西安大興新區(qū)三民村再生水源熱泵集中供熱（冷）系統(tǒng)，創(chuàng)新運(yùn)用 BOT 模式， 由四聯(lián)智能技術(shù)股份有限公司與西安大興新區(qū)管委會(huì)于 2012 年簽署特許經(jīng)營(yíng)協(xié)議，采用西安市第一污水處理廠的排放水（再生水），為西安大興新區(qū)三民村地區(qū) 200 萬平方米建筑物供熱，屬于在運(yùn)營(yíng)的、全國(guó)單體規(guī)模最大的污水源熱泵供熱項(xiàng)目。

       項(xiàng)目于 2016 年全面建成，截止 2020-2021 年度供熱季，實(shí)際供熱面積160 萬平方米。本項(xiàng)目采取直管到戶的服務(wù)模式和智慧化的運(yùn)維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了無人值守，熱源穩(wěn)定，供熱效果良好，用戶滿意度高。該項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)西安市“治污減霾、保衛(wèi)藍(lán)天”意義重大，可助力中國(guó) “碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。 

       該項(xiàng)目的建設(shè)，本著建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)、提高建筑能源利用效率，改善人民居住環(huán)境的目標(biāo)，響應(yīng)國(guó)家建設(shè)綠色住宅、節(jié)能住宅的號(hào)召，利用西安市第一污水處理廠的排放水，運(yùn)用可再生能源技術(shù)，即再生水源熱泵系統(tǒng)集中供暖，替代常規(guī)鍋爐集中供暖，在高效節(jié)能型系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)施中，嚴(yán)格執(zhí)行《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》（GB50366-2009）中有關(guān)污水源熱泵的相關(guān)條目，合理采用污水源蓄含熱能的資源條件，提高集中供暖系統(tǒng)的效能，最大限度地減少常規(guī)能源的消耗。 

       （一）污水源引退水工藝流程 

       污水源引退水方案為：取水口→引流水井→蓄水穩(wěn)流池→過濾器→水源側(cè)直流泵→污水換熱器→出流水井→退水口。 

       工程實(shí)施中存在 254 米的過路頂管施工，頂管機(jī)采用適用于各種軟土地質(zhì)的泥水平衡式頂管機(jī)頂進(jìn)施工。 

       根據(jù)污水流量波動(dòng)值確定蓄水穩(wěn)流池的容積；根據(jù)再生水水質(zhì)特點(diǎn)對(duì)引退水管路進(jìn)行水力計(jì)算，確定管道的口徑尺寸。 

       （二）工程方案 

       對(duì)于該工程，污水源熱泵系統(tǒng)采用間接連接方式，污水在污水換熱器處換完 熱量后直接排走，熱泵主機(jī)采用普通的熱泵機(jī)組?，F(xiàn)接入末端均為地板輻射供暖 末端，選擇熱源的供回水溫度為 45/40℃。另外，根據(jù)項(xiàng)目建筑空間分布、冷熱負(fù)荷特點(diǎn)、熱泵主機(jī)市場(chǎng)上最大容量等條件，最終確定采用一級(jí)分散式系統(tǒng)形式， 即集中建設(shè)一套提升泵站及蓄水穩(wěn)流池，在各個(gè)用熱小區(qū)分別建設(shè)多個(gè)熱泵機(jī)房， 污水側(cè)輸配水管網(wǎng)為一套系統(tǒng)，熱泵機(jī)房?jī)?nèi)其它設(shè)備各自承擔(dān)各片區(qū)內(nèi)的負(fù)荷。 

       （三）設(shè)備方案 

       機(jī)房設(shè)備按功能分為兩類，一類是污水源熱泵機(jī)房部分，包括：熱泵機(jī)組、板式換熱器、采暖循環(huán)水泵；另外一類是污水提升泵房部分，主要設(shè)備為污水提升泵。設(shè)備選擇原則按照遵循設(shè)計(jì)相關(guān)各種手冊(cè)、公司已有性質(zhì)相似運(yùn)行項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)以及相關(guān)論文研究成果等。 

       對(duì)于管線系統(tǒng)，所選擇的管徑是根據(jù)一定流量下，保證管道比摩阻在經(jīng)濟(jì)比摩阻范圍內(nèi)。對(duì)于蓄水穩(wěn)流池容積的，所選容積可以保證蓄水穩(wěn)流池內(nèi)水位穩(wěn)定， 使得污水管道內(nèi)流量穩(wěn)定。 

       （四）機(jī)房智慧自控 

       西安大興新區(qū)三民村再生水集中供熱項(xiàng)系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)無人值守，具有機(jī)房的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、音頻監(jiān)控、機(jī)房遠(yuǎn)程操作與監(jiān)控的功能，可以通過 PC 端、移動(dòng)端 APP 實(shí)時(shí)查看地下機(jī)房運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)。 

 

四聯(lián)綠色能源指揮調(diào)度中心 

智慧運(yùn)維系統(tǒng)【PC 端】 

       （一）經(jīng)濟(jì)效益 

       （1）項(xiàng)目投資：項(xiàng)目投資費(fèi)用總和為 1.90 億元，總的投資費(fèi)用指標(biāo)為 95.10元/㎡。 

       （2）投資增量回收：采用污水源熱泵系統(tǒng)供暖，較傳統(tǒng)方式的投資增量的靜態(tài)回收年限為 4.59 年。 

       （3）財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)：項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）為 8.64％，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（ic＝8％）800.02 萬元，總投資收益率為 9.76％。 

       （二）環(huán)保效益 

       本項(xiàng)目采用的是國(guó)家極力倡導(dǎo)的節(jié)能減排新技術(shù)，項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，相比較傳統(tǒng)的采暖系統(tǒng)可以年節(jié)約標(biāo)煤 8300 余噸，減少二氧化碳排放 20700 余噸，二氧化硫排放 120 余噸，氮氧化合物 120 余噸，煙塵約 80 噸。 

       該項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)西安市的“治污減霾、保衛(wèi)藍(lán)天”意義重大，可助力中國(guó)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。 

       （三）社會(huì)效益 

       本項(xiàng)目是目前全球在運(yùn)營(yíng)的單體規(guī)模最大的再生水（污水）源熱泵集中供暖項(xiàng)目，具有極大的示范意義。項(xiàng)目建成后，多個(gè)政府相關(guān)部門和企、事業(yè)單位紛紛與四聯(lián)智能聯(lián)系，希望推廣使用該項(xiàng)技術(shù)。 

       2017 年 11 月，原環(huán)境保護(hù)部部長(zhǎng)李干杰一行在陜西調(diào)研大氣污染防治工作期間，實(shí)地考察了由四聯(lián)智能建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的西安市大興新區(qū)再生水源熱泵集中供熱項(xiàng)目。原陜西省副省長(zhǎng)張道宏陪同調(diào)研。 

       （一）商業(yè)模式創(chuàng)新 

       2012 年與西安大興新區(qū)管委會(huì)簽訂的《西安大興新區(qū)三民村地區(qū)城市集中供熱工程項(xiàng)目特許經(jīng)營(yíng)協(xié)議》，屬于四聯(lián)智能在清潔能源供熱（冷）領(lǐng)域的第二個(gè) BOT 項(xiàng)目。 

       （二）服務(wù)模式創(chuàng)新 

       西安大興新區(qū)三民村再生水源集中供熱項(xiàng)目，采取政府提倡的直管到戶服務(wù)模式，四聯(lián)智能（熱力公司）直接面對(duì)熱用戶，廣泛采用自動(dòng)化、智能化、智慧化技術(shù)， 服務(wù)更及時(shí)、更周到，用戶滿意度高。 

       （三）新技術(shù)集成 

       本項(xiàng)目采用污水源熱泵技術(shù)，屬于可再生清潔能源，且是國(guó)家大力推廣的在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的高效節(jié)能技術(shù)之一。 

       （四）新材料與新設(shè)備應(yīng)用 

       本項(xiàng)目的實(shí)施，選用了克萊門特、堃霖等國(guó)際知名品牌熱泵主機(jī)、哈工大金濤寬流道板式換熱器，屬于當(dāng)前創(chuàng)新性強(qiáng)、高技術(shù)的專利產(chǎn)品。 

       （五）準(zhǔn)確供暖負(fù)荷計(jì)算 

       本項(xiàng)目居住建筑的供暖面積達(dá) 200 萬平方米，規(guī)模比較大，供熱負(fù)荷計(jì)算的準(zhǔn)確性，對(duì)設(shè)備容量與項(xiàng)目初投資以及系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的影響均較大。在施工圖階段，在居住建筑及圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能都確定后，四聯(lián)智能對(duì)供熱負(fù)荷需求進(jìn)行了準(zhǔn)確的計(jì)算，并且結(jié)合了已有相似在運(yùn)行項(xiàng)目冬季供熱實(shí)際情況，最終確定了設(shè)計(jì)參數(shù)，為熱源設(shè)備及系統(tǒng)合理確定、優(yōu)化運(yùn)行策略恰當(dāng)制定，提供了合理準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 

       （六）加強(qiáng)水量與水質(zhì)監(jiān)測(cè) 

       在項(xiàng)目實(shí)施前，進(jìn)一步加強(qiáng)污水處理廠水流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，尤其在冬季的春節(jié)期間，有些工業(yè)企業(yè)由于放假污水排放量將減少，當(dāng)然此時(shí)的生活污水量通常會(huì)增加，所以對(duì)污水處理廠總排放水量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，給出該期間準(zhǔn)確的流量波動(dòng)值，為蓄水穩(wěn)流池的合理確定提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)。同時(shí)，也要進(jìn)一步加強(qiáng)排水的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，為直接式的污水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用做一些技術(shù)準(zhǔn)備；另外，對(duì)于水質(zhì)中氯離子等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)于污水換熱器材質(zhì)或者鍍層的選用提供依據(jù)。 

       （七）優(yōu)化運(yùn)行及維護(hù)管理 

       由于建筑熱負(fù)荷跟室外逐時(shí)氣象參數(shù)是密不可分的，根據(jù)以往的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)， 對(duì)應(yīng)室外氣象參數(shù)的變化確定準(zhǔn)確的優(yōu)化調(diào)節(jié)方案，制定出一系列的調(diào)控操作規(guī)程，同時(shí)對(duì)運(yùn)行管理人員進(jìn)行上崗培訓(xùn)，使得該規(guī)模化集中供熱工程發(fā)揮出其最大的節(jié)能潛力；系統(tǒng)及系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)設(shè)備按負(fù)荷均衡運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備及系統(tǒng)的運(yùn)行壽命。 

       區(qū)域供暖熱項(xiàng)目會(huì)存在污水側(cè)以及負(fù)荷側(cè)系統(tǒng)龐大的問題，由于水力不平衡冬季供熱便會(huì)存在水泵輸送浪費(fèi)、主機(jī)出力浪費(fèi)等問題。運(yùn)行初始對(duì)于各末端均進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)平衡，保證系統(tǒng)按照最初的設(shè)計(jì)理念以最節(jié)能的狀態(tài)運(yùn)行。 

       再生水源熱泵運(yùn)行過程中，污水側(cè)與以往的傳統(tǒng)的供暖方式存在較大差異， 在運(yùn)行管理過程中，不斷摸索潛污泵的維護(hù)維修、污水換熱器的清洗、保養(yǎng)等， 對(duì)于該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、安全地進(jìn)行供熱服務(wù)至關(guān)重要。 

       （一）地?zé)崮芗泄幔ɡ洌╉?xiàng)目運(yùn)作模式 

       對(duì)于地?zé)崮芗泄幔ɡ洌╉?xiàng)目運(yùn)作模式，政府與企業(yè)認(rèn)知不一，政府支持地?zé)崮艿牟糠终咴趯?shí)施中難以落地。希望政府部門采取 PPP 模式以外的 BOT 模式推進(jìn)，項(xiàng)目落地更快。 

       （二）地?zé)崮茼?xiàng)目資金政策支持    

       北京、上海等地區(qū)，對(duì)于地?zé)崮茼?xiàng)目開發(fā)，均有一定比例資金補(bǔ)助。希望各地政府出臺(tái)投資補(bǔ)助政策，適當(dāng)降低地?zé)崮茼?xiàng)目初投資，促進(jìn)地?zé)崮茼?xiàng)目推廣和實(shí)施，以地?zé)嶂?“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。 

       （三）地?zé)崮茼?xiàng)目用地政策支持    

       地?zé)崮芄犴?xiàng)目，尤其是污水源熱泵供熱（冷）項(xiàng)目，需要建設(shè)能源中心和蓄水穩(wěn)流池，用地成為項(xiàng)目能否實(shí)施或延期實(shí)施的關(guān)鍵因素之一。 

       蓄水穩(wěn)流池建設(shè)在地下，綠化用地地下空間即可滿足要求。地?zé)崮茼?xiàng)目建設(shè)用地，希望靈活使用綠化用地地下空間，審批更便捷。