地源熱泵作為一項新興技術,具有能效比高、可替代常規(guī)能源的特點,同時給建筑物供冷、供熱及生活熱水,并能有效降低建筑物的能耗。
這項技術在世界上從20世紀50年代開始應用,至今已有約60年的歷史。美國、日本和歐洲的地源熱泵市場都在快速發(fā)展。到2009年,美國在其50個州都有應用,建成了超過4.5萬個項目;瑞典地源熱泵每年要安裝約4萬臺設備;日本的小型化、家庭集成化地源熱泵裝置已經(jīng)非常普及。
立足現(xiàn)在,放眼未來
地源熱泵在我國從上世紀90年代末期開始應用于實際工程項目,至今已有十多年的時間。從時間的角度看,地源熱泵技術的應用歷史很短暫,但現(xiàn)實狀況卻表現(xiàn)出不相稱的如火如荼式的發(fā)展。2000年以前,我國地源熱泵研究與應用僅限于初期探索,以小面積試驗性為主。2000 2004年,我國對技術的認識有所提升,研究領域活躍,項目應用開始增加,并向大型單體及小區(qū)建設轉(zhuǎn)移,如2002年設計施工的北京九華山莊土壤源熱泵項目,單體建筑面積達13萬平方米;長春吉糧小區(qū)項目計劃應用土壤源熱泵的總建筑面積達20萬平方米。2005年,隨著國家對可再生能源應用認識的提高以及節(jié)能減排工作力度的加強,相關法規(guī)政策相繼頒布,大力促進了地源熱泵行業(yè)的發(fā)展。近些年來,國內(nèi)有影響力的大型工程不斷涌現(xiàn),如西安都市之門、西安法門寺、湖北省圖書館、遼寧省武警總隊以及天津富水一方住宅區(qū)項目等。
目前,地源熱泵系統(tǒng)應用進入了快速發(fā)展階段,工程數(shù)量已有萬余個,總應用面積超過1億平方米,市場規(guī)模在2009年就突破了百億元大關。從未來的發(fā)展趨勢看,隨著國家對建筑節(jié)能要求的不斷提高以及比傳統(tǒng)常規(guī)冷熱系統(tǒng)節(jié)能顯著的特性,地源熱泵系統(tǒng)項目所占比例還有很大的上升空間。原建設部和財政部早已在2006年8月25日發(fā)出的《關于推進可再生能源在建筑中應用實施意見》中提出目標:到“十一五”末,太陽能、淺層地熱能應用面積占新建筑面積比例為25%以上;到2020年達50%以上。國家近期又出臺了《可再生能源建筑應用城市示范實施方案》,提出具體措施和補助辦法,其中城市補貼為5000萬 8000萬元,農(nóng)村為每平方米60元,這些舉措必將有利于發(fā)揮各方積極性和主動性,全面拉動地源熱泵市場的發(fā)展。如今,國內(nèi)每年竣工項目建筑面積接近20億平方米,未來地源熱泵市場必將大增。
深度了解,拒絕盲目
市場的蛋糕可以做大,但前提是要保持健康有序的發(fā)展。如果做不到,市場就很難取得突破甚至會萎縮。任何技術沒有好壞之分,只有是否合理的區(qū)別。因此,能不能選用地源熱泵,一定要從技術、經(jīng)濟等方面綜合考慮,理性對待,避免盲從。所謂項目的前期“功課”一定要做好,比如需要測試熱物性參數(shù)的必須測,且方法不能錯;該分析計算建筑物功能、負荷情況的必須分析,不能拍腦袋決定;該預測運行情況的也一定要預測,確保安全可靠。
很多人對地源熱泵系統(tǒng)從陌生到熟悉,從害怕到喜歡,直至現(xiàn)在有些狂熱;有些城市地源熱泵從無到有,從理性到盲從,許多項目在沒有對當?shù)刭Y源狀況進行充分評估的條件下盲目上馬,造成系統(tǒng)不節(jié)能甚至運行不正常。有人因此斷言,國內(nèi)早期“拍腦袋上馬”的地源熱泵項目肯定會出問題,有的甚至根本不能運行,這是有道理的。
摒棄孤立,系統(tǒng)對待
任何事物都不能孤立存在,沒有絕對的好,也沒有絕對的差。地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢的確明顯,一方面運行節(jié)能性好,另一方面可替代化石能源減少排放,但能不能把地源熱泵系統(tǒng)做成節(jié)能系統(tǒng),關鍵不僅在于地源熱泵本身的方案,還牽扯到設計、施工和運行的合理性以及與之匹配的系統(tǒng)及末端的適配性。
國內(nèi)有很多地源熱泵項目,機組標識cop(能效比)達到5以上,但測試后發(fā)現(xiàn)其cop只有2.5 3.0甚至更低,說明項目系統(tǒng)實踐的節(jié)能性差。究其原因,筆者認為,一是熱泵系統(tǒng)匹配的其他設備不盡合理,輸配能耗較高;二是選配的末端系統(tǒng)節(jié)能差;三是施工工藝不嚴格,系統(tǒng)達不到設計要求;四是運行方式有問題,沒有按照經(jīng)濟性規(guī)程運行。在末端系統(tǒng)選配方面,如果選用的末端夏季供水溫度可比7℃提高,冬季可比正常采暖溫度低,就可以充分利用低品位能源,機組cop將大大提高。此外,末端應采用新風獨立系統(tǒng)即新風負荷單獨處理,末端設備只承擔室內(nèi)顯熱負荷就可以達到要求,即采用地源熱泵 新風溫濕度獨立調(diào)節(jié) 高效干式末端(毛細管、誘導冷梁、干式盤管),即可有效提高系統(tǒng)的節(jié)能性:如毛細管輻射供冷時,夏季可將供水溫度由7℃提高到16℃;冬季可將供水溫度從50℃以上降到32℃,機組cop則可由5提高到8以上,以實現(xiàn)更好的節(jié)能效果。規(guī)范行業(yè),促控結(jié)合。
現(xiàn)在地源熱泵行業(yè)熱得有些讓人擔心,有人甚至比喻“一個人就敢開公司,兩個人就敢接地源熱泵項目,三個人就敢做系統(tǒng)”。地源熱泵市場之所以如此無序,主要有兩點原因:缺乏相應的資格、資質(zhì)業(yè)績要求;缺乏檢驗、認定的權(quán)威機構(gòu)與標準。
這些問題亟待改進,需要把促進與控制結(jié)合起來,正確處理。在促進方面,我們應做到政策鼓勵,行業(yè)引導;在控制方面,應做到認定資格、標準檢驗。政府管理部門要從稅收、補貼、獎勵等方面鼓勵這類公司和項目,同時,要設立必要的資格條件和檢驗標準,防止隨意性與過熱狀況。筆者認為,尊重科學、深度掌握、認真實施是做好地源熱泵的內(nèi)因;政策支持、行業(yè)規(guī)范、標準控制是做好地源熱泵的外因。內(nèi)因與外因共同作用,才能真正保障地源熱泵市場健康、有序、快速發(fā)展。
(責編:雅麗)