· 著眼于700KW規(guī)模的淺層地熱資源、貫通全年的冷熱循環(huán)利用、有效的使用了可再生能源。
· 該系統(tǒng)采用減少向大氣排放熱量、全年從地下含水層中提取的冷熱量收支歸零的技術，為保護地球環(huán)境做出貢獻。
三菱重工制冷空調(diào)系統(tǒng)株式會社（Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd.以下簡稱MTH）獲得了由日本節(jié)能中心主辦、經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省支持的2021年節(jié)能獎-節(jié)能案例類《節(jié)能中心會長獎》，以表彰其利用地下含水層蓄熱的工廠空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性。利用儲存在地下含水層中的地下水作為供暖和供冷的熱源，其節(jié)能性和對環(huán)境的低負荷性獲得了高度評價。MTH是首次在節(jié)能案例類別評比中獲此獎項。
地下含水層熱能資源的利用
將地下含水層蓄熱空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)品化
含水層蓄熱是指利用由沙礫、地下水等構(gòu)成的地質(zhì)層作為巨大的儲熱層，將夏季空調(diào)供冷時的排熱量儲存到地下含水層、冬季空調(diào)供暖時將排冷量儲存到地下含水層，即供暖時使用夏季的蓄熱、供冷時使用冬季的蓄冷，有效利用季節(jié)變換產(chǎn)生的冷量和熱量的一種形式。本次獲獎的系統(tǒng)，使用對環(huán)境負荷小的高效離心式熱泵冷水機組作為系統(tǒng)主機，構(gòu)建了一個綠色環(huán)保、可持續(xù)使用的地下水源熱泵系統(tǒng)，可為一棟大型工廠車間（負荷約700KW）提供空調(diào)供冷、供暖服務。
系統(tǒng)示意圖
本次采訪了地下含水層蓄熱空調(diào)系統(tǒng)的開發(fā)、維修以及使用部門的負責人，以下是他們對于系統(tǒng)的介紹。
三菱重工制冷空調(diào)系統(tǒng)株式會社（MTH）系統(tǒng)開發(fā)負責人
與以前的系統(tǒng)相比新系統(tǒng)實現(xiàn)了大幅度的節(jié)能和CO?減排
以往的高效變頻離心式冷水機組存在熱源測的問題，幾乎都是只用于空調(diào)制冷。為了解決這個問題，我們開展了含水層蓄熱空調(diào)系統(tǒng)的開發(fā)，并將其產(chǎn)品化。在2015～2019年，我們參加了由日本環(huán)境省主導的CO?減排對策強化引導型技術開發(fā)·驗證項目，并在當時位于高砂制作所內(nèi)的MTH高砂工廠安裝了含水層蓄熱空調(diào)系統(tǒng)。開展了空調(diào)用供冷、供熱的驗證實驗，因為和之前使用的燃氣吸收式冷熱水機組以及風冷熱泵機組構(gòu)成的空調(diào)系統(tǒng)相比，新系統(tǒng)顯示出大幅度節(jié)能、CO?減排的特點，因此我們加快了新系統(tǒng)開發(fā)·產(chǎn)品化的步伐。
之后MTH從高砂制作所搬遷到神戶造船所，需要在新車間安裝空調(diào)設備。我們向神戶地區(qū)設施組、人事勞政部以及與我們在同一工廠內(nèi)進行生產(chǎn)的三菱重工機械系統(tǒng)株式會社（MHIMS）說明了迄今為止含水層蓄熱空調(diào)系統(tǒng)的開發(fā)成果，并獲得了各部門的高度認可，由此，產(chǎn)品化的含水層蓄熱空調(diào)系統(tǒng)第一次實現(xiàn)了真正意義上的安裝運行。
雖說如此，系統(tǒng)的開發(fā)及安裝過程并非順暢。2015年的實驗工程，在高砂制作所內(nèi)打熱源井時井壁發(fā)生坍塌。我們和公司外部的合作伙伴、公司內(nèi)部及高砂制作所內(nèi)等相關人員合作，把握現(xiàn)場狀況、向相關人員說明、制定各種對策方案之后，總算是又重新啟動了工程。
另外，在神戶造船所內(nèi)的含水層蓄熱空調(diào)系統(tǒng)工程實施過程中，打熱源井時的出水量達不到預定水量，導致系統(tǒng)無法使用。那時每天我們都擔心要退還該項目從日本環(huán)境省獲得的約1.2億日元的的補助金、整整三個月都睡不好覺。這是我們職業(yè)生涯中最艱難的時期。
從地下含水層蓄熱利用的特性上看，擁有一塊地下水可以利用且規(guī)模較大的土地、空調(diào)冷暖負荷在700KW左右的客戶或?qū)⒊蔀楹畬有顭峥照{(diào)系統(tǒng)的潛在使用對象。我們計劃以工廠車間空調(diào)、購物中心、寫字樓為對象展開營業(yè)、推廣這個系統(tǒng)，腳踏實地的落實三菱重工「經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境減負并舉」的環(huán)境指針，為解決社會問題、實現(xiàn)碳中和擴大新產(chǎn)品的銷售。
熱源井周邊圖
工廠設備能源管理部門\神戶地區(qū)設備維修部門
空調(diào)排熱再利用、減少電力消費
自從2018年決定在神戶造船所OJ棟樓安裝地下含水層蓄熱空調(diào)系統(tǒng)以來，我一直參與該項目。在空調(diào)運行季，該系統(tǒng)都是按運行計劃運行，幾乎沒有需要緊急對應的情況出現(xiàn)。為了使設備及系統(tǒng)的性能在運行時維持在最佳狀態(tài)，我的主要工作便是在空調(diào)過渡季，努力做好設備及系統(tǒng)的維護。
MTH在高砂制作所生產(chǎn)的時候，雖然安裝了離心式冷水機組，但也僅僅是夏季空調(diào)供冷運行。工廠車間的規(guī)模、使用條件等的不同，單純的比較可能比較困難，但對于夏季空調(diào)運行的排熱量、冬季空調(diào)運行的排冷量都可有效再利用的地下含水層蓄熱空調(diào)系統(tǒng)，運行時可以大幅度減少電力使用量，我是有了真實的感受。另外，在空氣溫度比較低的冬季，冷卻塔運行可以將空氣中的冷量蓄冷于地下含水層中，為夏季空調(diào)供冷做準備，系統(tǒng)這個特點也令我印象深刻。
含水層蓄熱空調(diào)系統(tǒng)使用部門
食品包裝機械產(chǎn)品的零件生產(chǎn)工廠通過車間環(huán)境的進一步改善提高生產(chǎn)效率
自2019年7月竣工以來，在空調(diào)運行季，我們一直使用地下含水層蓄熱空調(diào)系統(tǒng)。至今，這套系統(tǒng)沒有出現(xiàn)過故障、運行平穩(wěn)，我們非常感謝。神戶造船所OJ棟樓是為飲料灌裝機等設備加工重要零件的車間，車間環(huán)境對生產(chǎn)效率有很大影響。我們期待今后即便在車間空調(diào)使用率很高的夏季和冬季，車間高效運營和實現(xiàn)舒適工作環(huán)境的同時，通過節(jié)能，減低對環(huán)境的負荷并進一步降低運行成本。
在使用我們產(chǎn)品的飲料行業(yè)，也希望降低對環(huán)境的負荷、實現(xiàn)一個可持續(xù)發(fā)展的社會。對致力開發(fā)以節(jié)能、省力產(chǎn)品為方向的我們來說，推進能源轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)零碳社會不是別人的事情，是我們所有人的共同責任。今后我們將積極推進生產(chǎn)工序中進一步的節(jié)能、省力化，大力開展可持續(xù)發(fā)展的技術提案活動。
該含水層蓄熱空調(diào)系統(tǒng)使用了多種節(jié)能技術和設備，比如「使用了低GWP（地球溫暖化系數(shù)）冷媒的高效離心式熱泵冷水機組」「使用了自動尋優(yōu)最佳控制系統(tǒng)」「使用了能源使用量和熱源井性能可視化系統(tǒng)」「開發(fā)了對第一年的運行數(shù)據(jù)分析、優(yōu)化日后運行策略的軟件」。這些技術、設備的使用，帶來了很好的節(jié)能減排效果。與相同規(guī)模的燃氣吸收式冷熱水機系統(tǒng)相比，換算成原油，該系統(tǒng)每年可減少46.5kL的一次能源消耗量（減少率為49.9%），每年可減少109.1噸二氧化碳排放（減少率為65.3%）。
受到本次獲得《節(jié)能中心會長獎》的激勵，MTH將繼續(xù)開發(fā)技術和產(chǎn)品，專注于實現(xiàn)最佳冷熱解決方案以滿足客戶的不同需求，并且進一步為節(jié)能做出貢獻。
