今天我還是圍繞地源熱泵的一些應(yīng)用，也是結(jié)合我做的一些成果，跟大家做一些交流。首先講一下，從這個(gè)題目來講，首先是低碳建筑，低碳講了很多，我們上海有一個(gè)《新民周刊》寫一個(gè)報(bào)告，講低碳是一個(gè)“傳說”，好象是虛無縹渺的意思，那么低碳建筑、低碳城市是不是一個(gè)“傳說”，我覺得還是一個(gè)比較實(shí)在的，至少我們做的人要把它做到實(shí)在，做到不是傳說。第二個(gè)，就是說我們講熱泵技術(shù)，實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)低碳的重要技術(shù)。第三個(gè)，地源熱泵要考慮它有很多實(shí)際的技術(shù)問題，我覺得現(xiàn)在還是有一些比較概念和混淆的東西，通過我本人一些研究的東西跟大家進(jìn)行一些交流，不光是聽起來很美妙，而是要實(shí)實(shí)在在去做的。

    什么是低碳建筑呢？報(bào)告上、周刊上、雜志上有很多種說法，實(shí)際上我覺得，最主要，低碳的意思就是二氧化碳排放量低，這個(gè)里面牽扯到兩個(gè)過程，一個(gè)是使用過程，也就是能源利用，但是能源利用的低碳，到現(xiàn)在為止，我們建筑節(jié)能也沒有一個(gè)基準(zhǔn)線，例如我們這個(gè)會(huì)場，每平米的基準(zhǔn)能耗應(yīng)該是多少，我估計(jì)誰也講不出來，只能講，相對(duì)地說這個(gè)會(huì)場比較節(jié)能，那個(gè)會(huì)場比較耗能。就是說現(xiàn)在沒有一個(gè)基準(zhǔn)線。第二個(gè)，就是全壽命周期的，剛才我們房地產(chǎn)協(xié)會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)也講過，全壽命周期的低碳，包括土地利用、材料，能源系統(tǒng)的配制，需要建立一種碳排放的清單，但是我們現(xiàn)在的建筑材料實(shí)在是五花八門，但是今后建筑作為一個(gè)產(chǎn)品，我們發(fā)展商蓋了一個(gè)樓，產(chǎn)品就出廠了，我們現(xiàn)在有能效標(biāo)志，將來可能就有碳排放標(biāo)準(zhǔn)，這樣的話，就固定下來。

    我們講建筑節(jié)能和低碳建筑有什么樣的差別和相同呢？首先講，建筑節(jié)能來講，凡是做到建筑節(jié)能的，一定是低碳，但是反過來，有些低碳技術(shù)不一定是節(jié)能的。建筑節(jié)能，目前來講，節(jié)能50%只是一個(gè)前瞻性的，也就是我們少增加多少能耗，是一個(gè)預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)，比如說我們用什么樣的設(shè)備，使它比80年代的建筑節(jié)能50%，可以說它是一個(gè)前瞻性的、預(yù)期量的一個(gè)節(jié)能。但是低碳建筑就是一個(gè)存量的減碳，我們國家提出要在05年的基礎(chǔ)上，降低碳排放20%到25%，因?yàn)?5年我們GDP和單位GDP的碳排放是有數(shù)字的。同時(shí)，低碳也不一定就節(jié)能，我們?nèi)绻岣咭粋€(gè)百分點(diǎn)的負(fù)荷，就是給我們的電廠，我們降低的碳排放非?？捎^，一個(gè)小小的樓，如果是800千萬的能耗的話，一年可以減排2000多噸標(biāo)煤。同時(shí)，比如說像直燃機(jī)，使用能耗也是比較高的，相對(duì)來講，不一定節(jié)能，但是它也可以很大幅度地減碳。所以我們覺得，建筑節(jié)能和低碳建筑這兩者必須要很好地結(jié)合起來。現(xiàn)在我有一點(diǎn)擔(dān)心的，現(xiàn)在大量的建筑用了某一個(gè)技術(shù)就算是節(jié)能，比如說用了地源熱泵就號(hào)稱節(jié)能了，我們現(xiàn)在國家大量地扶持，全國至少有上千萬平米開始做，到底效果怎么樣，我有點(diǎn)擔(dān)心。最后是要怪罪我們這些搞技術(shù)的人，沒有一個(gè)很好的技術(shù)支持，最后可能不節(jié)能，甚至于更多地浪費(fèi)能源，我覺得這一點(diǎn)上，我們有責(zé)任的。這個(gè)就是碳減排的基準(zhǔn)線。

    建筑的碳排放量，一個(gè)是土地利用，一個(gè)是能源利用。我們國家在土地利用上也是非常不合理。特別是前一階段大量地建造低密度住宅，所以我們國家人均的用地面積是133平方米，在上海是124平方米，發(fā)達(dá)國家則只有82.4平方米，別看我們非常擁擠，其實(shí)用地有很多不合理的地方。特別是現(xiàn)在有很多的豪宅，很多豪宅打著低碳豪宅的廣告，豪宅加上一點(diǎn)技術(shù)，比如說加上地源熱泵，是不是就算低碳建筑呢，我看完全不是。我還看過一個(gè)廣告，6升排量的SUV，我不知道它的節(jié)能從何而起。

    下面是建筑碳排放的評(píng)價(jià)，房地產(chǎn)拉動(dòng)了剛才和水泥這些工業(yè)，從壽命周期來講，也是高碳行業(yè)，如果是房價(jià)高的話，相對(duì)碳排放就會(huì)低。在低碳建筑方面，怎么來實(shí)現(xiàn)呢，一個(gè)是要用被動(dòng)式的技術(shù)，比如說自然通風(fēng)，但是在南方和北方有很多的限制，我們國家現(xiàn)在也有一股風(fēng)，完全是學(xué)歐洲的，比如說火車站做了很多大的透明頂棚，這些都不適合中國的氣侯條件，在我們國家并不一定很合適。特別是現(xiàn)在的高溫天氣，你到車站頂棚下面待一待，像烤箱一樣。還有一個(gè)就是建筑標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該比國家的標(biāo)準(zhǔn)還要高，做得更加節(jié)能，這才能實(shí)現(xiàn)。還有一個(gè)，就是要把未利用的能源，特別是低品位的能源，突然和土壤蓄熱的能力，江水、河水、地表水、海水，以前這些未利用的低品位能源的對(duì)位利用。譬如全國的發(fā)電廠總的效率是35%，但是你用了熱泵，可以提到1以上，比如說100噸的燃量，用了熱泵，可以提到120份的冷量和熱量，這種技術(shù)既是技術(shù)節(jié)能，以是一種減碳的技術(shù)。特別是節(jié)能量，要作為一種無碳的替代資源，我們?cè)谝?guī)劃期間，就要把節(jié)能作為一種資源，而不是很大地給建筑進(jìn)行組合，再來搞節(jié)能，這個(gè)時(shí)候就于事無補(bǔ)了。低碳建筑必須是有可測量、可報(bào)告和可核查的碳減排量的指標(biāo)，就是說要有一個(gè)確認(rèn)的節(jié)能量，就是說合同能源管理要建立一個(gè)游戲規(guī)則。還有一個(gè)，低碳建筑必須要滿足基本的健康和熱舒適標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在很多非洲的發(fā)展中國家，碳排放量很低，但是生活標(biāo)準(zhǔn)也很低，那個(gè)不是我們要追求的目標(biāo)，發(fā)展才是我們要追求的目標(biāo)。

    下面講一下“淺層地?zé)崮?rdquo;，像一個(gè)蓄電池一樣，夏天蓄的熱冬天來用，冬天蓄的冷，夏天來用。包括像秸稈，今年把秸稈燒掉，產(chǎn)生了碳排放，明年這個(gè)碳又固化進(jìn)來。從長期的意義上來講，可以講可再生，但是并不是取之不盡、用之不竭的。在技術(shù)上像蓄電池，比如說我們買一個(gè)手機(jī)，有一個(gè)待機(jī)時(shí)間，這個(gè)是在什么前提下，是在你不用的前提下，如果你天天打爆你的手機(jī)，兩三個(gè)小時(shí)就用光了，所以這個(gè)淺層地?zé)峋拖褚粋€(gè)蓄電池，關(guān)鍵是你怎么用。所以，我覺得，應(yīng)該是作為一種蓄電池來看待，而不是一個(gè)真正意義上的可再生能源。比如說煤和石油，能說是可再生能源的嗎，你現(xiàn)在埋一棵樹在地下，過幾百年，也會(huì)變成石油，但是不能講是可再生能源，因?yàn)橛幸粋€(gè)時(shí)間周期的問題。

    同時(shí)，一根地埋管連續(xù)運(yùn)行時(shí)間越長，出水溫度越低。同時(shí)，你是24小時(shí)十小時(shí)使用，還是20小時(shí)使用，這個(gè)都有根大的問題。這個(gè)是只運(yùn)行11個(gè)小時(shí)，連續(xù)走三天，你可以看到地溫是在逐漸地下降，也就是說你連續(xù)使用，有一個(gè)比較大的強(qiáng)度在使用的話，地溫就有變化。因此，我們?cè)诠浪愕卦礋岜米铀岬臅r(shí)候，大家知道，每米60瓦，每米50瓦的都有的，這樣來做是有問題的，就是跟你的使用并沒有結(jié)合起來。在夏季負(fù)荷占優(yōu)的地區(qū)，要綜合考慮土壤的經(jīng)過冬季放熱及過渡季散失之后夏季可供取出的冷量來估算資源量。以南方地區(qū)為例，首先你要以冬季的負(fù)荷為基礎(chǔ)，估計(jì)地源熱泵冬季最大的取得量為多少的，然后確定多少井深，埋多少管，確定你實(shí)際的打井?dāng)?shù)量和埋管數(shù)。反過來，根據(jù)夏季土壤換熱器每米井深散熱量計(jì)算出這些井可承擔(dān)的夏季負(fù)荷量。

    比如說，我們拿一個(gè)實(shí)例來看，比如說我有一個(gè)100千萬的冬季負(fù)荷，按照4個(gè)千瓦井估算得到埋管為25個(gè)埋管，按照5×5的方型矩陣格式進(jìn)行排列管井。你可以看到，我們這個(gè)模擬的結(jié)果，就是冬季運(yùn)行到第90天的時(shí)候，管周圍的溫度已經(jīng)下降得很低了，大概只有13度到13.5度，就是管的周圍，溫度就很低了，通過一個(gè)冬天，把熱量基本上已經(jīng)吸收了。但是你可以看到，在邊界以外的地方，溫度還是在17.5度。

    在冬季運(yùn)行90天以后，土壤的平均溫度下降了2度左右。停機(jī)恢復(fù)90天以后，地溫慢慢恢復(fù)，恢復(fù)到16.6度，然后在停機(jī)90天的時(shí)候，地下土壤的溫度，基本上已經(jīng)趨于一個(gè)平衡了，但是還是要低于周邊的溫度。夏季同樣運(yùn)行90天以后，土壤溫度從16.8度上升到19.5度，到第90天以后，土壤的運(yùn)行分布，管的周邊都達(dá)到了18度和17.5度這樣的范圍，在管的周邊甚至達(dá)到了22度。夏季按照同樣負(fù)荷供冷運(yùn)行后停機(jī)90天，恢復(fù)到18度，周邊這一圈的溫度會(huì)變得偏高。

    這就說明，比較大的管群，反而可以利用土壤溫度恢復(fù)慢，可以提高機(jī)組的運(yùn)行效率，充分利用蓄冷和蓄熱的作用。充分證明了土壤源熱泵技術(shù)本質(zhì)上是一個(gè)冬蓄夏取、夏蓄冬取的季節(jié)性蓄能技術(shù)。

    這個(gè)是在德國的一個(gè)例子，夏天，用了這樣一個(gè)埋地面積，做了像一層土、一層沙、一層排管，做了一個(gè)蓄熱體，利用太陽能給地下蓄熱。冬天，就作為鍋爐的給水進(jìn)行加熱。號(hào)稱是一個(gè)無碳的建筑，完全沒有碳排放。這個(gè)就是我們對(duì)各種能源末端供熱情況下碳排放的比較。我們可以看到，我們的地源熱泵，或者說空氣源熱泵跟我們電的來源有很大的關(guān)系。我們國家，燃煤發(fā)電占了80%左右，因此，總的，電的碳排放量是在0.86公斤的二氧化碳當(dāng)量，一般的情況，按照燃煤發(fā)電按照我們國家發(fā)改委公布的，全國的平均狀況來算的話，10千萬的供熱排放的二氧化碳是2.28公斤，相對(duì)于熱氣鍋爐，我們剛才講了，直燃機(jī)也是這樣情況，不一定節(jié)能，但是可以減碳，現(xiàn)在燃?xì)忮仩t的天然氣使用效率很高，可以達(dá)到90%的能效，比如說像北京的太陽宮電廠，發(fā)電的效率達(dá)到55%是沒有問題的，最近的報(bào)告可以達(dá)到60%，電效率可以達(dá)到60%，在那樣高的效率下，你用電熱泵的優(yōu)勢就非常明顯，會(huì)變到0.82。我們做了很多的熱電聯(lián)產(chǎn)，以熱定電，把熱考慮在你的電上，把你發(fā)的電，例如地源熱泵去提升外面低品位的能源，拉進(jìn)來，這樣的效率是最高的。否則的話，分布式能源或者說熱電聯(lián)產(chǎn)就不一定能夠?qū)崿F(xiàn)。

    這個(gè)是制冷的情況下，同樣，水冷式的離心機(jī)，效率是最高的，當(dāng)然，利用地源熱泵也可以提高它的效率，這個(gè)時(shí)候，地源熱泵用的一般都是螺桿機(jī)，我們下降到4.5算的話，也不是最高的。就是說利用地源熱泵技術(shù)的時(shí)候，要因地制宜，要根據(jù)我們的情況來采用。最后再介紹一下，我們?cè)趨^(qū)域的范圍內(nèi)，利用地源熱泵的系統(tǒng)。

    實(shí)現(xiàn)低碳的話，首先是要降低能源的需求，必須利用區(qū)域尺度負(fù)荷的參差率和系統(tǒng)的同時(shí)使用率，根據(jù)這兩個(gè)率來降低整個(gè)的負(fù)荷。我們也曾經(jīng)研究過，在一個(gè)比較大型的居住區(qū)，負(fù)荷率也只有50%左右，也就是說一般的裝機(jī)量就可以滿足原來建筑的需求。同時(shí)，在一些商務(wù)部里面，最大的也就是0.7左右，完全可以降低機(jī)組的配置量。我們又要使用的就是低品位、溫度比較低的，不可能在一個(gè)城市范圍內(nèi)搞一個(gè)地源熱泵來，也不可能在一家一戶來做，特別是在高密度住宅，特別是高層住宅怎么用，就是要集成來用，就是通過“能源樞紐”來用，既不同于傳統(tǒng)的大能源，一個(gè)發(fā)電廠對(duì)N個(gè)用戶，也不同于傳統(tǒng)的一家一戶，都是是分布式的、集散式的。因?yàn)槲覀儑业慕ㄖ芏?，我們的用地也不合理，所以我們要建高密度的住宅，不可能建低密度的住宅。我們就提?ldquo;能源總線”的方案，這個(gè)是從計(jì)算機(jī)延伸出來的一個(gè)概念，就是把計(jì)算機(jī)各種配件的信息的輸入輸出都是通過總線來實(shí)現(xiàn)的，等于是一個(gè)信息交流的通道。我們所謂的“能源總線”，比如說從地源來的，或者是從地表水源來的，這些集中到一個(gè)管網(wǎng)里，用戶端把總線來的熱源熱媒的水，作為熱泵的熱源或者冷源，換熱以后，水又回到源頭，這樣就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)“能源總線”的概念，這樣的話，能源總監(jiān)的“源”和“匯”可以不止一個(gè)，用戶可以是建筑，可以是建筑物的每一層樓，例如美國紐約在世貿(mào)遺址上重建的“自由”塔大廈，利用拉哈德遜河的水分散到VAN機(jī)組，再分到每一層樓。也可以分到每戶住宅?，F(xiàn)在我們學(xué)校在嘉定校區(qū)也在做VRF機(jī)組的實(shí)驗(yàn)，甚至可以是每間房間，例如一個(gè)酒店。這個(gè)就是“能源總線”的一個(gè)概念圖，這個(gè)是小規(guī)模、分散的，比如說小范圍的這種建筑，我可以集中埋管，每一戶用水泵來抽取。這個(gè)是大規(guī)模的，三極的，一級(jí)的打上來，然后是換泵，樓里面還有泵。這個(gè)是二級(jí)制冷站的一個(gè)系統(tǒng)。

    總結(jié)一下，低碳建筑實(shí)際上就是要實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性節(jié)能和實(shí)質(zhì)性的減排，所以，用熱泵技術(shù)提升低品位能源，來替代我們的礦物能源，這是我們低碳技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。我們現(xiàn)在講的減排，是增量的“少增”，真正的減排，還要在存量基礎(chǔ)上減少，要實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的減碳，必須要有實(shí)質(zhì)性的節(jié)能。同時(shí)，沒有“最好的”技術(shù)，只有一個(gè)最適合的技術(shù)，不管是歐洲的也好，美國的也好，中國其他地區(qū)的也好，必須要適合當(dāng)?shù)氐臍夂顥l件，這個(gè)是最主要的，同時(shí)，我們對(duì)技術(shù)要有多元化的評(píng)價(jià)，不要“非此即彼”“非黑即白”，世界上沒有哪一項(xiàng)技術(shù)一用就能節(jié)能，要有一種辯證的思維。同時(shí)，我們的工程師和專家的責(zé)任就是要揚(yáng)長避短，把技術(shù)的好處發(fā)揮出來，把它的缺點(diǎn)避免掉，取長補(bǔ)短、符合科學(xué)規(guī)律，這就是我們要做的責(zé)任。

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地源熱泵在低碳建筑領(lǐng)域的應(yīng)用前景.rar