能源危機(jī)引起對地源熱泵重視

2011-11-25 中國空調(diào)制冷網(wǎng)38230

在1912年瑞士的一份專利報(bào)告中，出現(xiàn)了"地源熱泵"的概念。后來英、美兩國提出了該項(xiàng)技術(shù)。1946年，美國第一臺地源熱泵系統(tǒng)在俄勒岡州的波蘭特市中心區(qū)安裝成功。但是沒有引起社會廣泛關(guān)注，所以在相關(guān)的技術(shù)和理論上都沒有太大的發(fā)展。

世界第一次能源危機(jī)的出現(xiàn)和環(huán)境的惡化，在對新能源的開發(fā)和利用的背景下，因而地源熱泵節(jié)能的特點(diǎn)受到了廣泛的關(guān)注。這時，北歐國家在政府的大力支持下，科技工作者加大了地源熱泵應(yīng)用研究與開發(fā)力度，1974年起，瑞士、荷蘭和瑞典等國家政府資助的示范工程逐步建立起來，地源熱泵生產(chǎn)技術(shù)逐步完善。70年代后期，瑞典科學(xué)家開始研究地下開放式的循環(huán)采熱系統(tǒng)。但這一時期的技術(shù)相對粗糙，在應(yīng)用上會有很多實(shí)際的困難出現(xiàn)。

上世紀(jì)80年代，美國的地源熱泵生產(chǎn)廠家十分活躍，成立了全國地源熱泵生產(chǎn)商聯(lián)合會，并逐步完善了安裝工程網(wǎng)絡(luò)。歐洲國家以瑞士、瑞典和奧地利等國家為代表，大力推廣地源熱泵供暖和制冷技術(shù)，國家政府采取了相應(yīng)的補(bǔ)貼政策和保護(hù)政策，使得地源熱泵生產(chǎn)和使用范圍迅速擴(kuò)大,這促進(jìn)了地源熱泵技術(shù)的成熟。此期美國的地源熱泵生產(chǎn)和推廣速度很快，技術(shù)產(chǎn)生了飛躍性的發(fā)展，成為世界上地源熱泵生產(chǎn)和使用的頭號大國。

上世紀(jì)90年代以來，歐美國家的科技工作者的聯(lián)系更加密切。1995年的國際地?zé)釋W(xué)術(shù)會上，國際地?zé)峤M織發(fā)表了一篇關(guān)于應(yīng)用土壤源熱泵系統(tǒng)的調(diào)查報(bào)告，其中總結(jié)性地結(jié)論為：

(1)土壤源熱泵系統(tǒng)是世界能源市場的成熟技術(shù)之一，與現(xiàn)存的用電供熱/制冷技術(shù)相比具有穩(wěn)定性能好、可靠性高、花費(fèi)更少的優(yōu)勢；

(2)土壤源熱泵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)上與燃油和燃?xì)忮仩t不相上下；

(3)如果考慮到包括環(huán)境效益、能源保障和長期利用在內(nèi)，土壤源熱泵系統(tǒng)是最好、技術(shù)含量最高的替代產(chǎn)品。

地源熱泵在發(fā)達(dá)國家發(fā)展迅速

瑞士,是世界上應(yīng)用地源熱泵人均比例最高的國家，號稱世界上土壤源熱泵系統(tǒng)密度最大的國家?？倲?shù)達(dá)到20萬臺以上。到1998年，土壤源熱泵系統(tǒng)已經(jīng)占有地源熱泵安裝市場的70%以上。瑞士地源熱泵總裝機(jī)容量的增加從上世紀(jì)70年代末一直延續(xù)至今，呈直線上升趨勢。

奧地利，地源熱泵生產(chǎn)技術(shù)和安裝技術(shù)自成體系。奧地利國土面積平方公里，人口數(shù)量約750萬。據(jù)1995年統(tǒng)計(jì)資料，土壤源熱泵系統(tǒng)占地源熱泵安裝的65%以上。

    美國,地源熱泵系統(tǒng)已經(jīng)安裝了20萬套以上，每年遞增約20%，從2000年開始，每年可安裝5-6萬套地源熱泵系統(tǒng)。美國每年新建獨(dú)立家庭住宅(別墅)一百萬座，其中四分之一采用地板采熱方式。另一方面，美國政府部門通過多年的調(diào)研把地源熱泵列為國家公用計(jì)劃。美國政府已經(jīng)資助了十幾項(xiàng)重大的地源熱泵實(shí)驗(yàn)示范項(xiàng)目，并在全國大范圍鼓勵市政部門和公立學(xué)校、醫(yī)院等率先安裝地源熱泵采暖和制冷系統(tǒng)。


    地源熱泵在中國意義重大

在上海空調(diào)家庭擁有率已達(dá)到平均1臺以上。然而，隨著空調(diào)設(shè)備的日益普及，建筑耗能量勢必將迅猛增加，對大氣環(huán)境的污染也將日趨嚴(yán)重。而且在世界各國京都協(xié)議上，我國的環(huán)境污染問題引起世界各國的極大關(guān)注。

目前我國還是以煤為主要燃料，城市能源結(jié)構(gòu)不合理，太陽能、地?zé)?、風(fēng)能等清潔可再生能源在建筑中利用率還很低。我國現(xiàn)有建筑中95%達(dá)不到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，新增建筑中節(jié)能不達(dá)標(biāo)的仍超過八成，單位建筑面積能耗是發(fā)達(dá)國家的2至3倍，對社會造成了沉重的能源負(fù)擔(dān)和嚴(yán)重的環(huán)境污染，已成為制約我國可持續(xù)發(fā)展的突出問題。

有關(guān)專家預(yù)計(jì)，我國現(xiàn)有建筑總面積400多億平方米，隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，預(yù)計(jì)到2020年將新增建筑面積約300億平方米。如果城鎮(zhèn)建筑全部達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，到2020年每年就可節(jié)省3.35億噸標(biāo)準(zhǔn)煤、減少8000萬千瓦時空調(diào)高峰負(fù)荷，相當(dāng)于每年節(jié)省電力建設(shè)投資約1萬億元。因此，地源熱泵的廣泛應(yīng)用可說是大勢所趨。

進(jìn)入2005年下半年，伴隨《可再生能源法》實(shí)施日期臨近，建筑節(jié)能已開始成為地產(chǎn)界的新熱點(diǎn)，越來越多的開發(fā)商在國家政策引導(dǎo)與自身觀念更新的情況下，都或多或少地在所開發(fā)的項(xiàng)目中使用了節(jié)能技術(shù)，而地源熱泵技術(shù)又以污染小，效果好而成為各家看好的采暖技術(shù)。

我國以地下水為地?zé)醽碓吹臒岜脩?yīng)用最多，最大單項(xiàng)工程使用建筑面積已達(dá)16萬平方米。土壤源地源熱泵發(fā)展最快，最大單項(xiàng)工程使用建筑面積已達(dá)13萬平方米。1996年至今，在北京、山東、河南、遼寧、河北、江蘇、浙江、湖北、上海、西藏等地都有地源熱泵工程建成，全國地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用面積估計(jì)超過2000萬平方米。

近幾年來，在政府的支持下，北京利用地源熱泵技術(shù)為建筑物供暖(冷)的工程項(xiàng)目數(shù)量迅速增加。到2004年底，北京有500多萬平方米的建筑利用地源熱泵系統(tǒng)供暖(冷)。這些建筑既有普通住宅、辦公大樓、高級賓館，也有學(xué)校、幼兒園、商場、醫(yī)院、敬老院、檔案館、體育場館、廠房、污水場站、景觀水池等。

我國長江流域及其周邊地區(qū)有幾個省市，是中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)達(dá)的地區(qū)，面積為平方公里，人口為5.5億，國民生產(chǎn)總值約占全國的48%，是一個人口最密集，經(jīng)濟(jì)、文化比較發(fā)達(dá)的地區(qū)。按照我國建筑氣候劃分，該地區(qū)屬于"夏熱冬冷"地區(qū)。該地區(qū)供冷和供暖大致相當(dāng)，冷暖負(fù)荷基本相同，故適合在該地區(qū)推廣地源熱泵技術(shù)，從而充分發(fā)揮地下蓄能的作用。