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(dá)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(rèn)定為本世紀(jì)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(dá)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)?!?/span>
比如,鉆鑿一對深2500米的地?zé)峋?,一眼取水,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?,溫度可降低?0攝氏度,再擴(kuò)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(kuò)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(rèn)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_(dá)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(dá)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(jī)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(dá)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(jìn)行間接換熱的熱泵領(lǐng)域?!?/span>
節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢明顯
中國能源研究會地?zé)釋I(yè)委員會主任鄭克棪介紹說,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(jì)可行、普遍適用?! ?
首先,從運行效率的角度講,熱泵機(jī)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(jī)組的COP一般都能達(dá)到3至4。這等于說,熱泵的效率是300%至400%,而空調(diào)機(jī)(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(jì)、簡易得多。據(jù)地?zé)崂脤I(yè)企業(yè)北京市華清集團(tuán)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)峋菢邮艿降赜蚓窒蓿旧鲜瞧毡檫m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(tuán)創(chuàng)建,1999年,公司進(jìn)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(tuán)的工程項目?! ?
華清集團(tuán)的發(fā)展折射出整個地源熱泵的產(chǎn)業(yè)環(huán)境狀況,在鄭克棪的眼里,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(tuán)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(biāo)準(zhǔn)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。