专家建议地源热泵技术应遵循因地制宜原则

   2011-05-04 中国环境报62010

       近年来,国家能源的紧缺和环保要求的提高,对建筑物的采暖空调方式提出了新的要求,是否节能和环保已经成为衡量一个空调系统是否为最佳系统的最重要的依据。于是越来越多的建筑供暖开始告别燃煤污染,选择越来越节能环保的供暖方式,被人们俗称为“地温空调”的地源热泵技术也开始被众多人士认同。


  企业青睐地温空调

 

  我国最大的地热综合利用工程,用友软件园地源热泵冰蓄冷空调系统一期工程正式建成投产。公司有关人士告诉记者,建筑物的冷、暖空调系统是影响园区生态环境的重要因素之一,选择清洁、低耗能源是软件园规划的需求。经过长期调研和慎重选择,用友公司选择北京市华清地热开发有限责任公司设计建设了一套既经济稳定又节能环保的空调系统。


  用友软件园位于中关村永丰产业基地西南端,占地面积45.52公顷,总建筑面积40万平方米。一期总建筑面积18.5万平方米,总采暖空调面积近16万平方米,总热负荷量11139千瓦,总冷负荷量15784千瓦,生活热水加热负荷1722千瓦。


  华清地热公司有关人员告诉记者,此次用友方案中所设计的“地源热泵+冰蓄能”系统,是华清地热公司为用友软件园量身定制的一套集热泵技术、变频技术、夏季蓄冰、冬季蓄热技术和地下土壤的换热技术结合为一体的复合式能源系统。热泵技术与蓄能技术强强联合,既可利用热泵技术同时满足制冷和采暖的特性,又可采用蓄能技术进行电网的削峰填谷。


  值得一提的是,这一项目还设计了完善的地温场监测系统,在埋置土壤换热器区域的地下土壤中布置了测温元件来采集其温度场,测得土壤层内温度受土壤换热器、地下水流动以及土壤层热物性等多种因素影响的变化规律,更好地为土壤换热器及地源热泵系统的进一步研究提供可靠的实验依据。更重要的是,在这样的综合系统中,通过对地温场的监测,随时掌握地下地温场的变化,分析地温场冬夏季排取热量是否平衡的问题,以合理调节各种设备的运行,使系统真正做到安全、可靠、低能耗运行。

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  地源热泵技术有效节能


  有关专家告诉记者,地源热泵系统通过大地,包括土壤、井水、湖泊等天然资源吸收或释放能量,再由热泵机组向建筑物供冷供热,是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的新型空调系统,可广泛应用于商业楼宇、公共建筑、住宅公寓、学校、医院等建筑物。


  中国建筑科学研究院暖通空调所所长徐伟曾为“地温空调”算了一笔“经济账”。


  徐伟介绍说,地源热泵系统维护成本比较低并且环保。地源热泵系统不仅能供暖而且可以提供生活热水,具有多重功能,使用寿命一般在15年以上。根据现有实际工程测算,如采用地下水式地源热泵,系统初投资约为每平方米在300元~400元,其中冷热源部分投资每平方米约220元,与采用国产冷水机组加锅炉式中央空调系统的初投资大致相同或略低。如北京菊儿胡同小区地下水热泵供暖代替燃煤锅炉房供暖,初投资与燃气锅炉房相比每平方米增加约51元,每平方米供暖折标准煤15公斤,与原燃煤锅炉房每平方米供暖能耗25公斤标准煤相比节能40%。


  而在用友软件园,设计人员的经济账则是:正式投产的“地源热泵+冰蓄能”系统每个采暖季可以从地下土壤中的取热量约为1200万千瓦时,折合标煤1500吨,可减排二氧化碳1320吨,二氧化硫、氮氧化合物70吨,粉尘15吨,在环境保护效益方面有着非常显著的效果。


  不仅如此,“相对于常规的用天然气或用电发热系统相比,地源热泵的初期投资较高,但其运行费用能比用天然气或直接用电节省50%。”北京华清公司有关负责人说。


  以北京为例,北京作为一个高能耗城市,有关数字显示,自1990年至2000年10年间,能源总消费量年均增长率为4.4%,能源终端消费量增加率为3.88%,至2008年预计终端能源总消费量还要年均增长1.4%。有关专家认为,地源热泵技术的应用是解决北京市能源问题的方法之一。土壤中蕴藏着丰富的热资源,若这项技术得以充分利用,可为2000万平方米以上的住宅供暖和1000万平方米以上的公共建筑制冷,若辅之建筑节能的措施,其发挥的作用更为可观。有专家称用友软件园此项目的建成,将对北京市今后的地热利用起到示范、促进和推动作用。


  健康有序地推广地源热泵


  据了解,现在已有越来越多的城市开始鼓励使用“地温空调”技术。北京市9个部门联合下发了文件,从2006年7月1日起以现金补助形式鼓励促进“地温空调”的发展,如果建筑物采用地下(表)水源热泵每平方米补助35元,如果采用地源热泵和再生水源热泵每平方米补助50元;沈阳市则要求新建建筑大力采用地源热泵并专门制定了给予资金支持等措施。2007年,沈阳要在全市范围内广泛实施地源热泵技术,应用面积将达到1500万平方米。


  据悉,地源热泵技术在建筑领域的推广,还得到了建设部和财政部的政策支持。两部委联合支持的第一批25个可再生能源建筑示范项目中(包含北京、内蒙古、辽宁、山东、深圳5个地区),采用地源热泵工作原理的多达16个,其中包括正在建设的北京奥运村项目。截至去年底,全国已有3000多万平方米的建筑利用地源热泵系统供暖(冷),而北京作为我国地源热泵技术推广较好的城市,已约有800多万平方米的建筑利用了地源热泵。


  也正是由于看到地源热泵在节能、环保方面的优势,使得目前许多城市都纷纷出台政策推广地源热泵。但是在用友软件园地源热泵冰蓄冷空调系统一期工程投产仪式上,中国建筑科学研究院暖通空调所所长徐伟特别指出,虽然地源热泵有着种种节能优势,但是采用这一技术时仍须谨慎行之,因为并不是所有的城市都适合采用地源热泵,要健康有序、因地制宜地推广地源热泵技术。


  如果对地源热泵使用不当,还可能引发许多副作用。用友软件园有关负责人告诉记者,软件园曾考虑采用以水为热源的地源热泵方式采暖制冷,但后来发现,当地属黏土性质,地下水抽取上来后根本无法回灌,这一方法只好作罢。另外徐伟说,目前由于市场监管不力,导致地源热泵的技术欠缺,也是采用地源热泵时应当谨慎的原因之一。现在全国生产地源热泵的厂家非常多,其中很大一部分厂家缺乏研发能力,看到这一项目赚钱就蜂拥而上,产品质量良莠不齐,施工人员的素质也难以保证,导致一些地方在推广地源热泵时出现了许多问题:如不该用的地方用了、不懂技术的人员在安装、不懂运行的人员在负责运行等。


  中国能源研究会地热专业委员会主任郑克棪也指出,希望规范地源热泵市场。他举例说,德国的地源热泵从1978年就有了,但过了两三年以后,干脆不发展了,就是因为质量没有搞好,大家不认同了,直到最近十年德国才开始走上正轨。他希望我国地源热泵行业不要走这样的弯路。只有把好质量关,才能最终赢得市场的青睐。

 

(责编:zyl)
  

 
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