技術(shù)和市場(chǎng)齊抓  推廣與監(jiān)管并重

---武漢市建筑設(shè)計(jì)院副總工程師兼機(jī)電設(shè)計(jì)院院長(zhǎng)陳焰華談地源熱泵行業(yè)發(fā)展之路

  
    近幾年，地源熱泵行業(yè)發(fā)展迅猛。湖北作為中部大省，其地源熱泵的發(fā)展有哪些自身的特點(diǎn)，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)又是怎樣？作為深入一線的專家，武漢建筑設(shè)計(jì)院暖通總工程師陳焰華對(duì)此有很多切身的體會(huì)。近日，本刊記者有幸采訪了陳焰華總工，請(qǐng)他對(duì)行業(yè)的現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題和解決措施進(jìn)行了深入的分析和解答。

    《地源熱泵》：請(qǐng)介紹一下我國(guó)地源熱泵行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，湖北作為中部大省，在地源熱泵應(yīng)用方面有哪些自身特點(diǎn)，這些年來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r如何，今后的發(fā)展方向?qū)⑹窃鯓印?/span>

    陳焰華：在國(guó)家相關(guān)政策扶持和經(jīng)濟(jì)措施激勵(lì)下，我國(guó)地源熱泵行業(yè)發(fā)展和工程應(yīng)用工作推進(jìn)迅速，工程應(yīng)用項(xiàng)目和建設(shè)面積快速增長(zhǎng)，地源熱泵設(shè)備生產(chǎn)廠家、施工企業(yè)和技術(shù)集成商大量涌現(xiàn)，并形成了一批全國(guó)性或區(qū)域性領(lǐng)軍企業(yè)。地源熱泵技術(shù)正在被越來(lái)越多的人們所了解、認(rèn)識(shí)和接受，業(yè)已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能減排和可再生能源利用領(lǐng)域的重要技術(shù)之一。

    作為“千湖之省”的湖北和“百湖之市”的武漢，地處夏熱冬冷氣候區(qū)，氣候特點(diǎn)和資源儲(chǔ)藏都非常適合于發(fā)展地源熱泵技術(shù)，工程應(yīng)用與技術(shù)開(kāi)發(fā)較早，已擁有一大批優(yōu)秀的技術(shù)研發(fā)單位、勘察設(shè)計(jì)單位、工程技術(shù)集成企業(yè)和熱泵設(shè)備、產(chǎn)品生產(chǎn)廠家，具有雄厚的地源熱泵技術(shù)研發(fā)能力、勘察設(shè)計(jì)能力、設(shè)備生產(chǎn)能力以及相當(dāng)?shù)墓こ虘?yīng)用經(jīng)驗(yàn)和一定的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。自2001年湖北省第一個(gè)地源熱泵項(xiàng)目投入運(yùn)行以來(lái)，到目前已有100多座公共建筑和居住建筑采用了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)用的建筑面積已達(dá)350萬(wàn)平方米。從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，各系統(tǒng)總體運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)能環(huán)保效益顯著，積累了寶貴的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，贏得了較好的社會(huì)影響。

    回顧起來(lái)，湖北武漢地區(qū)地源熱泵技術(shù)的發(fā)展和工程應(yīng)用應(yīng)該是較為穩(wěn)健和具有可持續(xù)發(fā)展后勁的，這應(yīng)該歸功于省市政府相關(guān)部門和相關(guān)技術(shù)機(jī)構(gòu)的密切協(xié)作和良性互動(dòng)，一是較早開(kāi)展了地源熱泵技術(shù)的相關(guān)研究工作，二是工程示范項(xiàng)目先行。相關(guān)技術(shù)研究工作為地源熱泵技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用打下了扎實(shí)的工作基礎(chǔ)，減少了工程應(yīng)用中技術(shù)的盲目性和一哄而上的投資沖動(dòng)，也為政府決策提供了科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。工程示范積累了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)和實(shí)際運(yùn)行的寶貴經(jīng)驗(yàn)，工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和技術(shù)的提升有助于切實(shí)解決地源熱泵技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題，也有利于針對(duì)存在的問(wèn)題提出推廣應(yīng)用的管理措施和有效的技術(shù)解決方案。

    湖北武漢近些年來(lái)開(kāi)展的地源熱泵相關(guān)的研究課題有十多項(xiàng)，既有資源評(píng)價(jià)研究和技術(shù)專題研究，也有管理政策措施研究和綜合應(yīng)用研究，在相關(guān)基礎(chǔ)性研究工作的基礎(chǔ)上，武漢市提出了“積極審慎，因地制宜，科學(xué)利用，依法依規(guī)，嚴(yán)格監(jiān)管，穩(wěn)步推進(jìn)”的地源熱泵技術(shù)推廣應(yīng)用原則，并出臺(tái)了相關(guān)的地源熱泵發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃和管理法規(guī)。如以政府令的形式在2006年11月發(fā)布了《武漢市地下水管理辦法》對(duì)包括地下水地源熱泵在內(nèi)的地下水利用實(shí)行嚴(yán)格的申報(bào)和取水許可制度，并依據(jù)地下水資源儲(chǔ)藏和分布狀況劃定可采區(qū)、限采區(qū)、禁采區(qū)，采取總量控制的措施，有效的控制了地下水地源熱泵的科學(xué)合理發(fā)展。

    湖北省先后共有十九個(gè)項(xiàng)目成為財(cái)政部、建設(shè)部可再生能源建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目，湖北省和武漢市還確定了各自的地源熱泵示范工程，這些示范項(xiàng)目和工程的建設(shè)極大地推動(dòng)了地源熱泵技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，并取得了較好的項(xiàng)目實(shí)施和工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。到目前為此，湖北省共有武漢、襄陽(yáng)、宜昌、咸寧、黃岡、天門被批準(zhǔn)為全國(guó)可再生能源建筑應(yīng)用示范城市，鐘祥、鶴峰、宜都、石首被批準(zhǔn)為全國(guó)農(nóng)村地區(qū)可再生能源建筑應(yīng)用示范縣，為地源熱泵技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了新的發(fā)展契機(jī)。

    “十二五”是我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的關(guān)鍵時(shí)期，也是湖北武漢落實(shí)節(jié)能減排政策，實(shí)現(xiàn)能源與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的重要階段。湖北的能源供應(yīng)現(xiàn)狀是“缺煤少油乏氣”，一次能源匱乏，是全國(guó)第四大能源調(diào)入省份，全省能源自給率僅為19%左右。提高可再生能源應(yīng)用比例是加快湖北經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善湖北能源結(jié)構(gòu)的題中應(yīng)有之義。根據(jù)湖北省政府批準(zhǔn)的《湖北省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)事業(yè)“十二五”規(guī)劃綱要》，未來(lái)五年，湖北計(jì)劃推行綠色建筑標(biāo)志，加快建設(shè)綠色建筑試驗(yàn)示范區(qū)，發(fā)展綠色建筑1000萬(wàn)平方米，可再生能源建筑應(yīng)用面積達(dá)到2500萬(wàn)平方米。推進(jìn)太陽(yáng)能光熱、光電及地源熱泵技術(shù)建筑一體化與規(guī)模化應(yīng)用，實(shí)施可再生能源建筑應(yīng)用城市示范和農(nóng)村地區(qū)縣級(jí)示范。

    《地源熱泵》：地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)與普通的空調(diào)系統(tǒng)相比，對(duì)暖通設(shè)計(jì)人員提出了哪些特別的要求。在這個(gè)過(guò)程中，暖通空調(diào)行業(yè)和地質(zhì)勘探行業(yè)應(yīng)該如何配合，怎樣才能最大程度地實(shí)現(xiàn)工作的協(xié)調(diào)有序。

    陳焰華：地源熱泵系統(tǒng)是利用地下一定深度巖土體和地下水溫度相對(duì)穩(wěn)定的特性，通過(guò)埋設(shè)在建筑物周圍的地下管路換熱系統(tǒng)或地下水，采用熱泵原理，通過(guò)少量的高位電能輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移對(duì)建筑物室內(nèi)供暖或制冷的一種節(jié)能、環(huán)保型的可再生能源利用技術(shù)。與普通的空調(diào)系統(tǒng)相比，地下?lián)Q熱環(huán)路的設(shè)計(jì)是保證工程成敗的關(guān)鍵，只有全面掌握了工程項(xiàng)目的水文地質(zhì)情況并且對(duì)地下?lián)Q熱器的換熱特性有充分的了解和研究，才能確保地下?lián)Q熱環(huán)路的設(shè)計(jì)滿足地源熱泵系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定的換熱要求。

    因此對(duì)暖通設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)除了必須與地質(zhì)勘探部門密切合作外，還必須學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)的水文地質(zhì)知識(shí)及學(xué)習(xí)、掌握地源熱泵系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，如：地下?lián)Q熱器的換熱特性、地源熱泵機(jī)組的技術(shù)性能等。

    對(duì)地下水地源熱泵系統(tǒng)來(lái)說(shuō)選擇的原則是：水量充足、水溫適度、水質(zhì)適宜、供水穩(wěn)定，并且不能誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。而要滿足這些原則性的要求就必須委托具有相應(yīng)資質(zhì)的地質(zhì)勘探部門依據(jù)國(guó)家的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行詳細(xì)的水文地質(zhì)勘察、水文地質(zhì)試驗(yàn)、抽水回灌試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與地質(zhì)勘探技術(shù)人員共同商量確定熱源井的設(shè)計(jì)和場(chǎng)地井位布置，并由地質(zhì)勘探部門出具熱源井設(shè)計(jì)圖紙。取水量較大或重要工程還應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估，并應(yīng)按照各地的地下水管理辦法進(jìn)行取水申報(bào)和取得取水許可證。

    地埋管地源熱泵系統(tǒng)同樣需要對(duì)工程場(chǎng)地內(nèi)巖土體地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘察，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目使用要求和空調(diào)負(fù)荷特性提出勘探孔的勘察方案或勘察要求，了解和掌握勘探孔的地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)分層，并委托具有相應(yīng)資質(zhì)的單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)熱響應(yīng)試驗(yàn)，根據(jù)勘察資料和試驗(yàn)數(shù)據(jù)與具有相應(yīng)資質(zhì)及類似工程業(yè)績(jī)的施工單位商量確定施工方案和場(chǎng)地布管方案。為保證地源熱泵系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)進(jìn)行最少一年的地埋管全年動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算，并應(yīng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果通過(guò)采取相應(yīng)的復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)使其夏季排熱量與冬季取熱量大體平衡。工程建設(shè)中各方應(yīng)高度重視地源熱泵系統(tǒng)的技術(shù)復(fù)雜性和交叉施工帶來(lái)的施工難度，應(yīng)由施工方進(jìn)行詳盡的施工組織設(shè)計(jì)，確保施工過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)都能按照規(guī)范得以有效控制。

    只有暖通設(shè)計(jì)人員和地質(zhì)勘探技術(shù)人員的密切配合才能保證地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)科學(xué)合理、完善可靠，只有地源熱泵系統(tǒng)建設(shè)各方的共同努力才能確保工程建設(shè)的總體質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能高效運(yùn)行，使地源熱泵系統(tǒng)節(jié)能、環(huán)保、可再生能源利用的特性得到充分發(fā)揮，產(chǎn)生較大的節(jié)能環(huán)保效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
 
    《地源熱泵》：近幾年來(lái)地源熱泵行業(yè)發(fā)展迅速，你認(rèn)為目前市場(chǎng)的規(guī)范程度如何。從項(xiàng)目立項(xiàng)、勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理，到之后系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)管，是否還需要進(jìn)一步的完善。

    陳焰華：近幾年地源熱泵市場(chǎng)在國(guó)家政策和地方政府支持下，規(guī)模急劇擴(kuò)大，發(fā)展速度很快，大量設(shè)備制造企業(yè)和工程承包商都急速涌入這個(gè)市場(chǎng)，水平和能力參差不齊，使得部分工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量得不到有效保障，大大損害了地源熱泵技術(shù)的聲譽(yù)，影響了地源熱泵市場(chǎng)的良性發(fā)展。這其中很重要的原因是，在快速發(fā)展的市場(chǎng)面前，各方面的技術(shù)準(zhǔn)備和人才儲(chǔ)備都完全不足。從技術(shù)體系方面來(lái)說(shuō)，缺少成套的技術(shù)指導(dǎo)體系，如規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、通用圖集、施工工法等，各地缺少相應(yīng)的技術(shù)支撐能力，相關(guān)從業(yè)人員未能得到系統(tǒng)規(guī)范的技術(shù)培訓(xùn)；從建設(shè)管理方面來(lái)說(shuō)，因?yàn)榈卦礋岜孟到y(tǒng)牽涉到多專業(yè)、多學(xué)科，需要協(xié)同設(shè)計(jì)、交叉施工，目前的建設(shè)管理程序存在管理盲區(qū)，而市場(chǎng)監(jiān)管機(jī)制又不同程度缺失；從市場(chǎng)推廣方面來(lái)說(shuō)，沒(méi)有建立相應(yīng)的市場(chǎng)準(zhǔn)入制度，產(chǎn)品認(rèn)證制度，責(zé)任監(jiān)管和產(chǎn)品淘汰制度，市場(chǎng)規(guī)范程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足可持續(xù)發(fā)展的需要。

    隨著各級(jí)政府的重視、監(jiān)管機(jī)制的建立、技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)的優(yōu)勝劣汰，地源熱泵市場(chǎng)的規(guī)范程度正在大大改善。但地源熱泵技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展畢竟剛剛起步，而且地源熱泵系統(tǒng)是一個(gè)涉及到多專業(yè)、多學(xué)科、跨行業(yè)、跨領(lǐng)域，需要資源評(píng)價(jià)、研發(fā)、勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、運(yùn)行監(jiān)管、系統(tǒng)維護(hù)、能效測(cè)評(píng)等各環(huán)節(jié)密切配合協(xié)同的技術(shù)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，因此要保證地源熱泵市場(chǎng)的真正健康發(fā)展，還需要各方共同努力，任重而道遠(yuǎn)。

    主要應(yīng)加強(qiáng)以下幾方面的工作：

    1、科學(xué)評(píng)估，適度發(fā)展

    應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)氐臏\層地能進(jìn)行全面系統(tǒng)的調(diào)查和資源評(píng)估，查明淺層地能分布特點(diǎn)和賦存條件，估算可利用資源量，劃定開(kāi)發(fā)適宜區(qū)和適宜不同地源熱泵技術(shù)利用方式（地下水、地埋管）的區(qū)域，提出合理的開(kāi)發(fā)利用規(guī)模，并建設(shè)地下溫度場(chǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)。

    2、統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局

    為充分發(fā)揮各種供熱、供冷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮綜合效益，應(yīng)將地源熱泵技術(shù)的發(fā)展納入到各地集中供熱、供冷工程總體規(guī)劃，統(tǒng)一布局，有機(jī)結(jié)合，互相補(bǔ)充。根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展總體規(guī)劃和資源儲(chǔ)藏及資源評(píng)估，制定地源熱泵技術(shù)發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃，并提出地源熱泵技術(shù)發(fā)展的方針和指導(dǎo)意見(jiàn)。

    
    3、嚴(yán)格審批，規(guī)范管理

    嚴(yán)格按照國(guó)家、地方的相關(guān)法律法規(guī)對(duì)地源熱泵項(xiàng)目實(shí)施申報(bào)審批制度，依法辦事、按章管理。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)地源熱泵系統(tǒng)資源評(píng)價(jià)、勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、驗(yàn)收、運(yùn)行監(jiān)管、系統(tǒng)維護(hù)、能效測(cè)評(píng)等各個(gè)環(huán)節(jié)的審查和監(jiān)督管理工作。參與地源熱泵工程的企業(yè)應(yīng)具備相應(yīng)的從業(yè)資質(zhì)，參與地源熱泵工程的從業(yè)人員應(yīng)進(jìn)行全面系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)并持證上崗。

    4、強(qiáng)化質(zhì)量，考核結(jié)果

    政府相關(guān)管理部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地源熱泵應(yīng)用項(xiàng)目的質(zhì)量管理，應(yīng)建立項(xiàng)目評(píng)估機(jī)制，并對(duì)應(yīng)用項(xiàng)目進(jìn)行能效測(cè)評(píng)，以考核的結(jié)果來(lái)強(qiáng)化各實(shí)施環(huán)節(jié)的有效控制。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地源熱泵相關(guān)產(chǎn)品、設(shè)備的質(zhì)量監(jiān)督，強(qiáng)化市場(chǎng)準(zhǔn)入，建立相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品、設(shè)備的認(rèn)證標(biāo)識(shí)體系，加大對(duì)產(chǎn)品、設(shè)備性能的檢測(cè)力度，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

    《地源熱泵》：目前有部分水源熱泵或地源熱泵項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行后并未能達(dá)到預(yù)期的節(jié)能降耗效果，請(qǐng)您分析一下其中的原因以及如何避免出現(xiàn)這樣的問(wèn)題。

    陳焰華：部分水源熱泵或地源熱泵項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行節(jié)能效果不佳的原因涉及多方面因素，除了應(yīng)充分研究建設(shè)項(xiàng)目的使用功能、負(fù)荷特點(diǎn)并與當(dāng)?shù)氐臍夂?、水文地質(zhì)條件相結(jié)合選取合適的地源熱泵系統(tǒng)形式外，還要充分重視建設(shè)項(xiàng)目勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和運(yùn)行管理等各個(gè)相關(guān)環(huán)節(jié)。

    對(duì)于地下水地源熱泵系統(tǒng)，只有具有水量充足、水溫適度、水質(zhì)適宜、供水穩(wěn)定的地下水資源才能夠保證地源熱泵系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定和節(jié)能高效運(yùn)行。因而，首先要確保地下水資源勘察數(shù)據(jù)和水文地質(zhì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確及可靠性，虛假失實(shí)的數(shù)據(jù)只可能導(dǎo)致工程的失??；根據(jù)準(zhǔn)確、可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合工程場(chǎng)地條件及以往工程經(jīng)驗(yàn)科學(xué)確定取水井、回灌井的數(shù)量及井位的合理布局，取水井、回灌井的數(shù)量既要保證實(shí)現(xiàn)100%回灌，又要盡量減少井的數(shù)量，降低工程造價(jià)；取水井、回灌井施工時(shí)必須嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)的施工驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行，施工監(jiān)理必須嚴(yán)格按照規(guī)范和成井工藝監(jiān)管到位，確保成井質(zhì)量，成井工藝不到位，成井質(zhì)量不過(guò)關(guān)是大多數(shù)水源熱泵系統(tǒng)失敗的關(guān)鍵因素；取水井、回灌井使用過(guò)程中，應(yīng)定期進(jìn)行保養(yǎng)和洗井，既可保證取水井、回灌井的正常使用，又能夠提高熱源井的使用壽命；合理選擇水源熱泵系統(tǒng)地下水的利用溫差，在提供滿足水源熱泵機(jī)組高效運(yùn)行的地下水取水量的前提下，盡量選擇較大的地下水利用溫差，減少水輸送系統(tǒng)的能耗；合理選擇水源熱泵系統(tǒng)地下水的利用方式，在地下水水質(zhì)不能保證水源熱泵機(jī)組正常運(yùn)行的情況下，應(yīng)選擇間接式系統(tǒng)。

    對(duì)于地埋管地源熱泵系統(tǒng)，首先應(yīng)在全面掌握地質(zhì)勘察和熱響應(yīng)試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)建筑物使用功能和負(fù)荷特性的預(yù)測(cè)分析，選擇合適的埋管形式和地下?lián)Q熱器布置方案，應(yīng)盡量利用工程場(chǎng)地條件分區(qū)域進(jìn)行地下?lián)Q熱器布置，以有利于地下?lián)Q熱器與巖土體的熱交換，冷熱負(fù)荷相差較大或埋管區(qū)域過(guò)于集中都不利于地下?lián)Q熱器與巖土體的熱交換。其次應(yīng)確保地下?lián)Q熱器的施工質(zhì)量，并有有效的手段來(lái)控制和調(diào)節(jié)地下?lián)Q熱器各區(qū)域的換熱能力，一方面使各區(qū)域地下?lián)Q熱器的換熱能力得到最大程度的發(fā)揮，另一方面在部分負(fù)荷情況下應(yīng)通過(guò)運(yùn)行控制策略的優(yōu)化使地源熱泵系統(tǒng)仍然能夠節(jié)能高效運(yùn)行，很多工程在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中都沒(méi)有制定相應(yīng)的運(yùn)行控制策略，運(yùn)行工況不合理，致使系統(tǒng)運(yùn)行能耗偏高。 “巖土體熱平衡”也是影響地埋管地源熱泵系統(tǒng)節(jié)能高效運(yùn)行的突出問(wèn)題，小型地埋管地源熱泵系統(tǒng)影響相對(duì)較小，但對(duì)大中型地埋管地源熱泵系統(tǒng)來(lái)說(shuō)影響則相對(duì)較大，應(yīng)通過(guò)采取復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)地埋管區(qū)域常年排熱量和吸熱量的基本平衡，否則輕者影響地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行節(jié)能效果，重者會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)完全失效。

    《地源熱泵》：請(qǐng)介紹一下您完成的具有代表性的典型工程。

    陳焰華：這里介紹我們?cè)O(shè)計(jì)的兩個(gè)較好地使地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)特性得到發(fā)揮的典型地源熱泵工程，一個(gè)是采用地下水地源熱泵+水蓄冷蓄熱技術(shù)的武漢正遠(yuǎn)鐵路電氣有限公司研發(fā)中心，一個(gè)是采用地埋管地源熱泵+冰蓄冷+低溫送風(fēng)技術(shù)的湖北省圖書館新館。

    武漢正遠(yuǎn)鐵路電氣有限公司研發(fā)中心建筑面積約為6.9萬(wàn)m2，空調(diào)面積約為5. 6萬(wàn)m2。其中，1號(hào)樓空調(diào)面積為3.6萬(wàn)m2，1～3層為生產(chǎn)車間，空調(diào)面積為2.1萬(wàn)m2；4，5層為酒店，空調(diào)面積為1.5萬(wàn)m2。2號(hào)樓為辦公、餐飲綜合樓，3號(hào)樓為生產(chǎn)車間。該項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)一次設(shè)計(jì)，分兩期實(shí)施，一期為2、3號(hào)樓，空調(diào)面積為2萬(wàn)m2，二期為1號(hào)樓。該項(xiàng)目使用功能較多，既有生產(chǎn)車間、辦公用房，又有酒店、餐飲。

    在認(rèn)真分析本項(xiàng)目使用要求、負(fù)荷特性的基礎(chǔ)上，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和運(yùn)行工況模擬，確定采用水源熱泵+水蓄冷（熱）系統(tǒng)。采用水蓄冷（熱）系統(tǒng)，空調(diào)裝機(jī)容量可以大幅減小(同時(shí)相應(yīng)減少了地下水用量)，同時(shí)可利用分時(shí)電價(jià)優(yōu)惠政策降低運(yùn)行費(fèi)用，并且能充分發(fā)揮水源熱泵機(jī)組既能制冷又能供熱的技術(shù)特性。系統(tǒng)蓄冷量為20900 kWh，蓄冷水池容積為2100 m3；系統(tǒng)蓄熱量為14950 kWh，蓄熱水池容積為900 m3。夏季利用消防水池（450 m3）、蓄冷水池（750 m3）、蓄冷蓄熱水池（900 m3）進(jìn)行蓄冷，蓄冷運(yùn)行溫度為4 ℃/13 ℃，負(fù)荷側(cè)供回水溫度為8 ℃/14 ℃；冬季利用蓄冷蓄熱水池（900 m3）進(jìn)行蓄熱，蓄熱運(yùn)行溫度為60 ℃/45 ℃，負(fù)荷側(cè)供回水溫度為53 ℃/43 ℃。

    該項(xiàng)目一期已建成運(yùn)行一年，夏季運(yùn)行時(shí)，夜間24:00到早晨7:30，開(kāi)啟主機(jī)利用蓄（冷）水池進(jìn)行蓄冷，白天7:45到夜間22:00空調(diào)系統(tǒng)所需要的冷量均由蓄（冷）水池放出，電力平價(jià)和高峰時(shí)段主機(jī)系統(tǒng)完全不需要開(kāi)啟。冬季運(yùn)行時(shí)，情況同夏季基本類似。該系統(tǒng)目前每天空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用為800元左右，約為普通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的1/3。特別需要指出的是，冬季利用水源熱泵系統(tǒng)蓄熱（系統(tǒng)能效比約為2.5-3）其能源利用效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電鍋爐蓄熱系統(tǒng)（考慮電鍋爐熱效率和蓄熱裝置的利用效率，電鍋爐蓄熱系統(tǒng)的能效比約為0.85），更加符合國(guó)家能源利用政策，水源熱泵系統(tǒng)的技術(shù)特性也得到了更加充分有效的發(fā)揮。

    湖北省圖書館新館位于沙湖余家湖村，地下兩層，地上八層，總建筑面積為100523㎡，建筑高度41.4m，設(shè)閱覽坐席6279個(gè)，藏書能力達(dá)到1000萬(wàn)冊(cè)，日均讀者接待能力超過(guò)1萬(wàn)人次。作為湖北省“十一五”期間文化建設(shè)的重點(diǎn)工程，它將建設(shè)成為中西部地區(qū)領(lǐng)先乃至全國(guó)一流的現(xiàn)代化圖書館。

    該項(xiàng)目集中空調(diào)系統(tǒng)采用地埋管地源熱泵+冰蓄冷+低溫送風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合的方式，夏季空調(diào)設(shè)計(jì)日總冷負(fù)荷為7822kW，總熱負(fù)荷為4650kW，采用冰蓄冷系統(tǒng)后，主機(jī)空調(diào)工況總制冷量為5330kW，有效降低了主機(jī)的裝機(jī)容量，減少了地埋管換熱器的埋管數(shù)量，控制了工程造價(jià)。同時(shí)夜間制冰工況運(yùn)行時(shí)開(kāi)啟冷卻塔，既充分利用夜間的低溫冷卻資源，又能夠平衡部分地埋管換熱器冬夏季的吸放熱量，并節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，可有效地保證地源熱泵系統(tǒng)長(zhǎng)年高效運(yùn)行。該項(xiàng)目利用地源熱泵機(jī)組的冷凝熱還進(jìn)行了部分熱回收設(shè)計(jì)，以解決培訓(xùn)中心的生活熱水供應(yīng)。另外，該項(xiàng)目每層面積較大，存在明顯的內(nèi)外區(qū)，采用地源熱泵系統(tǒng)可同時(shí)制熱和制冷，既充分發(fā)揮了地源熱泵的技術(shù)特性，節(jié)能效果明顯，又能有效提高室內(nèi)舒適度。人員密集場(chǎng)所室內(nèi)采用低溫送風(fēng)系統(tǒng)，在節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用的同時(shí)，可有效降低室內(nèi)的相對(duì)濕度，提高熱舒適性，這對(duì)高溫高濕的武漢地區(qū)意義較大；低溫送風(fēng)系統(tǒng)同時(shí)減少了空調(diào)風(fēng)管尺寸，提高了吊頂高度，而空氣處理機(jī)組的風(fēng)量也明顯減少，節(jié)省設(shè)備用房面積，更有利于控制空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的噪聲，為公共圖書館提供更為安靜舒適的閱覽空間。

    通過(guò)以上兩個(gè)典型地源熱泵空調(diào)工程的介紹可以看出，地源熱泵系統(tǒng)既能制熱又能制冷，并且能夠達(dá)到較高的系統(tǒng)運(yùn)行效率，減少了化石能源的使用，降低了對(duì)環(huán)境的影響，在對(duì)當(dāng)?shù)貧夂驐l件和資源儲(chǔ)藏狀況充分了解的情況下，基于對(duì)建設(shè)項(xiàng)目使用功能和負(fù)荷特點(diǎn)的科學(xué)預(yù)測(cè)和分析，選取合適的地源熱泵系統(tǒng)形式，并結(jié)合當(dāng)?shù)啬茉磧r(jià)格進(jìn)行合理的空調(diào)系統(tǒng)配置，是能夠充分有效地發(fā)揮地源熱泵系統(tǒng)的技術(shù)特性，一定會(huì)使其產(chǎn)生較大的節(jié)能、環(huán)保、可再生能源利用綜合效益。

    專家簡(jiǎn)介：陳焰華，男，1963年11月生，1983年畢業(yè)于湖南大學(xué)供熱通風(fēng)與空調(diào)專業(yè)?，F(xiàn)為武漢市建筑設(shè)計(jì)院副總工程師兼機(jī)電設(shè)計(jì)院院長(zhǎng)、中信建筑科學(xué)研究院院長(zhǎng)、教授級(jí)高級(jí)工程師、國(guó)家注冊(cè)公用設(shè)備工程師。中國(guó)制冷學(xué)會(huì)空調(diào)熱泵專業(yè)委員會(huì)委員，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)專家委員會(huì)專家，湖北省制冷學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，湖北省暨武漢市土木建筑學(xué)會(huì)常務(wù)理事，湖北省暨武漢市土木建筑學(xué)會(huì)地源熱泵專業(yè)委員會(huì)主任委員，湖北省暨武漢市土木建筑學(xué)會(huì)暖通空調(diào)專業(yè)委員會(huì)副主任委員。2004年獲武漢市有突出貢獻(xiàn)中青年專家稱號(hào)，2008年享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼，2010年在“首屆中國(guó)地源熱泵行業(yè)評(píng)優(yōu)活動(dòng)”中榮膺“中國(guó)地源熱泵行業(yè)技術(shù)推動(dòng)人物”稱號(hào)。

    多次榮獲部、省級(jí)優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)，科研成果獲全國(guó)綠色建筑創(chuàng)新獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，湖北省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，武漢市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。參編國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)，省市地方標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)。在專業(yè)學(xué)術(shù)刊物和國(guó)家、省級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文三十余篇。編著專著2部，主編3部，參編1部。

 
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