北京市通過大力實施2013-2017年清潔空氣行動計劃，堅持能源清潔化戰(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，按照由內到外、由集中到分散的原則，大力推進供暖領域壓減燃煤，努力構建了以空氣源熱泵為主要的成熟清潔取暖技術路線，為打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)貢獻了新動能。



總供暖面積約150萬㎡

細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）項目前期經(jīng)海淀區(qū)農(nóng)委、各街道、社區(qū)實地踏勘摸排，結合各街道、社區(qū)自身的實施條件，經(jīng)多輪方案比選與論證，最終確定海淀區(qū)內的東升鎮(zhèn)、四季青鎮(zhèn)、溫泉鎮(zhèn)、西北旺鎮(zhèn)4個鎮(zhèn)以及中關村街道、田村街道、學院路街道等7個街道的下轄23個社區(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，項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)調出空地非常難。在項目建設單位的大力支持下，各參與單位通力配合，設備及總協(xié)調單位和熱源站設計、施工單位逐一站點摸排選址，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，有的設置在文物保護單位空地上，有的設置在住戶院子里，有的架空在菜市場上方，最高的熱源站架空高度達到6米以上，可謂是五花八門，每個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，屋面情況復雜，平坡頂不一，高低不一等特點。

據(jù)項目負責人介紹，該項目經(jīng)過精心設計考量，最終采用了阿爾普爾生產(chǎn)的空氣源熱泵機組，設備是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壓縮空氣源熱泵機組，可廣泛應用于供暖面積2000-10000㎡的居民小區(qū)及大型商業(yè)建筑，-35℃超低溫運行，75℃高溫出水，占地面積小、供暖面積大，為業(yè)內提供了清潔能源供暖的創(chuàng)新方案，引領了大型空氣源熱泵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

此次集中供暖項目共涉及北京4個鎮(zhèn)、7個街道下轄的23個社區(qū)，設立40個無煤化空氣能集中供暖站，設備總計306臺，總供暖面積近150萬平米。項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。主要內容有熱泵集成系統(tǒng)、設備基礎及支架、熱力外管網(wǎng)工程、市政配套工程、戶內采暖、分戶熱計量及無煤化智能監(jiān)控中心系統(tǒng)。同時，該項目于2017年6月份開始投入建設，并于2017年11月15日正式調試完畢并投入運營；截至上一采暖季結束，各場站空氣源熱泵機組運行良好，基本滿足設計規(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)設計計算值熱指標為85W/㎡，整個采暖季所需熱負荷約為9.61×105GJ，而1KG標煤產(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，項目實施有很好的環(huán)保減排效益、環(huán)境效益和社會效益，同時最大程度的響應了國家與政府的節(jié)能減排、綠色中國的號召，為子孫后代留下綠水青山貢獻了綿薄之力。2017年，海淀區(qū)實現(xiàn)了轄區(qū)基本“無煤化”的工作目標，全年PM2.5平均濃度56微克每立方米，空氣質量居北京城六區(qū)之首。

精心設計做規(guī)范工程

實現(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）項目經(jīng)過2017年11月15日至2018年3月20日一個供暖季的運行，運維通過無煤化智能化信息平臺，根據(jù)室外環(huán)境溫度的變化在保證室內溫度18℃的前提下調控機組的開啟臺數(shù)與控制水溫，通過末端計量裝置控制流量，不僅大大降低低了運行成本和能耗，而且滿足了住戶的供暖需求。經(jīng)過測算在-7℃的室外環(huán)境溫度測算的空氣源熱泵系統(tǒng)COP2.1以上，確?？煽?、穩(wěn)定、高效的供暖。



海淀區(qū)“無煤化”工作方案中明確了對于不具備分戶“煤改電”、“煤改氣”條件的住戶，通過建設空氣源熱泵或地源熱泵機組、相變儲能鍋爐房、燃氣鍋爐房以及連接周邊熱源等集中供暖形式實現(xiàn)“無煤化”。項目單位委托專業(yè)技術人員對現(xiàn)場進行了全面踏勘和摸排，根據(jù)各街道、社區(qū)自身實施條件，結合項目施工周期短的特點，提出了不同的設計方案，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。主要內容有熱泵集成系統(tǒng)、設備基礎及支架、熱力外管網(wǎng)工程、市政配套工程、戶內采暖、分戶熱計量及無煤化智能監(jiān)控中心系統(tǒng)。

其中，熱泵系統(tǒng)做了如下設計：

①熱泵機組：所選空氣源熱泵機組設計供水溫度55℃，設計回水溫度45℃；熱源站設置熱量總表計量。

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,電機采用寬頻電機。

③穩(wěn)壓補水機組：工程采用穩(wěn)壓補水成套設備，集成控制。供熱負荷大于2500kw的熱源站采用變頻補水定壓，熱負荷小于2500kw的熱網(wǎng)穩(wěn)壓采用穩(wěn)壓罐，補水采用全自動補水泵。

在自控系統(tǒng)方面，也做了如下6點設計：

①本工程控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)。它負責獨立完成該供熱區(qū)域內運行參數(shù)的采集、監(jiān)測及自動控制，通過自動調節(jié)來滿足該區(qū)域內的供熱需求，同時接受計算機系統(tǒng)的指令，向上傳送有關數(shù)據(jù)。

②機組自帶PLC可根據(jù)室外溫度、回水溫度，調節(jié)空氣源熱泵機組投入的臺數(shù)及循環(huán)泵的頻率。用電設備采用自動控制和手動控制兩種控制方式，設有手動/自動轉換開關。當置于手動狀態(tài)時，可在機旁就地手動操作，主要用于單機檢修、調試。當置于自動狀態(tài)時，可在PLC進行單元自動控制。正常運行采用自動控制方式。

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

④PLC柜對熱工檢測控制工藝流程圖設置顯示屏幕，應能顯示運行機組臺數(shù)，循環(huán)泵補水泵頻率數(shù)、供回水的溫度、壓力、流量值等內容。通過PLC控制系統(tǒng)，可以切換工藝流程。

⑤熱控系統(tǒng)的設計原則

a.可靠性、經(jīng)濟適用性、系統(tǒng)應具有良好的兼容性、可擴展性、可維護性、具有一定的防電磁干擾能力、系統(tǒng)應有有效措施防止計算機病毒的侵害的保護功能。

b.儀表：在供水、回水總管上設置溫度、壓力、流量等檢測儀表。補水管處設置水表，以計量水量。各個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)：儀表應與接地系統(tǒng)可靠連接。正常情況下所有不應帶電金屬都應與接地系統(tǒng)相連。

⑥主機投用邏輯：

1)40P模塊投用邏輯

40P模塊機組為主從模塊關系，這種能源站分為兩種情況，當模塊機組數(shù)量小于等于8臺時，機組本身自動控制，自控系統(tǒng)僅控制主模塊的啟停及狀態(tài)、故障顯示。當模塊機組大于8臺時，模塊機組必須分為兩組，每組內部由主模塊控制，組與組之間的投用邏輯由自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)，自動控制系統(tǒng)優(yōu)先啟動運行時間少的組，當該組所有模塊均投入運行后，給自控系統(tǒng)信號，啟動下一組機組。

2)160P螺桿機組投用邏輯

該機組當小于等于4臺時，系統(tǒng)無需分組，系統(tǒng)優(yōu)先啟動運行時間短的機組，當該機組滑閥位置達到100%時，機組給自控系統(tǒng)信號，系統(tǒng)開啟下一臺機組，判斷條件同樣是時間短優(yōu)先。

當該機組大于4臺時，在系統(tǒng)設計中會將設備分組，每組的水管管路設置電動閥，主機開啟的判定也遵循時間原則，當判定好開啟的機組后，打開該組的電動閥，當?shù)谝慌_機組完全開啟后，第二臺機組在該組內遵循時間原則，當該組所有機組均開啟后，開啟下一組設備和電動閥，判斷原則一致。

多措并舉獲好評

建成40個空氣源熱泵熱源站

據(jù)了解，該項目空氣源熱泵機組距離敏感點（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，需因地制宜地采取全面隔聲消聲的降噪設計方案。項目實施過程，承包人需根據(jù)自身所投入的設備所產(chǎn)生的噪音值結合每個熱源站的具體位置環(huán)境編制詳細的噪音控制方案，保證設備運行時所排放的設備噪音必須滿足國家相關噪聲限值排放標準的要求。同時，要求降噪設計盡可能兼顧熱工性能、結構工藝、日常維修等一系列相關因素，在盡可能保障其通風散熱效果、操作維修便利和外部景觀協(xié)調，實現(xiàn)環(huán)境噪聲達標。


此外，該項目的所有供熱范圍均在城市建成區(qū)內，外部交通運輸便利，但供熱區(qū)域內建筑密度較大，街道狹窄。項目前期通過大量的實地踏勘，對熱源站選址及供熱分區(qū)劃分進行多次反復論證，針對主管網(wǎng)的架設施工均選擇滿足交通運輸條件的主街道，其他入戶施工通過小型車輛均可滿足運輸條件?？諝庠礋岜米畲蟪潭缺苊饫鋶u效應，讓機組的氣流組織更加順暢，同時機組根據(jù)社區(qū)位置而分散布置，因此共設置40個熱源站。

據(jù)項目負責人介紹，熱源站采用了兩種安裝方式，熱源站位于空曠場地的選用落地安裝方式；熱源站位于停車場或者已有建筑物的地方，選用架空安裝方式。同時，戶內采暖工程項目是根據(jù)測繪公司提供首層測繪面積，按5檔劃分并確定典型戶型面積，進行相應的戶內采暖工程設計。此外，該項目主要采用空氣源熱泵進行供暖，末端形式采用高壓鑄鋁暖氣片，整個取暖季運行期間，各用戶冬季室內溫度平均可恒定在18℃以上，在保證室內溫度的同時又能保證室內的空氣濕度，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。“燒了這么多年煤炭，突然讓我們不燒了，我們當然是反對的。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)確實比煤炭好用，政府給出資建設熱源，給架設供暖管道，屋里的暖氣也都進行了更換，最重要的是再也不需要半夜起來添煤，一覺睡到天亮，而且室內供暖溫度可恒定在18℃以上，比燒煤時溫度也高了不少，村子里也不到處冒煙了，空氣質量好了很多，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)習慣燒煤來取暖，突然說要改造，當時還是有點不能接受的，但是一個取暖季運行下來后我對空氣能熱泵供暖的評價還是很滿意得。先說費用，本來以為空氣能熱泵供暖很貴，結果用了幾個月，發(fā)現(xiàn)跟煤炭相比，其實沒差多少。但是在費用差不多的情況下，熱泵的優(yōu)勢就在于舒適性很高且運行方便，溫度可以精確控制，智能了很多?！?

融合多項創(chuàng)新技術

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)模最大的項目，因此也得到業(yè)界人士的廣泛關注，質疑聲與支持聲均存在。許多業(yè)界人士認為空氣源熱泵集中供暖不可行，應分散式安裝，鑒于電力和城中村、棚戶區(qū)建筑的特點，有些區(qū)域設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)運行良好，用戶室內溫度滿足規(guī)范要求，項目基本達到了預期。

該項目采用的空氣源熱泵集熱技術符合國家和北京市關于節(jié)能、環(huán)境保護的有關規(guī)定。利用成熟的可再生能源技術，既節(jié)省了常規(guī)化能源消耗，降低了運營成本，又有利于周邊地區(qū)的大氣環(huán)境治理。同時，產(chǎn)生了較好的社會效益和經(jīng)濟效益，對樹立正確的節(jié)能環(huán)保意識產(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，提供良好的示范作用。

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

另外設備選擇也是本項目的創(chuàng)新點之一，下面介紹下設備的創(chuàng)新點：

1）智能雙級壓縮技術

阿爾普爾2017年5月在北京ISH供暖展全球首發(fā)、隆重推出智能雙級壓縮空氣源熱泵機組，該機組采用的單機雙級螺桿技術是真正意義上的雙級壓縮技術，低溫采暖專用雙級壓縮制冷循環(huán)技術、最新強化傳熱技術、經(jīng)濟器過冷技術、智能除霜技術，在系統(tǒng)回路之間設置中間冷卻器及旁通回路，使壓縮機進行有效的壓縮，突破傳統(tǒng)壓縮機的應用極限，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70℃，能效高達2.1，低溫采暖系統(tǒng)革命性技術突破。

2）智能化遠程集中控制

（1）智慧自動控制智能系統(tǒng)節(jié)能。可根據(jù)環(huán)境溫度、濕度等實現(xiàn)自動啟停機組、自動調節(jié)，整個工程節(jié)能高效運行。

（2）遠程實時監(jiān)控防患于未然。可以通過電腦、手機端監(jiān)控工程中每臺機組運行情況、家庭末端使用效果。24小時隨時、隨地的高效監(jiān)控。提前預知、發(fā)現(xiàn)運行故障，及時進行，部分故障可遠程排除，確保可靠、穩(wěn)定、高效的供暖。

（3）水力平衡節(jié)能運行。工程實現(xiàn)水力平衡，每家每戶都可自動調節(jié)溫度，達到整個集中供暖的最優(yōu)節(jié)能運行。