤化智能化信息平臺(tái)，根據(jù)室外環(huán)境溫度的變化在保證室內(nèi)溫度18℃的前提下調(diào)控機(jī)組的開啟臺(tái)數(shù)與控制水溫，通過末端計(jì)量裝置控制流量，不僅大大降低低了運(yùn)行成本和能耗，而且滿足了住戶的供暖需求。經(jīng)過測(cè)算在-7℃的室外環(huán)境溫度測(cè)算的空氣源熱泵系統(tǒng)COP2.1以上，確?？煽俊⒎€(wěn)定、高效的供暖。



海淀區(qū)“無煤化”工作方案中明確了對(duì)于不具備分戶“煤改電”、“煤改氣”條件的住戶，通過建設(shè)空氣源熱泵或地源熱泵機(jī)組、相變儲(chǔ)能鍋爐房、燃?xì)忮仩t房以及連接周邊熱源等集中供暖形式實(shí)現(xiàn)“無煤化”。項(xiàng)目單位委托專業(yè)技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了全面踏勘和摸排，根據(jù)各街道、社區(qū)自身實(shí)施條件，結(jié)合項(xiàng)目施工周期短的特點(diǎn)，提出了不同的設(shè)計(jì)方案，經(jīng)多輪方案比選與論證，最終確定海淀區(qū)2017年基本實(shí)現(xiàn)“無煤化”工作方案中7013戶采用空氣源熱泵集中供暖系統(tǒng)。

因此，海淀區(qū)無煤化（空氣源熱泵集中供熱）項(xiàng)目是以集中空氣源熱泵系統(tǒng)為主體的系統(tǒng)集成工程，包括熱力系統(tǒng)和配套工程兩大系統(tǒng)工程。主要內(nèi)容有熱泵集成系統(tǒng)、設(shè)備基礎(chǔ)及支架、熱力外管網(wǎng)工程、市政配套工程、戶內(nèi)采暖、分戶熱計(jì)量及無煤化智能監(jiān)控中心系統(tǒng)。

其中，熱泵系統(tǒng)做了如下設(shè)計(jì)：

①熱泵機(jī)組：所選空氣源熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)供水溫度55℃，設(shè)計(jì)回水溫度45℃；熱源站設(shè)置熱量總表計(jì)量。

②系統(tǒng)循環(huán)水泵：熱水循環(huán)泵采用臥式低噪聲變頻泵,電機(jī)采用寬頻電機(jī)。

③穩(wěn)壓補(bǔ)水機(jī)組：工程采用穩(wěn)壓補(bǔ)水成套設(shè)備，集成控制。供熱負(fù)荷大于2500kw的熱源站采用變頻補(bǔ)水定壓，熱負(fù)荷小于2500kw的熱網(wǎng)穩(wěn)壓采用穩(wěn)壓罐，補(bǔ)水采用全自動(dòng)補(bǔ)水泵。

在自控系統(tǒng)方面，也做了如下6點(diǎn)設(shè)計(jì)：

①本工程控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)。它負(fù)責(zé)獨(dú)立完成該供熱區(qū)域內(nèi)運(yùn)行參數(shù)的采集、監(jiān)測(cè)及自動(dòng)控制，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)來滿足該區(qū)域內(nèi)的供熱需求，同時(shí)接受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指令，向上傳送有關(guān)數(shù)據(jù)。

②機(jī)組自帶PLC可根據(jù)室外溫度、回水溫度，調(diào)節(jié)空氣源熱泵機(jī)組投入的臺(tái)數(shù)及循環(huán)泵的頻率。用電設(shè)備采用自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種控制方式，設(shè)有手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)置于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可在機(jī)旁就地手動(dòng)操作，主要用于單機(jī)檢修、調(diào)試。當(dāng)置于自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可在PLC進(jìn)行單元自動(dòng)控制。正常運(yùn)行采用自動(dòng)控制方式。

③PLC控制系統(tǒng)的主要功能：保證熱力管網(wǎng)正常的運(yùn)行工況。

④PLC柜對(duì)熱工檢測(cè)控制工藝流程圖設(shè)置顯示屏幕，應(yīng)能顯示運(yùn)行機(jī)組臺(tái)數(shù)，循環(huán)泵補(bǔ)水泵頻率數(shù)、供回水的溫度、壓力、流量值等內(nèi)容。通過PLC控制系統(tǒng)，可以切換工藝流程。

⑤熱控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

a.可靠性、經(jīng)濟(jì)適用性、系統(tǒng)應(yīng)具有良好的兼容性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性、具有一定的防電磁干擾能力、系統(tǒng)應(yīng)有有效措施防止計(jì)算機(jī)病毒的侵害的保護(hù)功能。

b.儀表：在供水、回水總管上設(shè)置溫度、壓力、流量等檢測(cè)儀表。補(bǔ)水管處設(shè)置水表，以計(jì)量水量。各個(gè)儀表均為防水密閉型儀表。

c.電源：從本工程配電柜處引來一路電源。

d.接地系統(tǒng)：儀表應(yīng)與接地系統(tǒng)可靠連接。正常情況下所有不應(yīng)帶電金屬都應(yīng)與接地系統(tǒng)相連。

⑥主機(jī)投用邏輯：

1)40P模塊投用邏輯

40P模塊機(jī)組為主從模塊關(guān)系，這種能源站分為兩種情況，當(dāng)模塊機(jī)組數(shù)量小于等于8臺(tái)時(shí)，機(jī)組本身自動(dòng)控制，自控系統(tǒng)僅控制主模塊的啟停及狀態(tài)、故障顯示。當(dāng)模塊機(jī)組大于8臺(tái)時(shí)，模塊機(jī)組必須分為兩組，每組內(nèi)部由主模塊控制，組與組之間的投用邏輯由自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)先啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)間少的組，當(dāng)該組所有模塊均投入運(yùn)行后，給自控系統(tǒng)信號(hào)，啟動(dòng)下一組機(jī)組。

2)160P螺桿機(jī)組投用邏輯

該機(jī)組當(dāng)小于等于4臺(tái)時(shí)，系統(tǒng)無需分組，系統(tǒng)優(yōu)先啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)間短的機(jī)組，當(dāng)該機(jī)組滑閥位置達(dá)到100%時(shí)，機(jī)組給自控系統(tǒng)信號(hào)，系統(tǒng)開啟下一臺(tái)機(jī)組，判斷條件同樣是時(shí)間短優(yōu)先。

當(dāng)該機(jī)組大于4臺(tái)時(shí)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中會(huì)將設(shè)備分組，每組的水管管路設(shè)置電動(dòng)閥，主機(jī)開啟的判定也遵循時(shí)間原則，當(dāng)判定好開啟的機(jī)組后，打開該組的電動(dòng)閥，當(dāng)?shù)谝慌_(tái)機(jī)組完全開啟后，第二臺(tái)機(jī)組在該組內(nèi)遵循時(shí)間原則，當(dāng)該組所有機(jī)組均開啟后，開啟下一組設(shè)備和電動(dòng)閥，判斷原則一致。

多措并舉獲好評(píng)

建成40個(gè)空氣源熱泵熱源站

據(jù)了解，該項(xiàng)目空氣源熱泵機(jī)組距離敏感點(diǎn)（居民住宅、其他生活區(qū)域）的位置非常近，降噪難度較大，以目前條件為基礎(chǔ)，需因地制宜地采取全面隔聲消聲的降噪設(shè)計(jì)方案。項(xiàng)目實(shí)施過程，承包人需根據(jù)自身所投入的設(shè)備所產(chǎn)生的噪音值結(jié)合每個(gè)熱源站的具體位置環(huán)境編制詳細(xì)的噪音控制方案，保證設(shè)備運(yùn)行時(shí)所排放的設(shè)備噪音必須滿足國(guó)家相關(guān)噪聲限值排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí)，要求降噪設(shè)計(jì)盡可能兼顧熱工性能、結(jié)構(gòu)工藝、日常維修等一系列相關(guān)因素，在盡可能保障其通風(fēng)散熱效果、操作維修便利和外部景觀協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境噪聲達(dá)標(biāo)。


此外，該項(xiàng)目的所有供熱范圍均在城市建成區(qū)內(nèi)，外部交通運(yùn)輸便利，但供熱區(qū)域內(nèi)建筑密度較大，街道狹窄。項(xiàng)目前期通過大量的實(shí)地踏勘，對(duì)熱源站選址及供熱分區(qū)劃分進(jìn)行多次反復(fù)論證，針對(duì)主管網(wǎng)的架設(shè)施工均選擇滿足交通運(yùn)輸條件的主街道，其他入戶施工通過小型車輛均可滿足運(yùn)輸條件。空氣源熱泵最大程度避免冷島效應(yīng)，讓機(jī)組的氣流組織更加順暢，同時(shí)機(jī)組根據(jù)社區(qū)位置而分散布置，因此共設(shè)置40個(gè)熱源站。

據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，熱源站采用了兩種安裝方式，熱源站位于空曠場(chǎng)地的選用落地安裝方式；熱源站位于停車場(chǎng)或者已有建筑物的地方，選用架空安裝方式。同時(shí)，戶內(nèi)采暖工程項(xiàng)目是根據(jù)測(cè)繪公司提供首層測(cè)繪面積，按5檔劃分并確定典型戶型面積，進(jìn)行相應(yīng)的戶內(nèi)采暖工程設(shè)計(jì)。此外，該項(xiàng)目主要采用空氣源熱泵進(jìn)行供暖，末端形式采用高壓鑄鋁暖氣片，整個(gè)取暖季運(yùn)行期間，各用戶冬季室內(nèi)溫度平均可恒定在18℃以上，在保證室內(nèi)溫度的同時(shí)又能保證室內(nèi)的空氣濕度，舒適性比傳統(tǒng)采暖方式要更加好。

北京海淀區(qū)吳女士表示：“自小在北京長(zhǎng)大，燒煤燒了二十多年，去年，在海淀區(qū)政府的清潔采暖改造工程中，吳女士有幸成為了“煤改電”受益用戶，用上了空氣能熱泵?！盁诉@么多年煤炭，突然讓我們不燒了，我們當(dāng)然是反對(duì)的。但是統(tǒng)一要求整改，也沒辦法。但是真正裝了空氣能熱泵采暖后，發(fā)現(xiàn)確實(shí)比煤炭好用，政府給出資建設(shè)熱源，給架設(shè)供暖管道，屋里的暖氣也都進(jìn)行了更換，最重要的是再也不需要半夜起來添煤，一覺睡到天亮，而且室內(nèi)供暖溫度可恒定在18℃以上，比燒煤時(shí)溫度也高了不少，村子里也不到處冒煙了，空氣質(zhì)量好了很多，家里也再也不用堆放煤球，院子里干凈多了，空氣源熱泵集中供暖是一件利國(guó)利民的好事兒。

北京海淀區(qū)孫先生則說：“多年以來，家家戶戶都是采用燒煤過冬，因此我們也早已經(jīng)習(xí)慣燒煤來取暖，突然說要改造，當(dāng)時(shí)還是有點(diǎn)不能接受的，但是一個(gè)取暖季運(yùn)行下來后我對(duì)空氣能熱泵供暖的評(píng)價(jià)還是很滿意得。先說費(fèi)用，本來以為空氣能熱泵供暖很貴，結(jié)果用了幾個(gè)月，發(fā)現(xiàn)跟煤炭相比，其實(shí)沒差多少。但是在費(fèi)用差不多的情況下，熱泵的優(yōu)勢(shì)就在于舒適性很高且運(yùn)行方便，溫度可以精確控制，智能了很多?！?

融合多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)

用心保障用戶高效供暖

2017年海淀區(qū)無煤化（空氣源熱泵集中供暖）項(xiàng)目系城中村、棚戶區(qū)空氣源熱泵集中供暖面積規(guī)模最大的項(xiàng)目，因此也得到業(yè)界人士的廣泛關(guān)注，質(zhì)疑聲與支持聲均存在。許多業(yè)界人士認(rèn)為空氣源熱泵集中供暖不可行，應(yīng)分散式安裝，鑒于電力和城中村、棚戶區(qū)建筑的特點(diǎn)，有些區(qū)域設(shè)置分戶供暖的條件不成熟，城中村、棚戶區(qū)大規(guī)模的空氣源熱泵集中供暖又沒有先例可以借鑒，但是經(jīng)過各方的努力，目前空氣源熱泵集中供暖系統(tǒng)運(yùn)行良好，用戶室內(nèi)溫度滿足規(guī)范要求，項(xiàng)目基本達(dá)到了預(yù)期。

該項(xiàng)目采用的空氣源熱泵集熱技術(shù)符合國(guó)家和北京市關(guān)于節(jié)能、環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定。利用成熟的可再生能源技術(shù)，既節(jié)省了常規(guī)化能源消耗，降低了運(yùn)營(yíng)成本，又有利于周邊地區(qū)的大氣環(huán)境治理。同時(shí)，產(chǎn)生了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)樹立正確的節(jié)能環(huán)保意識(shí)產(chǎn)生影響，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)起到了積極的示范作用。為海淀地區(qū)及其他地區(qū)推廣使用清潔能源利用技術(shù)，提供良好的示范作用。

通過此次空氣源熱泵集中供暖項(xiàng)目的順利實(shí)施，提高了居民的生活水平，也提升了北京的市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的整體水平，為北京建設(shè)“宜居城市”奠定了良好基礎(chǔ)。愿北京的藍(lán)天更藍(lán)，綠水更綠。選空氣產(chǎn)品，建議參考空氣能十大品牌。

另外設(shè)備選擇也是本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)之一，下面介紹下設(shè)備的創(chuàng)新點(diǎn)：

1）智能雙級(jí)壓縮技術(shù)

阿爾普爾2017年5月在北京ISH供暖展全球首發(fā)、隆重推出智能雙級(jí)壓縮空氣源熱泵機(jī)組，該機(jī)組采用的單機(jī)雙級(jí)螺桿技術(shù)是真正意義上的雙級(jí)壓縮技術(shù)，低溫采暖專用雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)技術(shù)、最新強(qiáng)化傳熱技術(shù)、經(jīng)濟(jì)器過冷技術(shù)、智能除霜技術(shù)，在系統(tǒng)回路之間設(shè)置中間冷卻器及旁通回路，使壓縮機(jī)進(jìn)行有效的壓縮，突破傳統(tǒng)壓縮機(jī)的應(yīng)用極限，更高的出水溫度，更低的使用環(huán)境溫度，在-25℃低溫環(huán)境下最高出水可達(dá)70℃，能效高達(dá)2.1，低溫采暖系統(tǒng)革命性技術(shù)突破。

2）智能化遠(yuǎn)程集中控制

（1）智慧自動(dòng)控制智能系統(tǒng)節(jié)能?？筛鶕?jù)環(huán)境溫度、濕度等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停機(jī)組、自動(dòng)調(diào)節(jié)，整個(gè)工程節(jié)能高效運(yùn)行。

（2）遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控防患于未然。可以通過電腦、手機(jī)端監(jiān)控工程中每臺(tái)機(jī)組運(yùn)行情況、家庭末端使用效果。24小時(shí)隨時(shí)、隨地的高效監(jiān)控。提前預(yù)知、發(fā)現(xiàn)運(yùn)行故障，及時(shí)進(jìn)行，部分故障可遠(yuǎn)程排除，確保可靠、穩(wěn)定、高效的供暖。

（3）水力平衡節(jié)能運(yùn)行。工程實(shí)現(xiàn)水力平衡，每家每戶都可自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度，達(dá)到整個(gè)集中供暖的最優(yōu)節(jié)能運(yùn)行。