總建筑面積40多萬平方米的北京用友軟件園。該園將熱泵技術(shù)、變頻技術(shù)、夏季蓄冰、冬季蓄熱技術(shù)和地下土壤的換熱技術(shù)有機合理地結(jié)合為一體。整個系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模之大，綜合性之強，技術(shù)措施之先進在國內(nèi)尚屬首例。
5年前，地溫空調(diào)作為前沿科技，本報曾做過大篇幅報道。在接下來的這5年中，全社會對可再生能源的關(guān)注度不斷升溫，一時間太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電成為科技時尚先鋒，地溫空調(diào)似乎搶不到什么風(fēng)頭。而當(dāng)記者打算重新關(guān)注一下地?zé)崮芾玫臅r候，才知道在北京，地源熱泵空調(diào)不經(jīng)意間已廣泛推廣使用。
最有效的空調(diào)技術(shù)
地源熱泵利用的歷史可以追溯到1912年瑞士的一個專利，而其商業(yè)應(yīng)用卻只有20多年的歷史。雖然歷史不長，但推廣很快，目前，美國、日本、德國、法國、瑞典等許多發(fā)達國家都在廣泛使用地源熱泵技術(shù)。這項技術(shù)被許多空調(diào)專家認定為本世紀最有效的空調(diào)技術(shù)之一。
簡單地說，因為夏季地下溫度低于地上溫度，所以地源熱泵利用的地?zé)峋褪峭ㄟ^地下水(或地埋管)這個媒介來將室內(nèi)的熱量帶走，冬季則相反，從而達到制冷供暖的效果。地源熱泵系統(tǒng)是通過少量的電能輸入來完成這些任務(wù)。
比如，鉆鑿一對深2500米的地?zé)峋谎廴∷?，一眼回灌，出水溫?5攝氏度，出水量50立方米/小時。若直接供暖，地?zé)崴臏囟戎荒芙档偷?5攝氏度，利用溫差20攝氏度，可采暖面積2.3萬平方米。采用熱泵回收地?zé)嵛菜疅崮埽瑴囟瓤山档偷?0攝氏度，再擴大利用溫差25攝氏度，增加采暖面積2.9萬平方米。同樣一對地?zé)峋男軘U大了1.24倍，熱源建設(shè)費由300多元/建筑平方米降低到不到200元/建筑平方米，節(jié)約投資40%。
業(yè)內(nèi)人士認為，近5年我國地?zé)犷I(lǐng)域的迅猛發(fā)展相當(dāng)一部分原因在于地源熱泵技術(shù)在我國地?zé)犷I(lǐng)域的應(yīng)用。截止到2006年底，北京市利用淺層地?zé)崮芄┡├涞慕ㄖ镆堰_到800萬平方米的建筑面積，包括普通住宅、辦公樓、學(xué)校、賓館、商場、醫(yī)院、工廠等，以及奧運場館、奧運村、奧運公園等都用上了地?zé)徇@種清潔能源。今年3月份竣工的用友軟件園中央空調(diào)系統(tǒng)(其供暖空調(diào)面積達16萬平方米)，更是綜合運用了地源熱泵技術(shù)、變頻技術(shù)、夏季蓄冰、冬季蓄熱技術(shù)和地下土壤的換熱技術(shù)有機結(jié)合在一起的復(fù)合式能源系統(tǒng)。
記者從《中國國家知識產(chǎn)權(quán)局2006年度報告》中了解到，地?zé)豳Y源利用領(lǐng)域的專利申請和授權(quán)方面，在近幾年也有相應(yīng)的增幅。2000年至2006年9月，我國有關(guān)地?zé)崂玫陌l(fā)明和實用新型專利申請達616件，年增長率約為68%。從統(tǒng)計數(shù)字上來看，國內(nèi)和國外對于地?zé)岬睦弥饕婕爸苯踊蜷g接利用地?zé)崮艿念I(lǐng)域，而且這些領(lǐng)域中發(fā)展最快的即是利用淺層地?zé)醽磉M行間接換熱的熱泵領(lǐng)域。
節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢明顯
中國能源研究會地?zé)釋I(yè)委員會主任鄭克 介紹說，地?zé)崮艹蔀槭澜缟习l(fā)展最快的可再生能源之一，其原因就在于它的高效率和低污染，而且經(jīng)濟可行、普遍適用。
首先，從運行效率的角度講，熱泵機組的高效率在供暖模式上用運行系數(shù)COP來表示，它是輸出能量與輸入能量(電能)之比，目前熱泵機組的COP一般都能達到3至4。這等于說，熱泵的效率是300%至400%，而空調(diào)機(空氣—空氣熱泵)的效率是200%，電的效率是100%，燃油的效率是90%，燃煤的效率是55%，因此熱泵的效率是最高的。
其次，從環(huán)保的角度講，熱泵作為供熱裝置可以減少全球6%以上的二氧化碳排放量，它是目前市場上可獲得的減少二氧化碳排放量最大的單項技術(shù)之一。雖然熱泵本身不排放二氧化碳，但電廠發(fā)電時的二氧化碳排放有1/3至1/4要算在熱泵的賬上，所以熱泵攤有少量二氧化碳排放，但沒有其他污染產(chǎn)生。
第三，從工程難易程度的角度講，地?zé)釤岜美脺\層地溫的能源只需要鉆50米至100米深的鉆孔，有的地方或許需要200米深，但比起地?zé)峋@1000米至3000米來就經(jīng)濟、簡易得多。據(jù)地?zé)崂脤I(yè)企業(yè)北京市華清集團的技術(shù)人員介紹，北京地區(qū)地表20米以下，常年恒溫在15攝氏度左右，是相當(dāng)理想的熱源(散熱體)。
第四，從可操作性角度講，淺層地溫能的資源條件到處具備，不像地?zé)峋菢邮艿降赜蚓窒?，它基本上是普遍適用于世界各地，哪怕是寒帶也無妨。另外，地源熱泵的換熱部分為地下工程，可分設(shè)于綠地、車場、道路等建筑物周邊任何可利用的空間內(nèi)，不占用土地資源。
地源熱泵生逢其時
1997年，有著地質(zhì)勘探背景的華清集團創(chuàng)建，1999年，公司進入熱泵市場，10年來，公司業(yè)績一年勝過一年，目前國內(nèi)最大的地?zé)釤岜镁C合利用項目————北京北苑家園40萬平方米地源熱泵供暖工程即出自華清之手，在北京，包括奧運公園、奧運村等數(shù)十個熱泵空調(diào)系統(tǒng)都是華清集團的工程項目。
地源熱泵技術(shù)：讓地?zé)崮芾贸蔀榭赡?/span>
華清集團的發(fā)展折射出整個地源熱泵的產(chǎn)業(yè)環(huán)境狀況，在鄭克 的眼里，目前地源熱泵在我國的發(fā)展前景十分廣闊。
依目前的能源供給狀況，節(jié)能是所有實用技術(shù)的最大亮點，地源熱泵技術(shù)恰好具有這一優(yōu)勢。華清集團總工程師李文偉以北京某招待所為例，介紹了地源熱泵的節(jié)能優(yōu)勢。這個招待所的建筑面積是2.5萬平方米，華清為這個相當(dāng)于三星級賓館標準的招待所提供了供暖、制冷和24小時生活熱水的地源熱泵設(shè)計方案，通過幾年的檢測，這個招待所冬季采暖及熱水供應(yīng)的運行費用是13.52元/平方米，夏季的費用是14.82元/平方米，費用主要是電費。
我國有相當(dāng)豐富的淺層地溫能資源，地理位置主要在溫帶，無論淺層地下水或土壤中的溫度，利用100米至200米深度就足夠我們消耗。地處寒帶的挪威，為了利用熱泵，要將取熱的鉆孔鉆到400米深度。另一個例子來自瑞典，瑞典有著豐富的海水資源，水源熱泵空調(diào)近幾年在瑞典得到了空前的發(fā)展，使其地?zé)嶂苯永昧坑?000年的世界排名第10位變成2005年的第2位。
據(jù)鄭克 介紹，我們已經(jīng)掌握了地源熱泵的各項相關(guān)技術(shù)，雖然熱泵中的關(guān)鍵部件高壓壓縮機目前主要依靠進口，但我國已有了國產(chǎn)熱泵工廠，有大、中、小型產(chǎn)品，能設(shè)計安裝，也有了國家標準GB50366—2005。這些都是有利于規(guī)范市場、有利于地源熱泵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)。
來自政府部門的支持對熱泵技術(shù)開拓空調(diào)市場起到積極的作用。據(jù)華清集團相關(guān)人士介紹，這幾年華清的發(fā)展與北京市政府相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策有著非常大的關(guān)系。北京市于去年6月頒布了關(guān)于發(fā)展熱泵市場的指導(dǎo)意見，目的在于鼓勵、引導(dǎo)和規(guī)范熱泵系統(tǒng)的有序發(fā)展。北京市政府對地源熱泵項目還有一定的補貼政策。北京市“十一五”規(guī)劃中，可再生能源占全市能源的比例要由目前的1%提高到4%，如何實現(xiàn)這個目標，鑒于北京市的自然情況，地?zé)崂帽桓鞣郊挠韬裢?/span>
《可再生能源法》已經(jīng)頒布實施一年有余了，相關(guān)鼓勵政策也相繼出臺，地?zé)崮茉吹睦?，既有一定的普適性，也有熱泵等關(guān)聯(lián)技術(shù)的鼎立支撐，更有如北京、天津等市的示范工程。地?zé)崮茉矗档梦覀兤诖?/span>
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