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| 地源熱泵迎來(lái)發(fā)展新契機(jī) |
| （時(shí)間:2014-9-18 10:16:09） |
財(cái)政部與住建部聯(lián)合發(fā)文，對(duì)于地源熱泵應(yīng)用工程提供資金補(bǔ)貼，其中加強(qiáng)熱泵工程后評(píng)估工作，將按節(jié)能效果給予獎(jiǎng)勵(lì)。該辦法受到業(yè)內(nèi)高度關(guān)注。
地源熱泵的順利推廣和應(yīng)用，對(duì)企業(yè)的空調(diào)系統(tǒng)集成創(chuàng)新能力提出了更高的要求。
綠色空調(diào)技術(shù)大有可為
隨著節(jié)能減排的力度進(jìn)一步加大和"綠色建筑"逐漸推廣，地源熱泵在節(jié)能減排中的作用愈發(fā)凸顯。
據(jù)北京市建筑設(shè)計(jì)院徐洪慶博士介紹，城市廢熱主要有三個(gè)來(lái)源：第一就是地下的排水管道中廢棄的熱量，第二是地鐵、大型地下建筑所產(chǎn)生的熱能，第三是傳統(tǒng)發(fā)電廠(chǎng)和汽車(chē)尾氣。熱泵技術(shù)在集中廢熱方面大有可為。
《政府采購(gòu)信息報(bào)》記者了解到，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用地下恒溫層中土壤一年四季溫度穩(wěn)定的特點(diǎn)，冬季把土壤中熱量取出來(lái)，供給室內(nèi)采暖；夏季把室內(nèi)的熱量釋放到地能中去，從而形成一個(gè)年度的冷熱循環(huán)系統(tǒng)。由于地源熱泵系統(tǒng)利用的是地球表面淺層地?zé)豳Y源，沒(méi)有燃燒，沒(méi)有廢棄物，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量，環(huán)境效益顯著。
地源熱泵中央空調(diào)作為一種先進(jìn)、高效、節(jié)能、環(huán)保的空調(diào)系統(tǒng)，是對(duì)可再生地?zé)崮苜Y源的一種運(yùn)用。地源熱泵不僅適用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等公共建筑，也適用于普通民用住宅。在節(jié)能、環(huán)保、可再生、節(jié)省費(fèi)用等方面顯現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)使地源熱泵技術(shù)被稱(chēng)為21世紀(jì)的"綠色空調(diào)技術(shù)"。
應(yīng)用面臨系統(tǒng)集成挑戰(zhàn)
政府對(duì)地源熱泵進(jìn)行財(cái)政補(bǔ)貼，在一定程度上縮小了地源熱泵產(chǎn)品與其他產(chǎn)品的差價(jià)，有利于地源熱泵技術(shù)的推廣。但是能不能讓地源熱泵發(fā)揮實(shí)際的效益，關(guān)鍵不僅在于地源熱泵本身的方案，還牽扯到設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行的合理性。
地源熱泵項(xiàng)目是一個(gè)系統(tǒng)工程，在實(shí)施過(guò)程中通常需要水文地質(zhì)勘察、城市市政管理、地下水環(huán)保部門(mén)、機(jī)械、電力、建筑環(huán)境與設(shè)備等不同部門(mén)的協(xié)調(diào)配合。如果使用污水源熱泵系統(tǒng)，還有可能需要和電廠(chǎng)、市政污水處理廠(chǎng)或其他有中水排放的相關(guān)企業(yè)與主管部門(mén)進(jìn)行交涉。
為了更健康地發(fā)展地源熱泵系統(tǒng)，文件要求相關(guān)政府部門(mén)對(duì)集成商的資質(zhì)進(jìn)行評(píng)定和認(rèn)證，應(yīng)在設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)部門(mén)建立專(zhuān)項(xiàng)資質(zhì)管理制度。
專(zhuān)家表示，地源熱泵系統(tǒng)集成需要足夠的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，企業(yè)要發(fā)展地源熱泵集成系統(tǒng)必須有專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)、施工隊(duì)伍，并且具備專(zhuān)業(yè)的技術(shù)。"目前，熱泵空調(diào)系統(tǒng)已有集成創(chuàng)新成果一個(gè)是單雙級(jí)耦合熱泵系統(tǒng)，另一個(gè)是水環(huán)熱泵系統(tǒng)。"北京制冷學(xué)會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人劉艷玲介紹說(shuō)，這兩個(gè)系統(tǒng)的共同點(diǎn)就是降低熱源損失、平衡熱量、提升熱泵系統(tǒng)的能效比。
應(yīng)用后評(píng)估工作受關(guān)注
對(duì)于地源熱泵的開(kāi)發(fā)和利用，政府給予了政策和資金的大力支持�！犊稍偕茉捶ā贰ⅰ豆�(jié)約能源法》中都對(duì)行業(yè)扶持有所規(guī)定，并有具體給予補(bǔ)助的實(shí)施條例。目前北京、河北、山東、山西等省市對(duì)地源熱泵技術(shù)已有明確的優(yōu)惠政策，天津、廣東、南京、長(zhǎng)沙等省市均設(shè)立了節(jié)能專(zhuān)項(xiàng)資金。
但是，隨著地源熱泵開(kāi)發(fā)和利用程度的深入，資源浪費(fèi)、環(huán)境污染等問(wèn)題也隨之顯現(xiàn)。熱泵工程的后評(píng)估工作成為學(xué)者和行業(yè)專(zhuān)家重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。作為地源熱泵系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的龍頭城市，北京、天津在熱泵工程后評(píng)估工作上已先行一步。
今年年初，北京市17位評(píng)估專(zhuān)家對(duì)北京市127個(gè)地源熱泵項(xiàng)目進(jìn)行后評(píng)估，評(píng)估結(jié)果顯示，北京市地源熱泵項(xiàng)目可以節(jié)能30%，地源熱泵對(duì)水質(zhì)的影響較小，而且對(duì)地質(zhì)環(huán)境基本無(wú)影響。劉艷玲表示:"目前，北京正在編制《北京市評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系》，加強(qiáng)熱泵技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)后評(píng)估工作。"
與北京相對(duì)應(yīng)的，天津?qū)Φ卦礋岜玫暮笤u(píng)估工作也十分重視。天津制冷學(xué)會(huì)空調(diào)熱泵專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員何耀東表示："天津?qū)⒊雠_(tái)獎(jiǎng)勵(lì)措施以及技術(shù)規(guī)范和強(qiáng)化動(dòng)態(tài)監(jiān)管，進(jìn)一步規(guī)范場(chǎng)地勘查和物流參數(shù)的檢測(cè)工作。"
地源熱泵系統(tǒng)能效比待提高
近日有消息稱(chēng)，國(guó)投京唐港3000萬(wàn)噸煤碼頭配套項(xiàng)目--京唐港地源熱泵集中空調(diào)系統(tǒng)工程采用了清潔環(huán)保、低碳的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。據(jù)了解，該項(xiàng)目不僅運(yùn)行費(fèi)用低，而且環(huán)境效益顯著，實(shí)現(xiàn)能源消耗量的降低和和粉塵等的減排。
雖然熱泵機(jī)組產(chǎn)品很節(jié)能，但如果系統(tǒng)做的不好，整體也未必節(jié)能。對(duì)于熱泵系統(tǒng)，能效比達(dá)到3才可與燃煤鍋爐的能效相持平，目前大多數(shù)地源熱泵系統(tǒng)能效比還處于2到3之間，顯然與節(jié)能要求相差甚遠(yuǎn)，因此在能源壓力下，熱泵機(jī)組應(yīng)更加關(guān)注季節(jié)系統(tǒng)能效比的提升。
天津制冷學(xué)會(huì)空調(diào)熱泵專(zhuān)業(yè)委員會(huì)何耀東介紹，熱泵的關(guān)鍵是冬天供熱，因此，可將夏季或者過(guò)度季節(jié)的熱能先收集起來(lái)，并轉(zhuǎn)移到淺層巖土中存儲(chǔ)起來(lái)以備冬天使用，這樣不僅可以提高熱泵的能效比，而且可以提升熱泵系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，達(dá)到合理安全用能的目的。
專(zhuān)家表示，為提升熱泵系統(tǒng)能效比，可以充分發(fā)揮地埋管在夏天的自然供冷潛力，即停止熱泵機(jī)組運(yùn)行，直接通過(guò)地埋管換熱系統(tǒng)將淺層巖土中存儲(chǔ)的冷量送至用戶(hù)。此外，可通過(guò)夏季蓄熱技術(shù)提高冬季土壤的溫度，在冬季用熱時(shí)，土壤的溫度會(huì)相對(duì)提高，這會(huì)使熱泵系統(tǒng)的能效比隨之提高。在設(shè)計(jì)時(shí)，要正確進(jìn)行地埋管換熱系統(tǒng)水環(huán)路的水力計(jì)算，全面解決水力平衡。根據(jù)供暖與供冷負(fù)荷的變化，采用多泵或者變頻技術(shù)。
地源熱泵：投資成本走低市場(chǎng)空間巨大
在發(fā)達(dá)國(guó)家，地源熱泵的市場(chǎng)占有率達(dá)30%-60%。但是在我國(guó)，地源熱泵市場(chǎng)占有率僅8%。令人欣慰的是，自上世紀(jì)90年代地源熱泵走進(jìn)我國(guó)以來(lái)，市場(chǎng)產(chǎn)值從不足數(shù)十萬(wàn)元增加到百億元，截至2013年底，我國(guó)地源熱泵利用面積已經(jīng)超過(guò)了3億平方米，居世界第二。
優(yōu)于電供暖與傳統(tǒng)空調(diào)
地源熱泵主要通過(guò)25攝氏度以下的淺層地?zé)嵊脕?lái)供暖或制冷。通過(guò)壓縮機(jī)，一千瓦時(shí)電可產(chǎn)生3.5倍的熱能。相比現(xiàn)有的同規(guī)模的暖通空調(diào)，地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)運(yùn)行效率要高30%-60%；與電供暖相比，地源熱泵可減少70%以上的污染物排放，真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。
目前，我國(guó)287個(gè)地級(jí)以上城市每年淺層地?zé)崮芸衫觅Y源量相當(dāng)于3.56億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，扣除消耗電量，可節(jié)約相當(dāng)于2.48億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放6.52億噸。預(yù)計(jì)到2015年，我國(guó)利用淺層地?zé)崮芟喈?dāng)于5269萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
使用成本逐步降低
以北京為例，作為推動(dòng)地源熱泵技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)頭羊，北京早在2006年就對(duì)應(yīng)用地源熱泵技術(shù)項(xiàng)目進(jìn)行了財(cái)政補(bǔ)貼，凡選用地源熱泵的項(xiàng)目，可獲得每平方米50元的補(bǔ)助，以此鼓勵(lì)地源熱泵的應(yīng)用和推廣。
目前北京地源熱泵應(yīng)用規(guī)模已接近4000萬(wàn)平方米，地源熱泵在2008年奧運(yùn)會(huì)許多場(chǎng)館和國(guó)家大劇院都有不同程度的應(yīng)用。
山東建筑大學(xué)熱能工程學(xué)院院長(zhǎng)刁乃仁介紹，目前在山東，同時(shí)具備制冷和制熱功能的地源熱泵系統(tǒng)初期投資大約在250元至300元/平方米，去除約50元/平方米的政策補(bǔ)貼，價(jià)格基本與中央空調(diào)系統(tǒng)持平，但地源熱泵系統(tǒng)后期的使用成本更低廉，冬夏兩季的使用成本僅為12元至15元/平方米，而目前山東省僅冬季的集中供熱成本就在25元/平方米左右。
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地源熱泵的起源
"地源熱泵"這個(gè)概念最早于1912年由瑞士的專(zhuān)家提出，而該技術(shù)的提出始于英、美兩國(guó)。
地源一詞是從英文"GROUNDSOURCE"翻譯而來(lái)，漢語(yǔ)的內(nèi)涵則十分廣泛，應(yīng)包括所有地下資源的含義。但在空調(diào)業(yè)內(nèi)，目前僅指地殼表層（小于400米）范圍內(nèi)的低溫?zé)豳Y源，地源熱泵系統(tǒng)的熱源主要來(lái)自太陽(yáng)能，極少能量來(lái)自地球內(nèi)部的地?zé)崮堋?nbsp;
1946年美國(guó)在俄勒岡州的波蘭特市中心區(qū)建成第一個(gè)地源熱泵系統(tǒng)。但是并沒(méi)有受到太大的關(guān)注。
20世紀(jì)50年代，歐洲開(kāi)始了研究地源熱泵的第一次高潮，但由于當(dāng)時(shí)的能源價(jià)格低，這種系統(tǒng)并不經(jīng)濟(jì)，因而未得到推廣。
20世紀(jì)70年代初世界上出現(xiàn)了第一次能源危機(jī)，地源熱泵系統(tǒng)開(kāi)始受到重視，這一時(shí)期，歐洲建立了很多水平埋管式土壤源熱泵，這時(shí)的地源熱泵系統(tǒng)主要用于冬季供暖。歐洲國(guó)家以瑞士、瑞典和奧地利等國(guó)家為代表，大力推廣地源熱泵中央空調(diào)供暖和制冷技術(shù)。政府采取了相應(yīng)的補(bǔ)貼政策和保護(hù)政策，使得地源熱泵生產(chǎn)和使用范圍迅速擴(kuò)大。
上世紀(jì)80年代后期，地源熱泵中央空調(diào)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，地源熱泵中央空調(diào)生產(chǎn)在歐洲呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)，瑞士和瑞典的地源熱泵系統(tǒng)年遞增率超過(guò)10％。
美國(guó)的地源熱泵中央空調(diào)生產(chǎn)和推廣速度很快，技術(shù)產(chǎn)生了飛速的發(fā)展，成為世界上地源熱泵中央空調(diào)生產(chǎn)和使用的頭號(hào)大國(guó)。
從地源熱泵中央空調(diào)在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用情況來(lái)看，北歐國(guó)家的地源熱泵系統(tǒng)主要偏重于冬季采暖，而美國(guó)的地源熱泵系統(tǒng)則注重冬夏聯(lián)供。
由于美國(guó)的氣候條件與中國(guó)很相似，因此研究美國(guó)的地源熱泵應(yīng)用情況，對(duì)我國(guó)地源熱泵的發(fā)展有著借鑒意義。
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