建筑会保温、余热再回收，北京今冬供暖多了不少低碳节能新方式

今冬供暖季将至，供暖方式正悄然转变。近几年，北京市生态环境局持续开展先进低碳技术项目征集，在能源领域新的技术不断涌现。在告别燃煤、用好燃气的基础上，不少地区积极挖掘空气、土壤、水体等可再生能源，建筑本身也通过节能改造协同蓄热保温，供暖向着更绿色、低碳、节能、高效的方向发展。

玻璃外墙像是一层保暖“外衣”

地点：北京未来建筑科创中心

北京未来建筑科创中心位于张家湾设计小镇内，外观就像一间超级大的“玻璃房”。

北京未来科创建筑有限公司项目总监侯郁介绍，这栋大楼采用被动式节能技术，搭载了具有极佳热工性能的超级“表皮”，就像给建筑本体穿上了一件非常保温的“外衣”。夏天，这层“外衣”阻挡外部热量进入室内；冬季，又不会让室内热量往外散失，所以大幅降低了建筑对能源的需求和依赖。“整个围护结构的热工性能比常规建筑外墙提升了30%以上，有效实现对建筑能耗的‘节流’。”侯郁说。

北京日报客户端记者站在楼内的玻璃处近距离观察，发现玻璃有些不一样。“这栋楼玻璃的内侧是含有真空层的三玻两腔玻璃，且真空层的厚度只有0.2至0.3毫米，可以完全阻隔热传导与对流，兼具优异的保温性能和隔音效果。”侯郁解释道。

透过玻璃往外望，会发现每一层都有上下两条遮阳板，“这是建筑围护搭载的遮阳翼，上面装有光伏板。”侯郁手指着外墙说，建筑物的立面和屋面都安装了光伏板，可以利用太阳能进行发电。整栋建筑光伏的装机总量达到520千瓦，每年可以发电约62.5万度，占大楼全年用电总量的18.6%。

今年10月，整栋建筑正式交付使用，今冬将迎来第一个供暖季。这栋大楼的供暖，全都依赖于可再生能源，通过地源热泵和空气源热泵耦合并用的方式，提高能源转化和利用效率，实现高效供暖。

在大楼的能源中心，有两组地源热泵机组，搭配地下199口、150米深的封闭换热井。“地源热泵就是通过电能驱动，提取土壤热量进行供暖。”暖通设计负责人刘诺解释，到达一定深度后，土壤温度一年四季相对恒定，冬季土壤温度明显要比空气中的温度高，夏季则反过来，所以冬季时可以提取土壤里的热量供热，到了夏季则可以提取土壤里的冷量来制冷。

刘诺表示，整栋大楼的供热以地源热泵为主，剩下的则由空气源热泵调峰互补。“土壤温度一旦出现异常，就会多用空气源热泵来补充供热。”刘诺说，整栋大楼的面积约4万平方米，地源热泵供热占到了三分之二。

侯郁表示，这一建筑每年可节约电费约100万元，年能耗达到国标近零能耗建筑标准。建筑减碳率达58.9%，年指标碳排放强度达到国标近零碳公共建筑标准。

高效利用并回收燃气烧出的热量

地点：次渠光机电一体化产业基地

在次渠光机电一体化产业基地，今冬的供暖方式也发生了变化，一台老旧的燃气供热锅炉焕新颜。通过节能改造，采用水冷预混低氮燃烧和深度余热回收技术，不仅提高了锅炉效率，还降低了氮氧化物排放，实现可回收冷凝水、节省天然气、降低碳和污染物排放的多重效益。

传统燃气锅炉的工作原理，是通过燃烧天然气释放热量，把水加热，实现供暖。具体说来，是将燃气和空气通过一定比例混合后点燃，燃烧的火焰和高温烟气通过包裹在外的水管，将热量传递给管内的水，而烧完的废气则顺着烟道排到室外。烧热的水通过管道送到用户室内暖气片或者地暖处，降温后的冷水会再流回锅炉继续加热，循环不停。

节能改造后的燃气锅炉发生了什么变化？北京炼焦化学厂有限公司安全技术部副经理韩敏介绍，不同于传统的圆筒状的锅炉，新换的锅炉变成了方形结构，整台10吨锅炉由4个2.5吨的独立模块组合而成，炉体采用耐腐蚀不锈钢材质，为一体式冷凝结构，换热效率高。

而最关键的技术变化则发生在内部。韩敏告诉记者，传统的燃气锅炉在燃烧时，火焰温度一般在1300°C以上，燃烧过程中产生的氮氧化物是目前供热行业燃气锅炉主要的空气污染物。“在燃烧部分我们采用水冷预混技术，在方形锅炉的每个面上都布设了细小的水冷管，形成一面面水冷墙，在火苗刚喷出去的时候，实现瞬间对火焰降温，达到超低氮的效果。”韩敏解释，氮氧化物生成的临界温度是1200℃，将燃烧的核心温度降下来，就从根源上大幅减少了氮氧化物生成。这项技术可以实现在运行中将氮氧化物的排放控制在几毫克的水平，远低于国家标准。

还有一项核心技术改造在烟气余热回收部分。锅炉在运行时，燃烧完的废气被经过处理后会直接排出室外，冬天常见的“白烟”，其实就是这部分废气。“排出的烟气温度非常高，里面的热量其实浪费掉了，完全可以回收利用起来。”韩敏说。

深度余热回收技术改造，是通过在锅炉尾部加装电驱热泵，把本来高温状态下的烟气，降低到28°C，“相当于把烟气里的热量保留了下来，让热量再次进入供热管道，这样一来，同样1立方米的天然气烧出来的热量就增加了，大大提高了供热效率。”韩敏说，把烟气降温后，排烟中的白雾现象也大幅减少。

经过改造，锅炉的整体热效率最高可达108.9%，相比传统无冷凝技术锅炉93%左右的热效率，可节省约15%的天然气用量。

在即将到来的供暖季，这台锅炉可覆盖20多万平方米的公建供暖面积，服务周边8家写字楼或工厂用户。经测算，通过技术改造，年节能效益预计可达50至70万元，对应年节省天然气约30万立方米，并可同步实现二氧化碳及氮氧化物等污染物的减排。

利用空气和水实现智慧供热

地点：悦年华颐养中心(北京瀛海)

对养老机构来说，冬天最不能出岔子的就是暖气。悦年华颐养中心过去供暖靠燃气锅炉，近两年来，这栋楼换了一个全新的“热力心脏”——空气源热泵耦合水源热泵加蓄能的智慧供热系统。这套系统最大的优势，是不烧一点天然气，只靠空气里和循环水里的热量，就能让全楼的暖气片稳稳热起来。

在室外的空地上，立着三台低温空气源热泵机组，这是整套系统的第一级热源。空气源热泵属于可再生能源设备，原理是通过制冷剂作为介质提取空气中的能量，比如在冬季提取空气中的热量来实现供热。“空气里其实一直存着热量，哪怕室外的温度只有零下十几摄氏度，热泵也能把空气中的低品位热量‘搬’出来，制成四五十摄氏度的低温热水。”北京京能数字科技有限公司生产管理人员王桂柱形容，这就相当于一个“热量搬运工”，把免费的空气能变成了可用的热能。

而在地下一层，是这套系统的能源站。王桂柱介绍，能源站有一台水源热泵机组，这是系统的第二级，相当于一个“温度放大器”，把空气源热泵送来的低温热水再提一次温。机组旁边还有一个容量为20立方米的蓄能耦合罐，不仅能把两侧的热量平衡起来，也可以把多余热量存起来备用。

为何要将空气源和水源结合并用？王桂柱解释，这正是这套系统最特别的地方，“因为养老院里的老式暖气片，需要60°C左右的高温热水才能带得热，如果赶上极寒天气，普通空气源热泵无法实现这个温度，所以需要‘双级耦合’。”也就是说，在极寒天气时，让空气源热泵先制出低温热水，再交给水源热泵二次提温，这样就能保证整个采暖季一天都不降温。

那个巨大的蓄能罐，就好比一个“热量银行”。王桂柱解释，北京冬天昼夜温差大，白天环境温度高、热泵效率高，就多制一些热存进罐里；夜里温度低、制热能力下降，再把白天存的热量释放出来补上。这就是“日间蓄能、夜间释能”，把昼夜温差这个免费的条件充分利用了起来。

84岁的耿奶奶已经在中心住了6年，在她的印象中，这两年屋里的温度更加稳定了，既不觉得凉也不会感到燥热。“我在屋里一般就是秋衣加毛衣，最多外面再披一件坎肩，晚上睡觉也就盖一床薄被子。”耿奶奶说，体感舒适，对老年人来说非常重要。

王桂柱表示，这套智慧供热系统非常智能，它会根据室外气温和室内负荷，自动决定开几台机组、怎么调节运行频率，让供热的温度和压力始终稳定。“人不用守在机器旁边，节能效果还更好。”通过这套系统，一个采暖季能省下15.4万立方米天然气，每年可减少125.76吨二氧化碳排放。

新闻延伸：冬日温暖更加绿色低碳

为深入推进本市应对气候变化工作，推动经济社会发展全面绿色低碳转型，支撑美丽北京建设，2022年开始，北京市生态环境局持续开展先进低碳技术项目、低碳领跑者、气候友好型区域征集评选活动，打造了一批可复制、可推广的绿色低碳发展示范样板，形成品牌效应，取得了良好的环境效益、经济效益和社会效益。

据统计，截至2026年，北京市聚焦先进能源、低碳交通、智慧化管理、循环经济等领域评选出82个先进低碳技术项目，成功破解了成本高、规模化落地难等难点问题。

从近几年先进低碳技术项目评选中不难发现，绿色低碳能源类和余热回收利用类项目不断涌现，丰富了清洁用能的方式。其中，绿色低碳能源类项目以可再生能源开发利用为主要方向，使用地热能、光伏发电、多能耦合等低碳技术，实现集成化应用和多能互补。余热回收类项目涵盖多场景余热回收，提高供热能力和供热效率，实现减污降碳协同。这些园区分布式供热技术应用和探索，作为全市集中式燃气供热的补充，以更加绿色低碳的方式在冬天给人们带来温暖。（北京日报社原创新闻作品）

来源：北京日报客户端

记者：骆倩雯