地源热泵的发展(二)

发布时间：2011.01.25

地源热泵系统作为利用可再生资源的高能效系统，其发展备受瞩目。
    全国热泵委主任、中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院院长徐伟认为，用两个词可以概括地源热泵，即“高效”、“替代”。高效，指的是相比现有的同规模的常规能源系统，其能效比较高。所谓替代，是指它可以替代或部分替代常规供热的能源。当然从宏观层面上而言，它仍然是常规能源的补充。
众所周知，地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了４７％的太阳能量，比人类每年利用能量的５００倍还多。
而地源热泵是利用了地表浅层地热资源（通常小于４００米深）作为冷热源，通过地下埋管进行换热，通过输入少量的高品位能源(如电能)，实现低品位热能向高品位热能转移的热泵空调系统。冬季供暖时，把地表中的热量“取”出来，供给室内采暖，同时向地下蓄存冷量，以备夏用；夏季空调时，把室内热量取出来，释放到地表中，向地下蓄存热量，以备冬用。
地能或地表浅层地热资源的温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用４０％左右。
据朗诗置业南京公司赵勇副总经理介绍，南京朗诗国际街区采用地源热泵和新风系统预计能达到８０％节能效果。
同时，地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少４０％以上，与电供暖相比，相当于减少７０％以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。
但是，目前地源热泵的发展速度超出了一个正常的预测，从正面上来说，这是中国节能减排的形势以及中国财政部、住房和城乡建设部对可再生能源实行补贴共同推动的结果。也就是说，主流是发展迅速，呈现向上的态势，可以说，地源热泵已成为绿色建筑的发展趋势。
一、发展地源热泵需要因地制宜
    虽然理论上地源热泵适用范围广泛，但是，目前在地源热泵的选择上存在盲目性，说得技术化一点，就是在地源热泵适应条件的考虑上存在误区。某个地区是否适合使用地源热泵，适合何种类型的地源热泵，适用多大容量的地源热泵作为常规能源的补充和替代，许多工程都没有认真地考虑。这是“根”上的问题。
举例来说，如果某个房地产项目所处的地域和地段根本不具备地源热泵系统所需的资源，但甲方因为种种原因上了地源热泵项目的话，反而成为大的工程隐患。
任何可再生能源的使用必须要考虑当地的气候、地理位置、区域特点，成熟的国外技术一定要结合我国本土的地理特点，只有考虑了本土特色后，地源热泵等技术才能真正在国内得到应用。 
有多少项目在项目评估的时候考虑过冷热平衡？又有多少项目在方案的时候认真考虑了回灌的问题－不是说他们没有“考虑”，而是说他们是否考虑了其实际应用的可行性和比例？ 6 X2 a- m  l& y0 h$ d4 k& A" `&又有多少项目进行过审慎的可行性分析？
    目前，地源热泵之所以没有像空气源热泵那样迅速发展，除了初投资高外，对岩土体的研究要求也非常高。以地埋管地源热泵为例，换热器与岩土体之间的传热是非稳态的、无限大区域内的传热，过程十分复杂，影响因素繁多。从现有文献来看，关于地下换热器的传热机理分析主要集中在理论研究和试应用阶段，岩土体温度场的研究基于热传导原理，对于考虑地下水运动的传热机理与换热机理等研究很少，而国内外文献表明地下水横向渗流对岩土体传热过程有极大的影响.因此，为了了解设置地埋管换热器后对原有地下环境特性的影响，对热传导和地下水运动共同作用下的地埋管换热器传热机理进行研究十分必要。
因此，赵勇认为，开发商不要为了追求利润，盲目大规模地推广地源热泵，首先要开展大量基础性的工作，完善基础性资料，包括资源、地质、气象等方面的资料。朗诗国际街区从考察到项目上马，准备了一年多的时间。
二、发展地源热泵需要政府引导 
　　政府对于行业的调控和引导，应该包括两个方面：经济激励和行业监管。
开发商能投入研究,尽管它可能是炒作,也可能是逼出来的,但是对一种对新技术的积极态度.以及开发商想通过新技术的运用来提升自己的品牌价值,从而获得更多的投资汇报时，,国家如果没有优惠政策和待遇,确实会影响企业的积极性.
２００７年８月，财政部和国家发改委联合印发了《节能技术改造财政奖励资金管理暂行办法》，规定企业每节能１吨标准煤中央财政奖励２００―２５０元。《办法》规定对十大重点节能工程强化节能减排考核审计制度的同时，国家又制定了从税收、信贷到资金补贴等一系列的节能减排激励政策，鼓励节能技术、节能产品的推广，地源热泵技术便是其中之一。
巨大的市场规模和利益驱动，国内外企业蜂拥进入地源热泵这一市场，目前全国从事地源热泵开发的公司已逾百家。盲目上马、一哄而上必然会给地源热泵市场带来许多隐患。
到目前为止，还没有相关政府部门对进入这一领域的企业资质发布相关标准，以至于该领域出现了鱼龙混杂的局面。直接后果就是出现资源浪费和能效偏低等问题，返工、失败的例子很多。
　　为此，有关专家指出，我国在大力发展这种可替代能源时，应尽快在地热地泵技术的检测、认证、施工设计等方面制定标准。同时指出，开发浅层地热能产业，将涉及建设、国土、环保等多个部门，应制定统一的标准体系。
　　另外地源热泵技术在城市级应用过程的潜在风险。随着地源热泵城市级应用项目的大量快速上马，浅层岩土热量不平衡所可能引起的大面积系统崩溃的风险越来越大，而目前尚缺乏有效的管理措施避免这一情况的发生。
所以记者认为，严格的项目审查制度和评价体系,以及有效的监督管理体系能很好的指导地源热泵技术的推广.
徐伟院长也呼吁国家有关部门应做好三方面工作：一是尽快收集现有用于地源热泵的全国水文地质资料，建立基本资料库；二是总结和完善地源热泵的设计方法，建立专业的地源热泵管井设计和施工队伍，适时推出专项设计施工资质管理制度；三是加强政府对地源热泵工程质量的监管，防止一哄而上，使地源热泵在建筑应用中得到健康发展。
三、发展地源热泵需要谨慎周全 
　　盲目必然会带来盲动，地源热泵技术的推广应用是需要谨慎周密的，即使相对成熟的项目也是需要不断的尝试、总结、改进。
首先，前期投入成本大，这是影响地源热泵系统广泛推广的原因之一。
地源热泵系统价格差别主要来自于系统使用的地区不同、建筑围护结构节能水平差别、项目类别和功能差别。根据现有实际工程测算，如采用地下水式地源热泵系统，系统初投资约为２５０―４２０元/平米，其中冷热源部分投资约１５０－２２０元/平米；如采取土壤源地源热泵系统，初投资约为３００－４８０元/平米，其中冷热源部分投资约为２００－２７０元/平米。若和目前常规单一供暖方式相比，燃煤锅炉房供暖系统投资约１５０－２００元/平米，燃气分散锅炉房供暖系统投资约１００－１５０元/平米。
    同样以南京朗诗街区为例，地源热泵生产成本约为３００－５００元／平方米。
而且地源热泵系统起静态投资增量回收期约４－１０年不等。所以开放商不会仅仅为了节能效果而放弃考虑整体的经济效益。
    其次，要在做大量基础性工作的同时，解决关键技术问题。
目前，对影响地源热泵系统广泛应用的主要因素（如地下热交换器的传热强度、土壤性质等）的研究还很有限。其中，地源热平衡是保证系统成功持久运行的关键。
如果热平衡受到破坏，将使土壤温度发生改变（不论升高或降低），会严重影响若干年后的可靠使用，因此地源热泵系统的热平衡是能否成功的关键因素。因此我们需要对全年地源热泵系统向土壤的排热量（主要包括夏季的建筑需冷量和热泵机组的耗电量）和全年系统从土壤中的取热量进行计算，来确定符合项目的地源热泵系统。