空气源热泵供暖，即将又迎来一个百亿商机的细分市场！那就是我国北方铁路站点冬季取暖，今天，我们就来为大家分析报告——燃煤锅炉是我国北方铁路站点冬季取暖的主要方式，为了响应国家大气污染治理号召，铁路行业也在积极采用新型清洁能源代替高污染的燃煤锅炉。2020年12月，国务院新闻办公室发布《中国交通的可持续发展》白皮书并举办新闻发布会。国家铁路局总工程师严贺详表示：铁路绿色发展技术创新不断发展。加强铁路降低温室气体排放技术改造和科研力度，采用直供电技术便利驱车取代原有不具备直供电技术的电力机车，节省柴油消耗，逐步采用空气源热泵和太阳能热水器替代既有燃煤、燃油锅炉。而事实上，在多种替代热源形式中，空气源热泵在北方煤改电中应用广泛，运行时无污染物排放，在大气环境改善、PM2.5指数控制、污染治理等方面的环保效益得到了广泛验证。近年来我国铁路交通发展迅猛，2020年我国铁路发送旅客总人次已达到21.6亿，铁路网营业里程已经达到14万公里，五年间的年增长率接近5%，远期规划到2035年规模将达到20万公里左右。如何提高铁路信息化、智能化、绿色化水平已经成为关键的发展要求，其中铁路站点使用空气源热泵新型清洁采暖，实现节能减排，已经成为时下趋势。节能减排是铁路站点的紧迫需求，根据西南交通大学对全国15个铁路站点的全年能耗数据统计，铁路站点的能耗主要为采暖、制冷、照明和电梯的设备用能。严寒地区、夏热冬冷地区铁路站点的采暖能耗要达到总量的一半以上，其中最高的一个站点每年采暖系统单位面积能耗指标超过300kwh/㎡·a。空气源热泵采取了先进的蒸汽压缩式制热循环原理，可以吸收利用室外空气中免费的热量，只需很少的电能驱动，就能为站点内提供所需的热量。相比于传统锅炉运行费用大大降低，并在实际项目应用中均取得了喜人的经济效益。数据来源：高铁客运站建筑能耗现状与节能途径分析,西南交通大学,雷波铁路站点的采暖舒适也急需提升，该调研报告显示，目前铁路客运站冬季采暖现状中，冬季多数客运站内的温度平均值低于设计要求的18℃，并且由于建筑的渗透风和供暖方式限制，导致室内温度的均匀性差。在向旅客发放的调查问卷结果显示，车站的热环境总体感觉满意，但是部分感觉偏冷。空气源热泵可以和地暖、暖气片、散热器等多种形式结合，项目方可以根据站点内部的实际情况，进行合理的室内环境设计，避免高大空间产生的冷热不均、热量分层等现象。此外系统的调节十分灵活，可以根据使用情况对各支路的流量、温度进行实时管理，从而保证站点内旅客舒适的采暖体验。我国北方铁路沿线站段星罗棋布，站点分布数量多、范围广、地形条件复杂，部分站点地处偏远、远离市区，西北地区部分站点甚至孤悬无人区，传统的市政热网难以覆盖到，必须使用分布式热源。站点的燃气管网接入成本过高，压缩天然气、燃油等化石燃料输送储存比较困难。空气源热泵不受气源、热网限制，安装简单，不占用室内使用空间，应用条件极其灵活，和铁路站点采暖需求十分匹配。车站内人流密集，为了避免发生安全事故，对使用过程中的稳定性要求较高，传统的燃煤、燃气锅炉属于压力容器，使用时炉内要维持高温高压的状态，输送介质温度也很高，有一定的安全风险。空气源热泵是安全稳定的新型热源，通过封闭式循环吸收利用室外空气热量，使用时不需要燃煤、燃气燃烧，而且内部水电分离，安全性好。车站内尤其是候车室需要24小时供暖，需要系统长时间运行的稳定性，否则万一出现故障维修人员难以及时前来检修，影响车站的正常运行。空气源热泵通过模块组合的形式组成区域能源站，各个模块之间并联连接，通过模块轮转等保障机制，一台机组出现问题不会影响整个系统的供热，相比传统的锅炉稳定性大大加强。凭借以上多重优势，空气源热泵在铁路站点采暖应用中大放异彩。今天我们来看一个西北地区1.5万平米的铁路站点案例。该项目采用邦顿大容量变频空气源热泵，搭载日立CA80KHDG压缩机，取得了良好的使用效果。渭源站位于我国西北、甘肃省定西市渭源县，是兰渝铁路定西境内建设面积最大的火车站。车站于2016年10月开工建设，2017年9月29日投入使用，是当地第一个开通的铁路站点。渭源站总占地面积40508平方米，站房综合楼面积2998.36平方米，候车大厅可容纳旅客600人，是典型的严寒地区高大空间。经现场勘查，渭源高铁站总供暖面积为14700平方米，其中车站大厅及办公室供暖面积5700平方米，单位宿舍供暖面积9000平方米。为响应政府清洁取暖的政策号召，综合考虑了热源的环保性、灵活性、节能性、安全性需求，该项目最终采用了邦顿大容量变频空气源热泵，搭载日立CA80KHDG压缩机，保证强劲的制热动力，末端采用辐射式散热器供暖。生活区和车站大厅的需求温度和日常使用时间不一样，在热源设计上进行了分区供暖，车站大厅面积共5700平米，配置3台80匹机和1台40匹机；生活区9000平米，配置5台80匹机。根据实际需要的供热需要和时间，合理设置出水温度和运行时间，实现节能运行的目的。热源形式为商用变频空气源热泵组成的分布式热源站，机组布置在室外闲置的开阔空地，地面采用水泥硬化加固，使用槽钢基础进行架高，解决化霜水排放和进排风短路问题。机组之间采用模块并联组合，一台机组出现故障不影响车站整体正常采暖。渭源冬季气候严寒多风，为减少热量损失，输送管道采用发泡材料进行保温，并包裹铝皮作为外保护。末端使用辐射散热器供暖，通过辐射换热的形式对站点内进行升温，热量集中在地面附近，充分保证工作区的采暖需求，运行时不会有噪音产生。项目采用大型商用变频空气源热泵机组，搭载日立变频涡旋压缩机，具备高效节能、制热强劲等多重使用优势。定西极端低温接近-24℃，日立采用高压腔的设计，支持热泵机组在-35℃极低温度下稳定运行，相比常规压缩机，可靠性更高。针对站点空间高大、散热量大、供暖开启的瞬时热负荷高的特点。日立选用专业设计的永磁电机，可靠的动平衡，可支撑电机在120Hz下运行，爆发出远超常规定速压缩机的热量，快速实现室内升温和持续保温。针对铁路站点不同功能区的用热需求，以及天气变化引起的负荷波动。日立通过调节电机转速，实现按需输出。不但能够保证末端温度适宜恒定，还避免了多余热量浪费，提升项目的节能潜力。针对站点交通枢纽的安全稳定性要求，日立采用多项安全防范技术为项目保驾护航，过电流保护、过温保护、抗液击能力强、高压差保护等功能，可保障极端情况下系统安全运行。项目交付运行至今，采暖效果十分突出，得到了用户的高度评价，车站工作人员表示：“效果好、站里很暖和，晚上值班的时候不管外面多么冷，站里面也能有20℃多度，尤其是从外面一进站的时候，反差特别明显。”据了解，整个系统还采用了智能管理模式，各部件、阀门等都可以实现自动调节，管理人员只需要在线控器上设置好参数，系统就能实现正常采暖，使用起来十分方便。
版权声明：项目案例由邦顿节能林雄提供，技术支持由邦顿节能林雄、江森自控日立万宝压缩机（广州）有限公司肖昂提供，特此致谢！
