曹涛
现任职务:中南建筑设计院股份有限公司城市更新设计事业部第三机电院暖通设计室主任
获奖项目:湖北省电力公司调度通信楼
使用方案:“高效冷水机组+数据中心余热+地源热泵+蓄热电锅炉”复合式供冷、供热方案
所获奖项:第二十二届MDV中央空调设计应用大赛 专业组·金铅笔奖
在“双碳”目标的指引下,暖通空调能源系统的绿色化、电气化、低碳化将成为我国建筑能源应用的主流趋势。以空气能、地热能等为代表的绿色可再生能源得到广泛的开发利用,但同时也存在低温环境空气源热泵机组效率低,地源热泵空调系统初投资较高等问题,因此,许多学者提出了复合能源的解决方案。
“在当前国家能源政策的背景下,采用低碳复合能源系统方案,可以有效提高能源利用效率同时减少碳排放。”曹涛介绍说,“在实际应用中,不同品类的能源系统集成与合理运用,是复合式能源系统设计中需要考虑的重点和难点。具体工程设计中采用哪些形式的能源进行复合,需结合项目的资源禀赋条件,分析项目特点,经过综合比较后确定。”
以湖北省电力公司调度通信楼项目为例,作为承担湖北电网调度、通信、应急指挥、运营监控等生产系统的指挥和控制中心,其率先做好节能降碳工作,有利于更好地服务电力工程建设,也将大大推动地方经济和产业发展。同时,作为建筑总面积达76884㎡的综合能源节能降碳示范项目备受甲方重视,相关领导多次指示必须建设成一个绿色低碳的样板工程。
针对系统运行高效稳定且建筑节能达标的要求,曹涛设计团队在通过技术经济、碳排放强度及总量等综合比较后采用了“高效冷水机组+数据中心余热+地源热泵+蓄热电锅炉”复合式供冷、供热方案。同时,对于数据中心在建成初期往往存在机柜安装不足的问题,设备故障维修期间供热的保障问题,系统设计时都做了充分考虑,以确保负荷稳定供应。
此外,为了有效平衡系统“综合能效”与“可持续性”,项目通过综合采用数据中心余热回收、地源热泵、固体蓄热、高效制冷机房、免费供冷等多项技术,辅助高效的能源管理系统,构建了安全可靠、绿色低碳、高效节能的空调系统,实现了夏季高效制冷、冬季高效供热的目标,综合能效较常规空调系统有大幅度提升。
自2023年5月竣工验收后,系统已试运行一个完整的制冷季和采暖季,从目前的运行情况看,空调效果良好,且达到设计要求,业主方非常满意。曹涛认为,复合式能源方案有多重优点,不仅能够实现多能互补,且在绿色低碳、节能减排、安全和可靠性方面更有优势。未来,复合能源将以各类可再生能源的复合应用为主。