“科创城5、6号地块建筑均采用地热能源进行供暖制冷,新技术每覆盖1万平方米,意味着每年可替代284吨标准煤,减少740吨二氧化碳的排放。”在楼栋主体封顶的媒体采访活动中,中交未来科创城项目经理刘天雄向记者介绍道。
中交未来科创城位于河北雄安新区,在项目建设之初,中交集团就计划将其打造为低碳环保的“未来之城”新标杆,建筑供暖设施便是重中之重。通过翻阅历史资料和实地勘察,项目团队发现在雄安新区地下100米左右拥有着丰富的浅层地热能,这无疑成为了降低供暖能耗的首选。
“所谓地热能,就是地球内部熔岩的热量,通过地幔层传导。”对地热能应用领域极为熟悉的能源院高级工程师张岩峰向大伙介绍道:“雄安新区因其特殊的地理构造,地热能十分丰富,地源热泵就是将地热能传递到地上再利用的技术。”对于这项特殊的清洁能源应用技术,项目技术团队也十分感兴趣,“若能成功将地热能应用于建筑冬季取暖,将大幅节约后期的使用成本,我们得想办法将传统建筑和地热能应用技术结合起来!”
项目总工李常亮担负起了与能源院共同研究安装地源热泵的重任。通过详细计算,5、6号地块共18.61万平方米的建筑,需要开挖927个130米深的地下孔来埋放管道,同时在地上设置机房,让管道构成一个完整的回路后,注水作为热量传导的媒介,再通过加压泵组实现水在管道内循环。“雄安新区冬季平均温度在6到8度,而地热能常年维持在20度左右,在地下管网的帮助下,就可以像用热水加热牛奶一样,通过不等温物体之间的接触,实现热量传递,将地热能传递到楼体中进行取暖。”张岩峰笑着说道。
参照中央空调的设计思路,李常亮将楼体内的管道设置在吊顶上,当热量从地下传递到建筑中后,通过风机将热量送进每个房间,考虑到每个房间的使用人群对温度的要求不一,他还设置了温度控制器,并通过回水管的电磁阀来实现每个房间温度的单独控制。
地源热泵的安装过程十分顺利,但李常亮还是有自己的担忧:“水在高度落差近200米的管道中循环,势必会造成热量损失,极有可能达不到供暖温度要求。”对此,李常亮与张岩峰商议,在机房里加设换热器,并接入市政供暖管网,让管道中的水经过地下循环后再度加热,从而提升水温。一番改良后,成功将室内出风口温度能稳定在31度到35度,室内体感温度在26度左右。
由于地能热具有可全天候稳定供应能量的特点,全程参与施工的技术员张金荣觉得仅将其用于冬季供热不免有些浪费。“地下土壤比热容高,吸热放热性能俱佳,我们何不将这套系统反过来,在夏季吸收建筑内的温度,传导回地下呢。”张金荣的想法得到了大伙的一致认同。考虑到夏季制冷也会和冬季供暖一样,出现温度不达标的情况,李常亮便在楼顶预留出位置安装冷却塔,将水温控制在10度上下,以此实现制冷效果。
2024年12月,随着5号地块楼栋临近竣工,地源热泵技术也成功试运行,与传统空调相比,其运行效率要高约40%,节省运行费用40%,且实现了零碳排放。“流淌在雄安新区的这股“暖流”,将这里真正变成了低碳环保的未来之城!”刘天雄对未来满怀憧憬。
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