地铁毛细管供热技术应用现有问题与对策分析

地铁毛细管供热技术应用现有问题与对策分析

作者：辛华钰高英梓林雅洁

来源：《智富时代》2018年第03期

【摘要】为城市地铁提供动力的电能转化为牵引列车运动的机械能的同时，会有部分电能转化为废热残留在地铁隧道内，而地铁隧道温度需保持在26°C以下，因此需要不断排出废热，现有的传统冷水机组散热效率低、投资高，生态和经济价值较低。为解决此技术难题，我国首创了“地铁毛细管供热技术”，此技术将毛细管敷设在隧道壁面上，收集来自土壤和活塞风传递到毛细管网周围壁面的热量，为地上建筑供热，实现了废热到供热的转化。在此背景下，在深入研究“地铁毛细管供热技术”后，本文提出了几点应用过程中可能出现的问题并针对性地提出了发展对策，以期为此技术的完善与进一步建设提供新方法与新思路。

【关键词】地铁毛细管供热技术；问题；对策

一、存在问题

（一）缺少监测系统，后期维修难度大

地铁毛细管在安装前及安装时都会进行检查和测试，但在铺设完成后，由于毛细管网铺设在地铁隧道内部，因此无法对其进行有效的定期维护。按照毛细管网制作的工艺要求及其材料耐高温、耐高压、抗腐蚀的特性[1]，正常情况下其使用寿命可以达到50年而不损坏，但在实际工作过程中，一旦出现毛细管网管道破裂、内部堵塞以及渗水等情况，将无法及时被检测到，也不易进行维修更换。另外，依照现有安装工艺，地铁毛细管贴在地铁隧道壁上安装，如果施工质量出现问题，夹层中留有空气，将导致其热阻大大增加，将会在一定程度上影响换热质量。

（二）供热价格偏高，居民区铺设困难

目前在青岛市灵山卫站一段铺设的地铁毛细管，计划将为地上四万六千平方米的地铁大厦进行供热，在地铁公司内部进行供热情况的测试。而根据青岛市泰能热电集团的工作人员介绍，在青岛市的其余50多个站点铺设地铁毛细管时，如何就近将热量供给地上建筑的问题有待于进一步的探索和解决。青岛市目前集中供暖的价格为每平方米30.4元，在全国横向比较已经十分低廉，地铁毛细管供热的价格不太可能低于集中供热的价格，在问卷调查中，青岛市市民对地铁毛细管供热项目的了解偏少，在项目实际推行过程中，以此在居民区取代现有的集中供暖或仍有困难。

青岛市现行的清洁能源补助方法显示，青岛市将会按照现有燃煤供热企业政策性运行补助标准对使用此技术集中供暖的居民给予补助，地铁毛细管供热项目是青岛重点推广应用的节能减排科技示范项目，然而，目前为止并没有专门针对此项目制定相应的补贴政策，政府在这一方面的扶持力度仍有待加强。因此，毛细管供热在向周围地区辐射推广的过程中，将有可能遇到一定的阻力。

（三）工艺限制要求，施工时间较严格

由于地铁内有关地铁隧道壁与车厢之间的安全距离有严格要求，地铁毛细管必须铺设在隧道壁面内部，因此就地铁毛细管铺设现有的工艺技术而言，对已建成的地铁进行改造和加装是不能实现的，地铁毛细管的铺设只能安排在地铁新建的过程中。

青岛地铁与青岛睿和新能源公司合作施工的过程中，曾因为交叉施工协调问题导致计划内的地铁2号线泰山路站地铁段未能及时安装毛细管，在毛细管铺设过程中，铺设的相关技术单位必须与地铁方面进行时间和工序上的协调，这在一定程度上给毛细管的铺设增加了难度。

（四）制冷供热差异，导致土壤热失衡

青岛市夏季供冷天数为90天左右，冬季供暖天数为140天左右，加之青岛市冷负荷比热负荷高[2]，季节性热平衡与普通热平衡不同，地铁毛细管的制冷与供热需求差距较大，难以在春秋两个恢复期使得热量达到完全恢复，供暖系统一旦投入使用，就需要多年连续提供热源，这将在一定程度上导致土壤热失衡，地铁附近土壤、岩层热量逐年下降，温度降低，最终使地铁供热的热品质下降。

二、建议对策

（一）加大政策扶植力度

作为青岛市重点推广应用的节能减排科技示范项目，政府应在项目的推广上给予一定的扶持政策，包括前期与地铁交叉施工的协调，以及后期热源用于居民住宅或是商业建筑供暖的补贴。

根据青岛市政策，采用可再生能源可获得政府补贴30元/m2，青岛市地铁站台建筑面积约1万平方米，初期建设投资实际需要384.4万元，每年供冷和供热运行费用为63.5万，为保证热源能够以合理价格供给居民及商户使用，政府应当对使用地铁毛细管供热的建筑给予清洁能源供暖的补贴，以推动清洁能源供热在青岛市的发展以及地铁毛细管供热项目在全国的推广。

（二）创新研发施工工艺

当前地铁毛细管必须在地铁建设过程中与地铁建设方协调交叉施工，这将给毛细管铺设带来许多限制，并且对于已建成的地铁，无法增设地铁毛细管。创新施工工艺，探索与地铁施工

相互牵制较少的施工方案，以及在已建成地铁中加设地铁毛细管的施工工艺，可以大大增加此项目在全国推广的价值。

针对目前的供冷供热期不同以及冷热负荷不一致导致的土壤热失衡会在一段时间的运行后导致整个系统的效率降低的问题，可以考虑与土壤蓄能系统集成或是使用太阳能蓄热进行辅助，这都将在一定程度上改善土壤热失衡的情况，保证系统更好地运行。

（三）增大宣传普及力度

目前，青岛市地铁毛细管供热项目相关的宣传和报道较少，在实地走访和问卷调查中，本市市民甚至是地铁内部人员多数也对此项目并不熟悉，这将给项目的进一步推行带来问题，也削弱了项目的示范作用。在灵山卫站建成后，应以地上的地铁大厦供热作为示范，着力宣传地铁毛细管供热项目一机双效、变废为宝的突出优点，展示项目在生态效益、经济效益、社会效益等方面的优越之处，鼓励更多建筑使用地铁毛细管项目的热源进行供热。

三、结论

目前，地铁毛细管供热技术正处在从实验室走向市场的关键节点阶段，势必会暴露出许多问题，文中所叙述的针对政策性、技术性、宣传性等方面的问题就是其中较为突出的几个问题，但另一方面，我们也应当看到其在节能、减排、清洁、卫生等诸多方面的突出表现。随着我国城市轨道交通的飞速发展，城市轨道交通建设里程的连年增多，若相应问题得到很好的解决，在不久的将来，其在生态、经济、社会等诸多方面不可替代的优势将得以很好的展现。

【参考文献】

[1]任鹏，田硕云，钭范华.毛细管网供热制冷应用案例分析[J].建设科技，2008（23）：84-85.

[2]胡松涛，施志钢，高号.毛细管壁面换热器用于地铁隧道的可行性分析[J].暖通空调，2015，45（07）：14-17.