为奥运村添“绿”

    奥运村再生水热泵冷热源系统工程让奥运村真正实现了制冷、供暖“零”排放、无污染，而且空调效果得到奥运村村民的广泛好评。北京市地勘局地质勘察技术院长达六年的论证、立项、实施，为“绿色奥运、人文奥运、科技奥运”绘上了浓重一笔——

     2008年8月8日，举世瞩目的第29届奥林匹克运动会在北京开幕了。北京迎来了世界各地的八方来客。坐落在北京奥林匹克中心区西北侧的奥运村,则是1.7万多名运动员和体育官员的居住和生活的地方。
    时值夏季，奥运村究竟采用什么样的空调，为运动员们提供舒适的生活环境，同时又达到节能降耗和零排放、无污染的目标呢？
    北京市地质勘察技术院实施的奥运村再生水热泵冷热源系统工程，让41.3万平方米的奥运村实现了中国政府向世界的承诺。
                           为兑现申奥承诺，绿色奥运瞄准地热资源开发利用
     2001年7月13日，北京申奥成功。中国对全世界人民郑重承诺，要把2008年奥运会办成“绿色奥运,科技奥运,人文奥运”。申奥报告中提出，在奥运公园地区使用清洁能源，地热被列为主要开发利用的清洁能源之一。 
    为落实三大理念，兑现申奥承诺，2002年，北京市发改委、北京市国土资源局委托北京市地质勘察技术院对奥运公园地区进行了地热资源勘查，并组织了北京地热国际研讨会。
    北京市地质勘察技术院在奥运公园地区开展了地热资源勘查论证，并成功钻凿了地热勘探井。2004年，经专家论证奥运公园地区的地热资源可以满足奥运村供暖及热水的需求，但奥运会时值夏季，需要较大的冷源，中低温地热水制冷效率较低，必须另外增设制冷系统才能满足奥运期间的制冷需要。 
    为满足奥运期间制冷需求，锁定再生水热泵系统作为冷热源，取代传统空调系统
    有没有更好的冷热源供应方式呢？北京市地质勘察技术院的广大技术人员又开展了新的科技攻关，对奥运村周边可利用的其它清洁能源进行了系统的调查。他们最为拿手的浅层地温能利用－地下水、地埋管地源热泵被提出来，接着又被否定。因为奥运公园地区处于基岩岩溶比较发达的区域，第四系地层薄，打井和地埋管施工可能引起岩溶塌陷，带来地质灾害。事情似乎走到了死胡同，但难不倒执着的北京市地质勘察技术院人。强烈的历史责任激发了他们更大的工作热情，通过更大范围的寻找和与市相关部门的沟通，终于选中了北侧清河污水处理厂的再生水。
    据北京市地质勘察技术院总工程师李文伟介绍，清河污水处理厂每天处理的污水超过40万吨，经过处理后的二级排放水就是再生水。项目赛时最大日用水量为7.5万吨，赛后最大日用水量为6万吨，用水量完全有保障。北京市地质勘察技术院又对这些再生水进行了长期的水温、水量、水质监测和试验。监测结果表明，夏季水温最高达26.5摄氏度，冬季水温最低为12.5摄氏度，与室外大气温度温差达10到20摄氏度，是良好的低温热源，并且能提取可观的能量，是绿色可再生能源。
    不过开发利用再生水，水质是一个难题。北京市地质勘察技术院技术人员对此开展了更加认真细致的工作，和国内外专家组成攻关团队，针对项目需要解决的问题，逐一制订了周密的实验、测试方案，通过搭建试验台对再生水的结垢、腐蚀、堵塞进行机理分析，查清再生水过滤、换热影响效果因素，找到了解决措施。完成了系统设计、设备选型与技术参数确定。《奥运村再生水热能综合利用系统关键技术的研究》项目在2005年还被列为国家科技部、北京市科委列为国家科技攻关计划，得到了支持。
     再生水热能综合利用关键技术终于解决了。2005年11月，奥运村再生水热泵冷热源项目方案通过了北京市发改委组织的专家评审，项目正式启动，由北京市地质勘察技术院参股的北京市天银地热开发有限责任公司成为项目投资、建设、运营的主体。
    揭开再生水热泵系统供冷、供热的秘密，奥运村内实现了“零”污染、“零”排放
    再生水能神奇制冷制热？李文伟娓娓道来。
    奥运村再生水热泵冷热源系统主要由再生水取水、退水管线、换热站、中心机房、奥运村末端散热器四个部分组成。
    系统的心脏是热泵机组，热泵机组内循环着一种制冷工质R134a。R134a是氟利昂家族的一员，它不破坏大气臭氧层，是一种环保的工质。夏季制冷时，设置在各个房间内的风机盘管吹出徐徐凉风，把房间热量通过冷冻水循环（5度供水、12度回水）带入热泵机组蒸发器，在蒸发器内R134a吸收冷冻水中热量，由液态变成气态，压缩机作功，将气态R134a从蒸发器中抽出，压缩成高温高压气体进入冷凝器，在冷凝器内由气体变为液体，释放吸收的热量到来自换热站的干净封闭的循环水中（29度供水、39度回水），再生水经过换热站提升泵的提升进入自清洗过滤器，过滤后进入换热器，在换热器内与来自奥运村中心机房的干净封闭的循环水进行换热，最终将热量排入再生水中，再生水的温度有26摄氏度最高升到35摄氏度。不改变水质、不消耗水量的再生水最后仍排入清河。这样再生水替代冷却塔散热，奥运村没有冷却塔、没有了冷却塔的噪音、水雾污染，悄无声息的实现了制冷，为奥运村创造了安静、舒适的环境。
    这就是再生水热泵冷热源系统为奥运村制冷、散热的秘密。 
    2006年4月，奥运村再生水热泵冷热源项目正式开工建设。2007年6月30日，北京勘察技术院按计划完成外管线铺设、机房设备安装等主要工程。
    2007年8月，项目开始系统的制冷调试及试运行。北京市地质勘察技术院和国奥投资发展有限公司两家业主单位组织5家设计、7家施工、4家监理及主要设备供应商等单位，开启风机盘管12000台（约占总数的80%）、热泵机组3台、冷水机组2台，完成系统的制冷调试。2007年9月6日，奥运村再生水冷热源项目为奥运村送来第一股清新的凉风。2007年11月～2008年3月，北京市地质勘察技术院又完成了系统的供暖调试及满足奥运村冬季施工的低温供暖。
    据北京市地质勘察技术院副院长黄学勤介绍，奥运村再生水热泵冷热源项目建成后，夏季相对于常规制冷方式，可以节约电能20％以上，冬季每年从再生水中提取能量折合标煤约3600吨，折合天然气约270立方米，比燃煤采暖可减排二氧化碳8600吨，二氧化硫48吨、粉尘80吨。而且冬季采暖采用辐射式地板采暖，相对于传统散热器的对流，热效率高，相比之下节能30％。
    奥运村再生水热泵冷热源项目第一次将再生水热泵冷热源系统运用于奥运村建筑中，实现了奥运村内“零”污染、“零”排放，兑现了对国际奥委会及国际社会的承诺，打造了“绿色奥运”的亮点工程。