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被动房“心脏”的缔造者
文章来源: 本网站 发布日期:2016-03-17 点击率:168

    面对严重的空气污染、PM2.5的强烈袭击,毋庸置疑,被人们誉为被动房“心脏”的被动式建筑能源环境系统,是远离雾霾、躲避空气污染的最佳途径。就着这个话题,去年12月22日,冬至时分,记者来到清华同方科技广场22层,采访了清华同方人工环境有限公司(以下简称“同方人环”)总经理高沛沣。
 

    室外寒风加雾霾,室内一批高端复合型、前沿型人才,在总经理高沛沣的带领下,承载着“行胜于言”的文化理念,众志成城,大胆探索,研制开发了一系列低碳、环保、绿色产品,以此,向雾霾宣战,向科研进军……
 

    绿色低碳健康舒适
 

    记者:被动式建筑能源环境系统,人们称它为被动房的心脏,如果心脏不好,被动房也会失去其本身的意义,请您谈谈它的具体功能与特点。
 

    高沛沣:“被动式建筑能源环境系统”是被动式建筑的核心。本系统采用热回收技术、低温空气源热泵技术、空气过滤等多功能空气处理技术,专门针对被动式房屋冷热负荷极小、密封性极好、能耗指标极低的特点而设计,具有制冷、制热、生活热水、送新风四大功能,为室内创造舒适、健康、安全的人居环境。该系统能有效控制室内温度20℃~26℃,相对湿度40%~65%,热回收效率75%以上,并能显著降低室内PM2.5浓度,能全天候保证室内空气温湿度环境。
 

    “被动式建筑能源环境系统”由3部分构成:室内微气候调节系统——冷热系统,即空气源热泵系统,该系统是以室外空气为能量源,夏季制冷、冬季制热,均匀向室内输送热量或冷气,对房间微气候进行调节的节能供暖制冷系统;室内调节系统——智能控制系统,全年全天候自动维持室内设定环境状态,调节室内空气清新度,并按照设定模式节能运行;室内空气系统———新风系统,配置过滤器、热回收器、换热器、新风机、排风机等,对空气进行过滤、热回收、冷热处理和动力输送等多功能处理,向室内送入舒适、清洁、清新的空气,同时排出室内污浊空气,为室内创造高品质的生活环境。
 

    它有很多优势,譬如健康,被动式建筑室内环境被权威机构鉴定为健康生活环境,自有CO2监测装置,保证CO2浓度低于1000ppm,24小时新风,远离雾霾,将空气流动而产生的灰尘、污染物降到最低,隔离过敏源,减少呼吸系统疾病,含氧丰富的室内环境有助于居住者集中注意力,提高工作学习效率;节能,系统运行总能效为2.8,热回收率≥75%,制冷+制热水综合能效为5.5;舒适,在冬夏季维持恒温恒湿,冬季20℃~24℃,夏季24℃~26℃,湿度40%~60%,温度均匀分布,生活区风速低于0.3m/s,无吹风感;安静,噪音≤35dB(A),保证舒适睡眠和生活;便利,智能控制,操作简便。
 

    记者:被动房的号角已在全国吹响,截至目前,贵公司都与哪些家企业有合作,效果如何?
 

    高沛沣:2011年,我们与秦皇岛“在水一方”合作,采用清华同方超低能耗能源环境一体化解决方案及200台超低能耗专用空调,经过使用测试,全部指标均优于德国被动房的标准,平均节约标煤156吨/年、减少CO2排放336吨/年、节约采暖费22万元/年。
 

    其次,是山东日照山水龙庭、厦门某小区、湖南某办公住宅楼等合作项目。效果比想象的还好,特别是夏热冬冷的北方地区效果更加明显。系统形式包括:办公区域集中式系统、集中式的冷(热)源、集中式的室内系统、住宅区分户独立式系统。设备功能包括:供冷、供热、供新风、梅雨季节除湿、PM2.5控制、空气质量控制、高效热回收。
 

    记者:研究适合本土的“被动式建筑能源环境系统”,北方地区和南方地区有什么不同,与德国有又什么不同?请您具体谈谈。
 

    高沛沣:北方与南方的区别主要是由于气候条件、地理位置、资源条件、生活习性等不同,导致需求不同。首先就是北方建筑的能源环境系统功能侧重点为冬季供暖问题,兼顾夏季空调,南方侧重点则为夏季空调问题,兼顾冬季供暖。其次,就是专用设备使用条件不同。北方地区冬季气候寒冷,南方地区夏季气候湿热,春夏之交湿冷,相应设备运行环境不同,因此设备功能和参数不同。再次,就是利用的可再生能源条件不同,北方与南方无论空气能、地热能、太阳能等都是各具特点,要因地制宜设计相适应的系统和设备。中国与德国的不同之处在于,中国幅员辽阔,存在气候特点迥异的多个不同气候区,而德国面积相对较小,气候差异不明显。在不同气候区,无论建筑自身负荷需求,还是资源条件等存在明显不同,需要与之相适应的能源环境系统和设备。尽管中国华北地区的寒冷气候区与德国冬季气候较为相近,但夏季这两者差异较大,德国地区相对较为凉爽,而中国寒冷气候区夏季也较为湿热,因此这两者的能源环境系统和设备也不相同,中国与德国生活习性差异较大,两国的经济水平差异也较大。
 

    节能减排环保增效
 

    记者:目前,被动式建筑能源环境系统是公司的一大技术亮点,但除此以外贵公司还设计开发了其他诸多节能环保产品及系统,这些产品都具有低碳、节能、减排、增效、环保的特征,请您具体介绍一下,好吗?
 

    高沛沣:我们在热泵领域拓展了20多年,多数技术及系统的研发、设计、应用仍然保持着行业领先,特别是在环境污染日趋严重的今天,我们的技术对改善现状,发挥着巨大的作用。同方始终顺应国家的需求,或推陈出新,或提升原有技术的进步。下面我就简单介绍两个我们目前在业内比较领先的系统技术吧。
 

    清华同方空气源热泵采暖系统是由空气源热泵主机、地板采暖管路系统或暖气片采暖系统或风机盘管系统,以及智能控制系统组成,并可根据需要为风盘系统增加夏季制冷功能,实现一机两用。以地板采暖为例,冬季采暖时,热泵主机通过消耗少量电能从室外空气中提取大量热量,并通过地暖系统转移到室内,使室内保持舒适的温度。此过程中没有燃烧,不排放任何污染物,与直接电采暖相比,能效比大于3,即消耗1份电能就可得到3份热量,是一种节能环保的新型采暖技术。其智能化控制系统、一键式智能化操作界面,简单明了,非常省心。该系统采用自适应微调节技术,随着室外温度的不断改变,自动调节机组出水温度,保证室内能够维持恒定的温度,实现节电运行。该系统所采用的主机低温空气源热泵具有多项技术优势:耐严寒,带补气增焓的采暖专用热泵,保证-25℃以上超低温下稳定可靠运行;超节能,只用电搬运大自然的热量;超耐用,故障率低,使用寿命长。系统末端为风机盘管时,采用精准动平衡调校、超静音设计,安静舒适,独特的喉口设计也为用户带来清凉舒爽。其他优势还包括耐腐蚀、无滴漏、换热效率高等,且操作简便、一键控制,可直接与主机联动。系统末端采用地板采暖时,具有舒适、健康、美观、加热均匀等特点,给人以脚暖头凉的舒适感,且使用寿命在50年以上。当系统配置暖气片采暖时,主机采用高温出水机组可直接用于暖气片供暖,大幅减少初投资。
 

    双冷源温湿分控空调系统是清华同方自主开发的“冷节能”技术,系统采用两组蒸发温度显著不同的冷源,用于承担不同的空调系统夏季负荷。其中,高温冷源(供水温度14℃~16℃)主要用于新风预冷及室内空气循环降温,承担新风负荷及室内显热负荷,负责室内温度控制;低温冷源(供水温度7℃或蒸发温度2℃~5℃)主要用于新风深度除湿,承担室内潜热负荷,负责湿度控制。根据低温冷源的设置方案不同,双冷源系统有内冷式、水冷式和集中式3种基本形式,可以满足不同项目的需求。双冷源系统的主要设备包括双冷源新风机组、高温型冷水机组、干式风机盘管等。双冷源系统的节能原理,主要基于对高温冷源的有效利用。该系统中,高温冷源所占比重约80%,其COP则高达8.0以上。与常规空调系统相比,双冷源空调系统的夏季综合能耗可降低25%~30%,适用场合为各类民用、工业、公共建筑,特别是制冷季较长的南方地区建筑。该系统在江苏金湖人民医院、山东泰安国际会展中心、浙江台州小商品市场等都有完美的体验、成功的案例。
 

    记者:这些产品在实践中应用的如何?请举一些案例好吗?
 

    高沛沣:北京密云司马台新民居项目,总建筑面积8万平方米,共计596户住宅。由于市政热网无法覆盖,且司马台及周边地区作为北京市的水源保护区和生态旅游区,不宜采用燃煤方式取暖,若直接采用电采暖,一次能源利用率低。同方根据项目特征和需求,提出“热泵采暖系统解决方案”,即“低温空气源热泵+地板辐射采暖系统”,与直接电采暖相比节能率达65%以上。其冬季运行情况结果显示:当室外最低温度降到-25℃时,机组仍可正常稳定运行;平均室内温度为18℃~22℃,舒适干净;采暖期150天,运行费用18~22元/m2。
 

    北京门头沟区东马各庄村搬迁项目,系统冷暖双供,交付使用至今,系统运行稳定、供暖效果良好,室内温度达到20℃以上,运行费用15~18元/m2。
 

    承德市全科医生临床培养基地项目,位于承德市双桥区,隶属于承德市中心医院,是新建的独立建筑群,一期建筑面积约11000平方米,该项目承担着对承德地区全科医生进行专业技能培训的任务,其建筑功能主要分为教学区、宿舍区、办公区及配套用房。该项目的特殊性在于其建设地址位于半山坡,市政热源引入极其困难,且初投资较高,经过建设单位反复、详细论证,选用清华同方新型超低温空气源热泵机组FS-L-R-60D型21台,进行冬季采暖及夏季制冷,于2014年10月正式投入使用。根据项目使用情况反馈,目前设备运行良好,使用正常,冬季室内温度保持在22℃以上,并可根据需求调节室内温度,完全满足原设计要求。该项目的安全稳定高效运行,标志着清华同方低温空气源热泵在实际超低环温工况下运行达到一个更高的水平,河北日报给予了长篇报道。
 

    另外,我们还致力于工业领域的节能减排,开发工业余热回收利用解决方案。工业用能占我国社会总用能的70%以上,是节能减排的重中之重。我们积极响应国家节能减排战略,开发吸收式热泵系列机组,应用于工业节能减排。吸收式热泵,大规模回收热电厂循环冷却水余热、各类工业过程产生的余热,形成45℃~90℃较高品位可用热能,广泛应用于城市集中供热(10万~600万m2),也可用于各类工业加热过程。吸收式热泵是一种机械装置,以高品位热能(蒸汽、热水、燃气)作为驱动力,回收低品位余热,形成可被工业和民用使用的热能,投入产出比一般在1.7~2.5,是典型的节能环保技术。其功能是冬季供暖,制取工艺用热水或蒸汽。驱动热源是蒸汽、热水、燃油、燃气,制热能力为1~100MW,应用于具有大量余热源的热电联产、冶炼、石油化工、纺织等工业领域。该系统在中国电力投资集团赤峰热电厂、华润集团沧州热电厂、唐山钢铁集团等地都有使用,截至目前,同方采用吸收式热泵技术已累计解决8800万平方米建筑的采暖需求,年回收余热量2051.16万GJ、节省标煤量70余万吨、减少二氧化碳排放近200万吨、减少灰渣排放32万吨,在大幅提升热电厂供热能力的同时,创造了巨大的经济效益和节能减排效益!
 

    象天则地行者无疆
 

    记者:同方人环正以高端、前沿的文化理念,向科学进军,向雾霾挑战,目前已形成怎样的一个战略格局?
 

    高沛沣:我们作为中国最早致力于热泵节能空调产业发展的引航者,公司形成了由同方人环为旗舰、一批优质专业公司组成的产业舰队,依靠布局全国的营销服务网络,在民用建筑、公共建筑、军工等领域,形成了多元化的综合节能减排解决方案,确立了节能产品、节能工程及节能运维服务等传统业务优势,并在城市清洁供热、城市区域能源规划、工业余热综合利用、建筑节能改造等方面开展了创新模式的业务拓展。
 

    同方人环在国内率先实现横跨南北、辐射全国的四大中央空调产业化基地布局,拥有北京密云大型中央空调生产基地、无锡户式中央空调生产基地、廊坊吸收式热泵产业化基地、广州节能专用型空调生产基地,并已全面通过质量、环境和职业健康安全三大管理体系标准(三标一体)认证,是“国家可再生能源建筑应用产业化基地”和“国家吸收式热泵研发及产业化示范基地”。
 

    在10余年的研发创新历程中,同方人环取得了北京优秀企业技术中心、高新技术企业等称号,获得了10余项国家级火炬计划、百余项国家级专利。在被动式建筑能源环境系统、双冷源·温湿度独立控制系统、工业余热吸收式热泵、全热能量回收新风机组、超低温风冷热泵、超高温水源热泵、北方大型供暖热泵、太阳能一体化热泵热水器等领域,拥有自主知识产权的核心技术,公司旗下柏梁机电设计事务所具备国家甲级机电设计资质。
 

    同方人环为可再生能源技术在中国的推广做出卓越的贡献,截至目前,共节约310万吨标煤、节省90亿千瓦时电、减少805万吨二氧化碳排放、节资超过24.5亿元,在国内人工环境和建筑节能领域享有极高的影响力和威望,备受行业各界的尊敬。
 

    二十一世纪新能源时代,“振兴战略性新兴产业、创新可再生能源技术”,为节能产业带来历史性的发展机遇,同方人环将始终坚持“象天则地,行者无疆”的企业哲学,引导传统中央空调产业向节能环保、低碳绿色、网络智能等多方向领域拓展,开创出适合国情并具有国际竞争力的新一代人工环境产业。