创新的热路融合了供暖、制冷和防洪功能

丹麦霍恩西尔德热路上的房屋外观普通，但不同寻常的是它们同时配备了从道路结构中提取的供暖和制冷，而这些结构在沥青下也可能积累极端降雨。

现在可以建造道路作为热网的能源，为沿路房屋提供供暖和制冷。同时，道路结构作为地下雨水蓄水池，防止极端降雨带来的洪水。

这种新型道路被称为热路，已经在丹麦赫登斯特德市的一个排屋住宅区建成并投入使用。该项目是Hedensted市政当局与七家公私合作伙伴合作的成果，并得到了丹麦能源技术开发与示范计划（EUDP）的支持。

该项目旨在展示如何在新建开发项目中提升本地可持续性，以结合能源供应和气候适应。

热能公路位于霍恩西尔德的韦斯特高尔德市场，连接着12户人家。供暖和制冷来自道路结构、道路的下水道管道以及路尽头设的三个垂直闭环地热钻孔。热网位于道路下方一侧，连接各户，每户都安装了小型节能地热热泵。

在极端降雨时，大量雨水会储存在道路结构中。该结构采用稳定排水材料建造，尺寸设计可容纳相当于当前100年一遇或更长时间的降雨量。

被蓄水的雨水随后可以以可控量排放到主下水道系统，从而减轻公共排水基础设施的压力。

地面供暖和制冷

居民们自2024年起开始入住这些房屋，热力公路已经展现出令人期待的效果。初步测量显示，地热热泵运行所需的电力消耗非常低。

地质学家兼项目经理、VIA大学学院副教授Søren Erbs Poulsen博士表示：“我们在系统优化之前，COP值就已经超过4.0。这意味着其用电量比空气对水热泵低了30%以上。”

当冷却功能启动时，房屋地板可以在夏季保持凉爽。制冷所需的电量预计约为传统空调的十分之一。冷却是被动的，仅通过热网将地面温度下的水通过地板管道循环实现。

热路热泵输出高
功率 热泵的用电量反映了每千瓦用电产生的千瓦热量。这由热泵的性能系数（COP）表示。根据丹麦能源署的技术目录，空气对水热泵的平均COP为3.0，地源热泵为3.2。
2024年10月至12月对Thermo-road的测量显示，地热热泵运行效率高，即使在全面系统优化前，COP值也远高于4.0。测量还显示，由于安装不当，一栋房屋的COP非常低。
地热热泵的最大容量为4千瓦，与118平方米的房屋大小相匹配。热泵不仅能提供供暖，还能提供被动和主动制冷。它们配置为仅提供被动冷却，电耗极低。这是通过泵的内部循环泵按需在每户中运行来实现的。

新建立的热气道初步测量显示大多数热泵COP值远高于4.0，并发现部分热泵设置不当。

在丹麦，制冷需求正在上升

居住在丹麦新建、保温良好的住宅中的居民，越来越需要夏季的舒适降温。奥尔堡大学2015年的一项研究显示，32%的新节能住宅居民每周都会因室内高温感到不适。

丹麦对舒适冷却的未来需求普遍被低估。预测显示，丹麦可能在本世纪中叶面临南欧夏季的气温。最新研究表明，如果全球平均气温从《巴黎协定》的1.5°C目标升至2.0°C，丹麦的降温天数将增加24%。

Søren Erbs Poulsen表示：“热塑网是满足丹麦日益增长的舒适冷却需求的显而易见的解决方案。通过利用浅层地热能，可以同时提供低且灵活的电力消耗的供暖和制冷。这使得未来节能新建道路建设内置热网系统是合乎逻辑的，这些建筑需要舒适冷却。”

他继续说道：“通过热路项目，我们展示了如何在排屋中实现这一目标，同时避免了设立独立雨水流池的必要性。此外，地热热泵的使用消除了空气对水热泵相关的美观和噪音问题。”

热路运行与经济性的新见解

获得EUDP支持的目标之一是产生新知识，帮助降低未来热能道路的成本和复杂性。

Søren Erbs Poulsen解释道：“在Thermo-road项目中，我们故意将供暖和制冷能力放大，因为目前缺乏精确的尺寸测量数据。我们需要更多关于夏季道路结构中能在多大程度上获得降温的知识，因为黑暗沥青会显著升温。我们预计在未来1至2年内通过持续测量来澄清这一点。”

正在建设中的热路

一旦热路性能稳定且可预测，垂直地热钻孔的多余容量应能连接邻近区域的其他住宅。

热路项目是第二代解决方案，基于气候之路（Klimavejen）的经验教训，该项目是赫登斯特德市类似但规模较小的试点项目。热路项目进一步发展了跨越土地边界和为整条道路提供供暖和制冷的专业能力。

项目进行中路重组

热路项目始于2020年。最初的计划是赫登斯特德市政当局将该地区划分为六个独立拥有的房屋地块，并挂牌出售。由于2022年利率上升，土地销售停滞，项目不得不重组。

项目合作伙伴成功找到了本地公司GS Bolig，该公司于2023年从市政当局手中购买了整个区域及所有基础设施，并已建造了12套较小的出租房屋。目前所有单元均为出租。

雨水流域的规则应当修订，纳入热水道路

项目的一个结论是，热路在雨水管理方面具有明显优势。道路结构可以保留大量雨水，从而提高建筑密度。

结论是热路可以大规模应用。原则上，只要地形有稳定的坡度，这类系统没有尺寸限制。
热路还促进了周边地区的气候适应。这条建造的热能公路能在24小时内承受超过70毫米的降雨（极端降雨）。为确保流量均匀，道路结构中的排水管通向一个流量限制器，路面与主雨水管道相连。

修建热能公路比修建传统道路更昂贵。道路结构深度从标准的80厘米增加到130厘米。这增加了挖掘和土壤处理成本。额外费用包括稳定排水材料、用于道路结构中蓄水的膨润土垫，以及额外的协调和咨询服务。

由于热路概念较新，该道路尚未获批为雨水流池。关键问题在于热水路是否能像传统蓄水池一样有效地净化雨水。索伦·埃尔布斯·波尔森说：“奥尔堡大学一项博士研究的初步迹象表明，热路清洁雨水的方式与传统雨水流池一样有效。”如果未来批准允许热能道路取代传统流域，此类项目的经济性将得到改善。

热网的配置

地热能从三个垂直的85米深钻孔中收集，每个井口配有封闭的双管热探针，以及道路结构中约130厘米深的1200米水平地面环路。此外，热网本身还包括约380米的地面环路。另一条100米长的热探针水平穿过中央下水道管下方，深度约250厘米。这从周围土壤中提取热量，而这些热水来自洗澡、洗涤等过程，热水便流向土壤。

横断面显示道路结构基部及道路中心下水道管道下方的地热能提取装置。热网本身（房屋的配电管线和供电管线）未在图中显示。

道路结构通过膨润土膜与周围环境进行水力隔离。底部的thermail水平探针通过雨水收集热能，使结构下部永久饱和，增加能量吸收。

地面环路、下水道下的探针和地热钻孔连接到位于路尾的一个大型歧管室。其直径2.5米是试点项目所需，内置动态阀门、能量计和温度传感器，以收集详细运行数据。在商业规模的解决方案中，可以省略或大幅缩小该腔室并置于地下。

歧管室配备了专用设备，可在试点项目期间收集详细作数据。

热网的供电和回风管线均来自腔室。两根主管道沿着道路一侧延伸。从这里，六根服务管道各供两户人家使用。

夏季制冷时还有一个额外好处：房屋产生的热量会被传递到道路结构和垂直钻孔中，留在那里，并在系统冬季供暖时提升效率。整个系统因此将地面作为季节性热能储存的电池。

项目融资

该项目由合作伙伴和丹麦能源署管理的丹麦能源技术开发与示范计划（EUDP）共同资助。GS Bolig购买这些地块后，接管了Hedensted市政当局的能源基础设施，GS Bolig还拥有租赁房屋内安装的热泵。租户支付热泵消耗的电费，而道路系统的热能则包含在租金中。

主要学习

该项目展示了行业耦合与热供与雨水管理的协同效应，并表明热能道路对电网的负荷较空气对水热泵更小。主要学习内容包括：

• 道路结构中用于提取地热能的环路接收来自淡雨水的热能输入。结构底部持续与水接触，有助于提升能量吸收和整体效率。这种高效的能量收集意味着系统可以拥有比仅在土壤中提取热量的面积更小的热量提取面积。或者，类似面积的热抽取面积带来更高的源温，将提升热泵冬季的效率。

• 模型显示，季节性储热可以通过夏季冷却实现，显著提升冬季的能源供应能力。这减少了对地热源的初始投资和/或提高热泵效率，从而降低了用电量。

• 该项目在道路结构中包含两种新型公用设施系统，并证明了这种组合方案的实际可行性。热路的建设按计划在12周内完成，没有遇到任何意外问题。尽管复杂度增加，项目在实际作上没有遇到障碍，这在很大程度上得益于专业的规划咨询和高质量的施工。

  
  

  
  

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