从污水中提取温度 集中供热探索出环保新模式 —— 大兴新区打造全国规模最大污水水源集中供热项目
技术人员在万科金色悦城小区热力站对螺杆式地源热泵机组进行检查。
万科金色悦城小区全部利用城市污水水源集中供热。
当前，散煤燃烧已经成为大西安秋冬季天气重污染的重要原因，散煤治理是铁腕治霾的重要环节。省委常委、市委书记王永康在调研铁腕治霾工作时强调，要以铁的纪律、铁的作风、铁的措施狠抓散煤治理，大力推广“煤改洁”新技术，多元化统筹使用清洁新能源，标本兼治，坚决打赢“蓝天保卫战”。
如何多元化统筹使用清洁新能源？记者在大兴新区建设省级绿色节能示范区采访中了解到，大兴新区与四联智能共同打造的西安大兴新区三民村地区再生水源热泵系统集中供热工程，让该区域在创新多元化统筹使用清洁新能源方面成为“西安样板”，利用城市污水实现集中供热（冷），这看似不太可能实现的方法在大兴新区变成了现实。“我们家的暖气使用的就是清洁新能源，供暖公司烧的不是煤，而是把水中热能‘吃干榨尽\’，冬季屋里气温能达到22℃-23℃，非常低碳环保。”家住大兴新区万科金色悦城的业主李兴民如是说。
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水源热泵符合发展趋势
“提到新能源，人们首先想到的往往是风能、太阳能，而三民村地区再生水源热泵系统集中供热工程项目，使用的却是西安市第一污水处理厂处理后的达到一级A类排放标准的污水。这些处理后的污水不仅可以用在绿化浇灌、人工景观水系补水、农田灌溉等较大规模的用水项目上，更是热泵理想的低品级热源，节能潜力巨大。”四联智能公司技术总监李鹏向记者介绍这种新能源的产生和项目的起源。
李鹏介绍，早在上世纪40年代，热泵技术开始为建筑物供热和制冷，在欧洲国家取得了初步成就。20世纪70年代初期发生石油危机后，许多国家对能源的迫切需求使得各国的研究者开始了对可替代能源的研究，热泵在供热和制冷方面开始流行起来，地源热泵、空气源热泵、太阳能结合地源热泵等系统形式被学者们提出。最早进行此类研究的国家有瑞典、丹麦、挪威等北欧国家，目前也将此技术广泛应用于城市居民供热和制冷，技术可谓是相当成熟。
“因此，我们看到利用再生水源热泵系统将会有广阔的发展空间和市场前景。同时，这也是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施，符合全球发展趋势。”李鹏说，这些都与大兴新区致力于建设省级绿色节能示范区的想法不谋而合，双方很快开展合作，开始谋划三民村地区再生水源热泵系统集中供热工程项目。
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政府搭台环保企业唱戏
“三民村地区位于枣园西路以北、北至汉长安城遗址，东至汉城北路以西、西至阿房路。总规划面积约3平方公里。”大兴新区市政配套服务中心副主任张步指着规划图，向记者进一步讲述该项目的“成长史”，在这一区域内已经建成了三民村安置楼、公租房和限价房，房地产开发企业开发的万科金色悦城等项目，项目总面积约为150万立方米。如何解决这一区域集中供热问题，成为大兴新区管理者思考的重点。
2012年，经大兴新区管委会反复研究论证，决定采用创新的再生水换热技术对三民村区域进行集中供热。经招标确认，2012年12月，大兴新区管委会与中标单位西安四联智能科技股份有限公司签订了《西安大兴新区三民村地区城市集中供热工程项目（BOT）特许经营协议》，项目位于快速干道南侧，占地约7亩，总投资约1.9亿元。
“考虑到四联智能技术实力雄厚，实践经验丰富，便采用了BOT模式，由四联智能负责该地区再生水源热泵集中供热项目的实施及管理，供热区域约52公顷。由一座占地约6亩土地的再生水提升泵站、3公里长的取水配水管网以及用热项目的热交换站等部分组成。”张步说，污水源不仅能制热，还能制冷。在冬季把存于水中的低位热能“提取”出来，为用户供热，夏季则把室内的热量“提取”出来，释放到水中，降低室温，达到制冷的效果。
2012年底，四联智能利用市第一污水处理厂的再生水，采用热泵技术解决了该区域的供暖问题。这一项目的实施，在寒冷的冬日里，对于三民村城改区的居民来说，无疑是雪中送“暖”。截至目前，项目已全面建成投用，总供热区域780亩，供热能力已达到200万平方米，是目前已建成全国规模最大的再生水源集中供暖（冷）项目。2015年，开始试供热；2016年，实现两个住宅小区50.06万平方米供热；2017年，供热面积达到150万平方米；2018年，供热面积将达到200万平方米，实现区域满负荷供热。
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绿色能源实现节能减排
这家供热企业的确与众不同。在四联智能中心枢纽园区，记者并没有看到巨大的设备运行车间，更没有烟囱和存煤库房。厂区内仅有一幢4层小楼和铺满绿草植着松柏的小山坡。入口处不起眼的地方有两处灰瓦棚子，摆放着几样并不显眼的设备，整个园区由一座占地约6亩土地的再生水提升泵站、3公里长的取水配水管网以及用热项目的热交换站等部分组成。
“园区不大，下面藏着一个巨大的蓄水池，这池子将市第一污水处理厂处理过后的水存放、沉淀再处理，作为能源送往建设在各个小区的水源热泵机房。”李鹏向记者讲解供热原理。市第一污水处理厂经过二期工程扩建以及提标改造之后，日处理污水能力已达到22万吨，这些处理后的水原本将会被送入公式河。
冬季我们在出水口实测水温达到17℃，是非常好的换热水源。这些水通过室外热源换热系统进入水源热泵机房站后，通过换能，将热能传递给中介水，让中介水升温，再由中介水进入热泵主机进行能量转换，提取的热能供给建筑物，实现集中供热。
“室外热源换热系统、热泵机房、室内热源换热系统，三个系统通过换热转换，水温逐步提升，户主屋内采用地辐热供暖，水温达到50多摄氏度即可入户。”李鹏说。
“在整个供暖过程中，达到了‘零\’排放，这对于大兴新区治污减霾工作来说意义重大。”张步表示，据测算，该项目碳排放和PM2.5排放量为零。项目建成后，相比较传统的采暖系统可以年节约标煤8千余吨，减少二氧化碳排放1万余吨，二氧化硫排放60余吨，氮氧化物60余吨，烟尘约40吨。同时，该项目较燃煤供热项目节约能源一半以上，相比燃油、燃气节能三分之一。
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高效节能
打造舒适环保之家
走进大兴新区万科金色悦城业主李兴民的家，虽是秋高气爽的时节，李兴民介绍起家里的采暖情况依旧很热情。“过去家里还用炉子烧煤取暖，既不环保也不安全。现在，不但用上了地辐热，这热能还是节能环保的新能源换来的。两个冬季，温度都保持在22℃左右，我们很满意。”李兴民向记者展示着家中如同中央空调调节显示屏一般的暖气调控屏，随手一按：“这温度高低还能自己调节，温度太高也对健康不利。”
“居民在购买房屋时就被告知供暖将采用新能源地辐热，大家原先也是有疑虑的，但通过实地察看和体验，这些疑虑就被打消了。”李兴民说。物业公司负责人徐凌告诉记者，利用处理后的污水换能供暖确实是个新事物，当初我们也做了实地了解，这水根本不会与人接触，只是作为一种热量储存传播的媒介，在热泵中与中介水进行换热，热能没了水温更凉了（仅有7℃）之后再被送入管网排走，这水不进入用户侧供暖管道，更不会进入用户室内，不会污染环境与其他设备或水系统，具有系统能效高、换热效果好、热量输出稳定等特点。
在高效节能的同时，为给百姓提供更加舒适环保的居住环境，项目室内末端使用卫生、保健的低温地辐热采暖。热量散发均匀，自下而上传递，符合中医“温足而凉顶”人体供需，给人以脚暖头凉的良好舒适感。
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战略调整
用节能创造未来
科技提升价值，节能创造未来。据了解，四联智能这家企业1992年创立于西安，创立之初就是围绕建筑业，做一些建筑智能化、中央空调、消防工程。在过去的20多年里，四联智能服务遍及国内，对国内诸多的体育场馆、机场、火车站、地铁、公路隧道、工业园区、行政中心、电厂、医院、酒店、写字楼、智能住宅等都有过项目施工。
李鹏告诉记者，近年来，他们果断地将战略方向调整到可再生能源利用和合同能源管理上来，运用BOT、EMC等模式，大力推广以地源热泵、冰蓄冷为核心的建筑节能技术，为节能减排及其他新能源利用业务提供咨询、设计、实施、运营等全套解决方案。
经过多年的开拓与发展，四联智能在节能减排领域取得了显著成效，连续多年荣获“中国地源热泵行业系统集成十强企业”，承建的多个项目荣获“优秀节能减排技术工程”奖项。
值得一提的是，这家拥有国内建筑机电工程施工总承包资质不断创新理念、革新技术，今年8月，拿到了西安市集中供热经营许可证，用新能源开发利用在供热行业站稳脚跟。
“大兴新区三民村地区城市集中供热工程项目，供热能力达到200万平方米，成为了全国规模最大污水水源集中供热项目。”张步告诉记者，该项目先后获得“2013年西安高新技术产业发展专项第八批计划项目”、陕西省科技厅“2013年陕西省重大科技创新项目”、西安市科技局“2015年西安市科技小巨人领军企业项目”及“2014年西安市市级节能专项资金”等多项扶持。
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持续开拓
为大西安赢得更多蓝天
“除了三民村地区城市集中供热工程项目，大兴新区还将在土门地区实施节能集中供热（冷）项目，进一步扩大该技术的应用。”张步告诉记者，土门集中供热项目区域将进一步扩大，供能范围西至阿房路、阿房南路，东至劳动路，北与大兴新区、未央区接壤，南至昆明路、丰庆路，总规划面积为14.97平方公里。同时，还将采用PPP合作模式，引入可再生清洁能源技术，计划分两期建设5个能源站，为土门地区提供集中供热供冷服务。
张步介绍，该项目将与中节能合作，一期工程拟在昆明路与创新路十字东北角建设一座能源站，主要为地下建设，占地面积约6亩，采用原生污水源热泵+冷凝式燃气锅炉+冷却塔调峰的复合能源系统，承担土门地区“四村”（工农村、友谊村、周家围墙村、颜家堡村）综合改造区域的供热供冷，总投资约3.8亿元。二期工程主要解决土门地区其他区域内新建建筑的供热供冷问题。
“土门集中供热项目建成后预计每年可节约92492吨标准煤，减少二氧化碳排放约35万吨，将进一步完善土门地区基础设施配套，提升土门地区的人居环境。大力推广清洁新能源技术，将在‘铁腕治霾保卫蓝天\’行动中，为大西安赢得更多蓝天。”张步告诉记者。
本版稿件文/记者闫珅
图/首席记者李明实习生徐楠摄
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