辛華鈺 高英梓 林雅潔

【摘 要】為城市地鐵提供動力的電能轉(zhuǎn)化為牽引列車運動的機械能的同時，會有部分電能轉(zhuǎn)化為廢熱殘留在地鐵隧道內(nèi)，而地鐵隧道溫度需保持在26°C以下，因此需要不斷排出廢熱，現(xiàn)有的傳統(tǒng)冷水機組散熱效率低、投資高，生態(tài)和經(jīng)濟價值較低。為解決此技術(shù)難題，我國首創(chuàng)了“地鐵毛細管供熱技術(shù)”，此技術(shù)將毛細管敷設(shè)在隧道壁面上，收集來自土壤和活塞風(fēng)傳遞到毛細管網(wǎng)周圍壁面的熱量，為地上建筑供熱，實現(xiàn)了廢熱到供熱的轉(zhuǎn)化。在此背景下，在深入研究“地鐵毛細管供熱技術(shù)”后，本文提出了幾點應(yīng)用過程中可能出現(xiàn)的問題并針對性地提出了發(fā)展對策，以期為此技術(shù)的完善與進一步建設(shè)提供新方法與新思路。

【關(guān)鍵詞】地鐵毛細管供熱技術(shù)；問題；對策

一、存在問題

（一）缺少監(jiān)測系統(tǒng)，后期維修難度大

地鐵毛細管在安裝前及安裝時都會進行檢查和測試，但在鋪設(shè)完成后，由于毛細管網(wǎng)鋪設(shè)在地鐵隧道內(nèi)部，因此無法對其進行有效的定期維護。按照毛細管網(wǎng)制作的工藝要求及其材料耐高溫、耐高壓、抗腐蝕的特性[1]，正常情況下其使用壽命可以達到50年而不損壞，但在實際工作過程中，一旦出現(xiàn)毛細管網(wǎng)管道破裂、內(nèi)部堵塞以及滲水等情況，將無法及時被檢測到，也不易進行維修更換。另外，依照現(xiàn)有安裝工藝，地鐵毛細管貼在地鐵隧道壁上安裝，如果施工質(zhì)量出現(xiàn)問題，夾層中留有空氣，將導(dǎo)致其熱阻大大增加，將會在一定程度上影響換熱質(zhì)量。

（二）供熱價格偏高，居民區(qū)鋪設(shè)困難

目前在青島市靈山衛(wèi)站一段鋪設(shè)的地鐵毛細管，計劃將為地上四萬六千平方米的地鐵大廈進行供熱，在地鐵公司內(nèi)部進行供熱情況的測試。而根據(jù)青島市泰能熱電集團的工作人員介紹，在青島市的其余50多個站點鋪設(shè)地鐵毛細管時，如何就近將熱量供給地上建筑的問題有待于進一步的探索和解決。青島市目前集中供暖的價格為每平方米30.4元，在全國橫向比較已經(jīng)十分低廉，地鐵毛細管供熱的價格不太可能低于集中供熱的價格，在問卷調(diào)查中，青島市市民對地鐵毛細管供熱項目的了解偏少，在項目實際推行過程中，以此在居民區(qū)取代現(xiàn)有的集中供暖或仍有困難。

青島市現(xiàn)行的清潔能源補助方法顯示，青島市將會按照現(xiàn)有燃煤供熱企業(yè)政策性運行補助標準對使用此技術(shù)集中供暖的居民給予補助，地鐵毛細管供熱項目是青島重點推廣應(yīng)用的節(jié)能減排科技示范項目，然而，目前為止并沒有專門針對此項目制定相應(yīng)的補貼政策，政府在這一方面的扶持力度仍有待加強。因此，毛細管供熱在向周圍地區(qū)輻射推廣的過程中，將有可能遇到一定的阻力。

（三）工藝限制要求，施工時間較嚴格

由于地鐵內(nèi)有關(guān)地鐵隧道壁與車廂之間的安全距離有嚴格要求，地鐵毛細管必須鋪設(shè)在隧道壁面內(nèi)部，因此就地鐵毛細管鋪設(shè)現(xiàn)有的工藝技術(shù)而言，對已建成的地鐵進行改造和加裝是不能實現(xiàn)的，地鐵毛細管的鋪設(shè)只能安排在地鐵新建的過程中。

青島地鐵與青島睿和新能源公司合作施工的過程中，曾因為交叉施工協(xié)調(diào)問題導(dǎo)致計劃內(nèi)的地鐵2號線泰山路站地鐵段未能及時安裝毛細管，在毛細管鋪設(shè)過程中，鋪設(shè)的相關(guān)技術(shù)單位必須與地鐵方面進行時間和工序上的協(xié)調(diào)，這在一定程度上給毛細管的鋪設(shè)增加了難度。

（四）制冷供熱差異，導(dǎo)致土壤熱失衡

青島市夏季供冷天數(shù)為90天左右，冬季供暖天數(shù)為140天左右，加之青島市冷負荷比熱負荷高[2]，季節(jié)性熱平衡與普通熱平衡不同，地鐵毛細管的制冷與供熱需求差距較大，難以在春秋兩個恢復(fù)期使得熱量達到完全恢復(fù)，供暖系統(tǒng)一旦投入使用，就需要多年連續(xù)提供熱源，這將在一定程度上導(dǎo)致土壤熱失衡，地鐵附近土壤、巖層熱量逐年下降，溫度降低，最終使地鐵供熱的熱品質(zhì)下降。

二、建議對策

（一）加大政策扶植力度

作為青島市重點推廣應(yīng)用的節(jié)能減排科技示范項目，政府應(yīng)在項目的推廣上給予一定的扶持政策，包括前期與地鐵交叉施工的協(xié)調(diào)，以及后期熱源用于居民住宅或是商業(yè)建筑供暖的補貼。

根據(jù)青島市政策，采用可再生能源可獲得政府補貼30元/m2，青島市地鐵站臺建筑面積約1萬平方米，初期建設(shè)投資實際需要384.4萬元，每年供冷和供熱運行費用為63.5萬，為保證熱源能夠以合理價格供給居民及商戶使用，政府應(yīng)當對使用地鐵毛細管供熱的建筑給予清潔能源供暖的補貼，以推動清潔能源供熱在青島市的發(fā)展以及地鐵毛細管供熱項目在全國的推廣。

（二）創(chuàng)新研發(fā)施工工藝

當前地鐵毛細管必須在地鐵建設(shè)過程中與地鐵建設(shè)方協(xié)調(diào)交叉施工，這將給毛細管鋪設(shè)帶來許多限制，并且對于已建成的地鐵，無法增設(shè)地鐵毛細管。創(chuàng)新施工工藝，探索與地鐵施工相互牽制較少的施工方案，以及在已建成地鐵中加設(shè)地鐵毛細管的施工工藝，可以大大增加此項目在全國推廣的價值。

針對目前的供冷供熱期不同以及冷熱負荷不一致導(dǎo)致的土壤熱失衡會在一段時間的運行后導(dǎo)致整個系統(tǒng)的效率降低的問題，可以考慮與土壤蓄能系統(tǒng)集成或是使用太陽能蓄熱進行輔助，這都將在一定程度上改善土壤熱失衡的情況，保證系統(tǒng)更好地運行。

（三）增大宣傳普及力度

目前，青島市地鐵毛細管供熱項目相關(guān)的宣傳和報道較少，在實地走訪和問卷調(diào)查中，本市市民甚至是地鐵內(nèi)部人員多數(shù)也對此項目并不熟悉，這將給項目的進一步推行帶來問題，也削弱了項目的示范作用。在靈山衛(wèi)站建成后，應(yīng)以地上的地鐵大廈供熱作為示范，著力宣傳地鐵毛細管供熱項目一機雙效、變廢為寶的突出優(yōu)點，展示項目在生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、社會效益等方面的優(yōu)越之處，鼓勵更多建筑使用地鐵毛細管項目的熱源進行供熱。

三、結(jié)論

目前，地鐵毛細管供熱技術(shù)正處在從實驗室走向市場的關(guān)鍵節(jié)點階段，勢必會暴露出許多問題，文中所敘述的針對政策性、技術(shù)性、宣傳性等方面的問題就是其中較為突出的幾個問題，但另一方面，我們也應(yīng)當看到其在節(jié)能、減排、清潔、衛(wèi)生等諸多方面的突出表現(xiàn)。隨著我國城市軌道交通的飛速發(fā)展，城市軌道交通建設(shè)里程的連年增多，若相應(yīng)問題得到很好的解決，在不久的將來，其在生態(tài)、經(jīng)濟、社會等諸多方面不可替代的優(yōu)勢將得以很好的展現(xiàn)。

【參考文獻】

[1]任鵬，田碩云，鈄范華.毛細管網(wǎng)供熱制冷應(yīng)用案例分析[J].建設(shè)科技，2008（23）：84-85.

[2]胡松濤，施志鋼，高號.毛細管壁面換熱器用于地鐵隧道的可行性分析[J].暖通空調(diào)，2015，45（07）：14-17.