在“雙碳”目標的引領下，建筑節(jié)能改造成為時代發(fā)展的必然趨勢。作為湖南省屬大型國有骨干企業(yè)，湖南湘投控股集團有限公司（現(xiàn)湖南能源集團有限公司）積極響應政策號召，攜手美的樓宇科技，采用磁懸浮熱源塔清水工況熱泵方案對總部動力站房進行全面節(jié)能改造，為企業(yè)綠色發(fā)展注入新動力，也為行業(yè)樹立了節(jié)能降本的標桿。
政策驅(qū)動，開啟節(jié)能改造新征程
隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，既有公共建筑能耗問題日益凸顯。2022年，湖南省人民政府印發(fā)《湖南省“十四五”節(jié)能減排綜合工作實施方案》，明確要求推進既有建筑綠色節(jié)能改造，提升制冷能效水平。湘投集團迅速行動，決心通過節(jié)能改造，降低能耗，減少碳排放，推動企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
此次改造項目由湖南湘投天然氣投資有限公司能源管理分公司負責合同能源管理。該公司憑借專業(yè)的技術團隊和豐富的行業(yè)經(jīng)驗，為項目的順利實施提供了有力保障。
顯著成效，實現(xiàn)經(jīng)濟環(huán)保雙豐收
湘投集團前身是1992年經(jīng)湖南省政府批準成立的湖南省經(jīng)濟建設投資公司，是為實施湖南省重大戰(zhàn)略而專門成立的第一家國有投資公司。湖南湘投天然氣投資有限公司則是湘投集團為加快推進“氣化湖南工程”，積極支持和參與“兩型社會”建設而投資設立的全資子公司。而湖南湘投天然氣投資有限公司能源管理分公司是其下屬的專門從事合同能源管理的子公司，也是湖南省內(nèi)重要的合同能源管理公司之一。本次項目正是由湖南湘投天然氣投資有限公司能源管理分公司實施合同能源管理。
該項目于2023年5月啟動，應用了美的樓宇科技提供的磁懸浮熱源塔清水工況熱泵系統(tǒng)，自2023年6月1日投入運營以來，節(jié)能效果顯著。根據(jù)2023年6月至2024年5月的實際運行數(shù)據(jù)，總用電量(含照明插座用電、空調(diào)用電、動力用電、特殊用電等）164.68萬Kwh，總用氣量17.63萬Nm3。與改造前相比，年能耗費用減少64.09萬元，實際節(jié)費率達24.81%，較預期節(jié)費率21.78%，提升了3個百分點。此外，每年直接減少碳排放643噸，為環(huán)境保護做出了積極貢獻。
技術創(chuàng)新，打造高效冷暖系統(tǒng)
湘投集團總部動力站房原有的冷熱源為三臺直燃機，能耗高、故障頻繁，已無法滿足節(jié)能減排與穩(wěn)定運行的需求。長沙冬季濕冷，過渡季節(jié)也有供暖需求，若采用燃氣鍋爐，成本高且碳排放量大；如果整體采用能源塔或風冷熱泵系統(tǒng)供暖，不僅初投資高、占地面積大，夏季能效還較低。為解決這些問題，美的樓宇科技經(jīng)過深入調(diào)研和分析，提出了采用以鯤禹磁懸浮水水熱泵機組為核心的磁懸浮熱源塔清水工況熱泵系統(tǒng)加燃氣鍋爐為輔的創(chuàng)新解決方案。
鯤禹是美的樓宇科技旗下專業(yè)大型水機品牌，本項目所采用解決方案磁懸浮熱源塔清水工況熱泵系統(tǒng)的和核心是鯤禹磁懸浮水水熱泵機組。該設備制冷國標工況COP為6.4，遠遠高于傳統(tǒng)能源塔主機和風冷熱泵機組，在蒸發(fā)器出水溫度2℃、冷凝器出水溫度40℃工況下的制熱COP為5.1，仍高于傳統(tǒng)能源塔主機能效，其熱源端綜合能效（含水泵和冷卻塔耗電）可達4.0，也高于風冷熱泵機組的能效。該方案在項目供暖季的首末時間段（主要是11月下旬到12月中旬、2月下旬到3月下旬期間的陰雨天氣，具體為干球溫度低于15℃且濕球溫度高于8.0℃），主機按照制熱模式運行。此時磁懸浮水水熱泵機組蒸發(fā)器出水溫度約為3℃，經(jīng)過冷卻水泵送至冷卻塔頂部，從布水器沿著填料往下流，室外大于8.0℃的空氣穿過填料層，并釋放熱量讓冷凍水升溫至5.0℃。其后，5.0℃的冷凍水進入蒸發(fā)器，將熱量傳遞給冷媒，溫度降低至3℃，重新回到冷卻塔吸熱升溫。鯤禹磁懸浮水水熱泵機組以熱泵模式運行，將空調(diào)房間37℃的空調(diào)回水在冷凝器中加熱升溫至40℃，再通過空調(diào)冷凍水泵送至房間的空調(diào)末端散熱，實現(xiàn)供暖運行模式。此方案只需要對機房的管路和閥門略微調(diào)整，不用額外增加設備，即可實現(xiàn)供暖季首末時間段高效供暖，能夠?qū)⒐┡救細忮仩t開啟時間降低約30%，可以顯著降低供暖運行費、降低供暖碳排放。
磁懸浮熱源塔清水工況熱泵系統(tǒng)與燃氣鍋爐組合方案，在制冷季節(jié)能高效、穩(wěn)定可靠；在供暖季首末時段低碳高效、方便可靠；在供暖季低溫時段可以充分發(fā)揮鍋爐的穩(wěn)定優(yōu)勢；無需額外增加設備，不占用機房空間和室外面積，兼具磁懸浮冷水機組、空氣源熱泵機組和燃氣鍋爐的多重優(yōu)勢，博采眾家之長于一身，是夏熱冬冷地區(qū)空調(diào)冷熱源系統(tǒng)的完美選擇。
創(chuàng)新引領，展望綠色發(fā)展新未來
在2024年8月湖南省發(fā)展和改革委員會正式發(fā)布的《湖南省綠色技術推廣目錄(2024年)》中，本項目所應用的美的“磁懸浮離心式熱源塔熱泵技術”脫穎而出，成為目錄中的明星技術之一，為節(jié)能減碳提供了創(chuàng)新解決方案。
美的磁懸浮離心式熱源塔熱泵技術的成功入選，得益于其先進的技術創(chuàng)新。磁懸浮離心式壓縮機可通過改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)壓縮比，在不同工況下都能高效運行；清水工況熱源塔熱泵系統(tǒng)采用自來水作為傳熱介質(zhì)，成本低、熱效率高，且操作簡單、管理方便；雙壓縮機等技術措施擴大了熱泵運行范圍，提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
不僅如此，在近期揭曉的2024年湖南省循環(huán)經(jīng)濟研究會科學技術獎中，美的樓宇科技旗下湖南美的暖通與樓宇設備銷售有限公司、廣東美的暖通設備有限公司和重慶美的通用制冷設備有限公司的黃亞波、袁博、朱楚杰、李樹維、李鎮(zhèn)杉憑借磁懸浮離心式熱源塔熱泵技術成功斬獲三等獎。尤為值得一提的是，在所有獲獎項目里，美的樓宇科技是中央空調(diào)領域唯一獲此殊榮的企業(yè)，這份榮譽的背后，是美的在技術研發(fā)上的不懈努力和領先優(yōu)勢。
湘投控股集團總部動力站改造項目的成功，為湘投集團帶來了顯著的效益，也為其他建筑的節(jié)能改造提供了寶貴經(jīng)驗。無畏，因科技有為，鯤禹以自主研發(fā)的硬核科技，持續(xù)為千行百業(yè)提供可靠、高效、穩(wěn)定的暖通解決方案。未來，隨著技術的不斷進步和應用，美的磁懸浮熱源塔熱泵技術有望在更多領域得到推廣，為實現(xiàn)“雙碳”目標貢獻更大的力量。
湘投集團總部動力站房節(jié)能改造項目是一次成功的實踐，它不僅實現(xiàn)了節(jié)能降本、綠色升級的目標，還為行業(yè)發(fā)展提供了可借鑒的模式。相信在技術創(chuàng)新的推動下，會有更多的企業(yè)加入到節(jié)能改造的行列中，共同邁向綠色發(fā)展的新未來。
