一、什么是地源熱泵

    地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等所含熱能）的既可供熱、又可制冷的高效、節(jié)能、無排放的空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過輸入電能，使地?zé)豳Y源的低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移，達(dá)到供暖的效能；或在夏季降低室溫，把室內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地能中去。由于利用了地?zé)豳Y源，通常消耗1kW的電能，可以得到3.5－5kW以上的熱量或冷量，所以是優(yōu)良的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)。比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量，運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的50～60％ 。地源熱泵最大的特點(diǎn)是環(huán)境效益顯著。沒有任何污染，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣?？晒┡⒖照{(diào)，還可供生活熱水，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)；可應(yīng)用于各類建筑物。此外，機(jī)組使用壽命長，在15年以上；機(jī)組緊湊、節(jié)省空間；維護(hù)費(fèi)用低；自動(dòng)控制程度高，可無人值守。還可集中與分散按需要設(shè)計(jì)，分戶控制。

    二、烏魯木齊地區(qū)采用地源熱泵的必要性和可行    

    烏魯木齊地區(qū)2006年底供暖面積為9000余萬平米，其中已集中供暖5000萬平米，電鍋爐和燃?xì)忮仩t采暖約1000萬平米，尚有分散小鍋爐采暖約3000萬平米。烏魯木齊冬季嚴(yán)重的煙塵污染，主要來自小鍋爐的排放。如果能取代這些小鍋爐的排放，基本可以實(shí)現(xiàn)冬夏同樣的藍(lán)天白云、澄明天氣，同時(shí)可以有效地節(jié)能減排，造福于全市人民并為子孫后代留下大量可貴的煤炭資源。   

    隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，烏魯木齊市區(qū)的范圍正在迅速擴(kuò)展，這些待擴(kuò)展區(qū)域的建筑物一般都遠(yuǎn)離集中供熱的設(shè)施，勢必要興建更多的小鍋爐，增大市區(qū)排放量。凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。如果不早為預(yù)計(jì)，及時(shí)改用地源熱泵，則烏魯木齊環(huán)境治理的速度很難趕上城市擴(kuò)展帶來的壓力，污染面將比現(xiàn)在還要增加，節(jié)能減排將成為一句空話。
   
    據(jù)權(quán)威資料，烏魯木齊使用地源熱泵有著良好的自然條件,對于鉆井式地源熱泵，它要求良好的地下水。烏魯木齊是缺水城市，地下水也很有限，要大量開采地下水是不適當(dāng)?shù)?。但是，地源熱泵只是利用地下水的溫度，而不消耗地下水。這一點(diǎn)應(yīng)在地下水使用政策上給予正確處理。據(jù)勘測資料，烏魯木齊除有些砂土層含有豐富的地下水外，在巖層中還有五個(gè)地下水豐富的區(qū)域：   

    1、雅瑪里克山富水地段。鉆孔揭露地下水埋深46-86米，含水層厚50-80米，滲透性良好，水質(zhì)中性極硬微咸，鉆井較費(fèi)工，目前基本未開采。   

    2、紅山－水磨溝富水地段。地下水埋深11-72米，水層厚40-60多米，并有泉水出露，礦化度較高。專家們主張，合理開采這里的地下水后，可能激發(fā)部分天然資源，有利于烏魯木齊供水。   

    3、烏魯木齊向斜南翼富水地帶。指烏拉泊和紅雁池一帶，這一帶有的地方泉水較多，水量豐富。已有一定量開采，為補(bǔ)充下游用水，消耗性用水應(yīng)控制，但地源熱泵用水仍應(yīng)放寬。
 
    4、七道灣儲(chǔ)水構(gòu)造。從七道灣到鐵廠溝，長14公里，寬1-2公里，被專家們譽(yù)為“天然的地下水庫”。部分已開采利用。   

    5、西山水源地。指烏庫公路以西，含西山農(nóng)場一帶，含水層厚度約75米，可采資源年3062萬立米。    

    對于埋管式地源熱泵，它要求良好的鉆井地質(zhì)條件。如果地下巖石層過厚過硬，打井的費(fèi)用必然很高。烏魯木齊地處天山山坡的土層只有十多米，但從八鋼至石化，在下游平原有著很厚的土層和砂土層，一般在100-1000米之間。這對地源熱泵在無地下水地區(qū)的80米鉆井要求是極為有利的。以上水土條件的位置大體相當(dāng)于烏魯木齊正在擴(kuò)大的市區(qū)，說明本市改造小鍋爐和新區(qū)使用地源熱泵是完全可行的。

    三、烏魯木齊地區(qū)采用地源熱泵的適用形式   

    地源熱泵技術(shù)有三種形式：鉆井式、埋管式和地表式。經(jīng)調(diào)研，烏魯木齊地區(qū)對這三種形式都可按照當(dāng)?shù)貤l件進(jìn)行選擇。   

    鉆井式：適合地下水充足、水質(zhì)好的地段。由于地源熱泵對地下水只利用，不消耗，不污染，烏魯木齊的許多地下水完全可以滿足這種需求。但必須征得水務(wù)部門的同意和監(jiān)督（供生活熱水仍用自來水）。在烏拉泊以西、河灘兩岸、水磨河流域、米東地區(qū)、西山地區(qū)、安寧渠一帶，均有豐富的地下水可資利用。一般打一口抽水井，一至三、四口回灌井。費(fèi)用較埋管式節(jié)省。水磨溝某單位地處山上，供暖面積4000平米，只打一口抽水井（深180米）和一口回灌井（深140米），全部費(fèi)用（利用室內(nèi)現(xiàn)成的暖氣管道）60-70萬元（含機(jī)器和打井費(fèi)），每平米平均150－200元。阿克蘇地區(qū)由于打井造價(jià)低，費(fèi)用每平米僅60-70元（不包括打井費(fèi)），如加上打井費(fèi)，也不會(huì)超過80-100元。這里的關(guān)鍵是井位的地質(zhì)情況，鉆井費(fèi)用依砂質(zhì)和石質(zhì)不同，每鉆一米100-1000余元不等，差別很大。各家機(jī)器的質(zhì)量相差也很大，也需注意審核。   

    埋管式：適合于無地下水而地表土層厚、打井費(fèi)相對低的地區(qū)。所謂埋管就是打很多鉆孔（按供暖面積1萬平米需100－160個(gè)孔，直徑15-18公分，20-80米深），井內(nèi)埋入U(xiǎn)形管，從地上注水，再抽出來。全部初裝費(fèi)用據(jù)有關(guān)企業(yè)報(bào)價(jià)每平米220-300元。這種方式適合于需要冬季供暖、夏季制冷的商場、賓館、酒店以及別墅等高檔房舍，只要安裝一套地源熱泵，雖然成本大，卻省了安裝鍋爐和中央空調(diào)的兩套費(fèi)用，最后算下來基本相當(dāng)或更少，而以后的運(yùn)行費(fèi)用卻要節(jié)省很多（集中供暖現(xiàn)行價(jià)是每平米22元，而據(jù)一些單位的經(jīng)驗(yàn)，地源熱泵供暖按居民用電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行費(fèi)大約每平米是12元；夏季空調(diào)費(fèi)也較普通中央空調(diào)節(jié)省40%）。   

    地表式：主要是利用地面上的廢水余溫（10ºC以上即可），如各種工業(yè)用水、已處理的污水。把這些水中的余溫進(jìn)一步使用以后，再把它們排放，是又一種更節(jié)能的形式

    四、烏魯木齊地區(qū)地源熱泵應(yīng)用類型舉例分析    

    由于埋管式費(fèi)用較高，先以埋管式為例：
    
    甲、商住大樓,某商住大樓，11層（地下2層），建筑面積24282 m²,外有保溫層，要求供暖、制冷兩用。需安裝地源熱泵機(jī)組3臺(tái)，備用電鍋爐1臺(tái)（機(jī)器的價(jià)格大約每平米60-120元，下同）；需垂直埋設(shè)地下管236眼，管間距離5.6×5.8米，占地766 m²（可利用地下室或樓周圍空地，不影響綠化和道路）；費(fèi)用：每m²220-300元，含全部供暖和制冷空調(diào)，全價(jià)535萬－730萬元；如用鍋爐和安裝中央空調(diào)，按中國建筑科學(xué)研究院空調(diào)研究所的估算每平米300-400元，總造價(jià)約為730-970萬元，節(jié)約200余萬元。   

    乙、商住賓館辦公大樓,某商住賓館辦公大樓，19層，建筑面積21892 m²，外有保溫層，要求供暖、制冷和熱水三用；需安裝地源熱泵機(jī)組4臺(tái)，備用電鍋爐1臺(tái)；需垂直埋設(shè)地下管336眼，占地10900m²；費(fèi)用：每m²220-300元，含全部供暖和制冷空調(diào)，不包括熱水終端設(shè)備，全價(jià)482萬－657萬元；如用鍋爐和安裝中央空調(diào)，造價(jià)約為657-876萬元，節(jié)省157-229萬元。   

    丙、別墅戶式空調(diào)建筑面積260 m²，要求供暖、制冷、熱水三用。需安裝小型戶式熱泵2臺(tái)，電加熱器1臺(tái)；需埋設(shè)地下管（深80米）5眼；采取地板采暖或熱風(fēng)采暖均可；室內(nèi)空調(diào)末端為超薄式臥式暗裝風(fēng)機(jī)盤管；總造價(jià)約在50000元以內(nèi)。   

    以上主要討論埋管式，如果地下水和地質(zhì)條件好，改用鉆井式，把鉆井費(fèi)用降低，則是更合算的。上述第二例中，僅埋管鉆孔費(fèi)即需300萬元，如改成打5口抽水和回灌井，每井10萬元，只需50萬元?？傇靸r(jià)就降為232萬－407萬元。    

    投資回收仍以第二例計(jì)算：地源熱泵供暖期每平米費(fèi)用12元，以當(dāng)前集中供暖每平米22元計(jì)收，可回收投資21萬元；夏季空調(diào)按2個(gè)月計(jì)，每平米5元，可回收10萬元；熱水費(fèi)用粗估回收5萬元，共可回收36萬元，總造價(jià)如為232萬－407萬元，全部回收期6.5－11.5年。

    五、幾點(diǎn)結(jié)論和建議    

    1、地源熱泵技術(shù)已經(jīng)成熟。它在國際上已有90多年歷史，我國研究也已50多年。目前國內(nèi)已有近百家企業(yè)從事生產(chǎn)和安裝。全國有十多個(gè)省府以上城市在運(yùn)行，建設(shè)部于2005年出臺(tái)了《地源熱泵技術(shù)系統(tǒng)工程規(guī)范》，沈陽市2006年在全市推行。我區(qū)阿克蘇市和庫爾勒市也都開始推行。   

    2、烏魯木齊冬季污染特別嚴(yán)重，實(shí)行這項(xiàng)技術(shù)既必要，又可行，是利國利民、功在當(dāng)代、利在千秋的好事，是為廣大市民謀福利的實(shí)事，又完全符合當(dāng)前的國策，人心所向，大勢所趨，應(yīng)下決心在試點(diǎn)后穩(wěn)步推開。   

    3、整治環(huán)境是全民的事情。冬季嚴(yán)重的煙塵污染是全民的大害，因此推行這項(xiàng)技術(shù)就是關(guān)系千家萬戶和每個(gè)市民的切身利益，是環(huán)境整治中的重大行動(dòng)，絕不能看成單純的技術(shù)性工作和只是市場行為。要充分依靠群眾，發(fā)動(dòng)群眾。形成“人民的事情人民干，人民的事情靠人民”的格局。要宣傳“烏魯木齊是我家，整治環(huán)境靠大家”。我們堅(jiān)信，只要大家齊心干，煙塵污染能消散，藍(lán)天白云早實(shí)現(xiàn)。    

    4、政府應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用。雖然是一項(xiàng)好技術(shù)，推行起來又有許多困難，有許多政策問題需要解決。例如，開展更充分的調(diào)查研究，納入城市建設(shè)整體規(guī)劃；在地下水使用和電費(fèi)等方面給予優(yōu)惠；落實(shí)有關(guān)環(huán)境整治的補(bǔ)助和獎(jiǎng)勵(lì)；加強(qiáng)管理等。在人們認(rèn)識(shí)到這項(xiàng)技術(shù)以后，許多企業(yè)就會(huì)蜂擁而來，其中不乏濫竽充數(shù)者，產(chǎn)品質(zhì)量不合格，售后服務(wù)不到位，都可能出現(xiàn)。為此，要有必要的對策。好心不等于能辦好事，要真正為民辦成好事，還需要認(rèn)真謀劃，精細(xì)操作。

    5、多管齊動(dòng)和加強(qiáng)宣傳。進(jìn)行這項(xiàng)工作單靠政府的力量不行，單靠企業(yè)的力量也不行，必須政府、企業(yè)、社團(tuán)、媒體一齊行動(dòng)，互相配合。特別是現(xiàn)在烏魯木齊尚不為人所認(rèn)識(shí)，甚至許多專業(yè)領(lǐng)域的人士也知之不多的情況下，關(guān)鍵是加強(qiáng)宣傳，使人們了解、認(rèn)識(shí)這項(xiàng)技術(shù)，轉(zhuǎn)變觀念便是首要任務(wù)。

                                                                       （責(zé)編：伊娜）