隨著今年嚴(yán)寒天氣早早地降臨我國(guó)南北各省，有關(guān)“南方供暖”的議題又在各種媒體上升溫。我是無錫人，在濟(jì)南工作，對(duì)于“南”“北”方冬天生活質(zhì)量的差別深有體會(huì)。因?yàn)楹ε履戏蕉旒依餄窭涞沫h(huán)境，已經(jīng)好多年不敢回老家過春節(jié)了。隨著人民生活水平的提高，在長(zhǎng)江流域的南方各省冬季需要有適當(dāng)?shù)牟膳侄?，這已經(jīng)成為公眾的共識(shí)?，F(xiàn)在大家也都紛紛采用在市場(chǎng)上可以得到的技術(shù)改善冬季的生活環(huán)境，這主要是各種電熱設(shè)備、家用空調(diào)和家用燃?xì)鉅t?，F(xiàn)在討論的焦點(diǎn)是南方要不要搞集中供暖，以及有沒有更好的替代技術(shù)。
要解決南方供暖的問題，當(dāng)然第一個(gè)想到的就是在我國(guó)北方行之有效的集中供暖技術(shù)。雖然已經(jīng)有很多人，包括各級(jí)人大代表，呼吁在南方推廣集中供暖，以改善民生，但大家看到的只是“雷聲大、雨點(diǎn)小”，很少有實(shí)質(zhì)性的推進(jìn)。我認(rèn)為，這不是各級(jí)政府聽不到群眾的呼聲，而是一些有關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題還沒有理清楚，還沒有達(dá)成共識(shí)。每一種特定的技術(shù)都有它的優(yōu)勢(shì)和弱點(diǎn)，在北方適用的集中供暖技術(shù)在南方就不一定是最優(yōu)的選項(xiàng)。在這里一個(gè)最大的差別是供暖期的長(zhǎng)短。北方嚴(yán)寒地區(qū)的供暖期可長(zhǎng)達(dá)210天，在濟(jì)南也有120天。在長(zhǎng)江以南供暖期會(huì)短很多，而且平均的供暖強(qiáng)度較低。而集中供暖系統(tǒng)需要的初期投入巨大，非供暖期也需要維修保養(yǎng)，因此為解決較短供暖期的集中供暖系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性會(huì)較差。第二個(gè)問題是歷史造成的。集中供暖系統(tǒng)是龐大的市政工程，牽涉方方面面，需要大的規(guī)劃。不同的社會(huì)群體對(duì)供暖的要求也有很大的不同。因此，在已經(jīng)建成的城鎮(zhèn)中大面積推廣集中供暖幾乎是不可能的。
那么有沒有什么替代的技術(shù)呢？采用燃?xì)庾鳛槟茉慈菀讓?shí)現(xiàn)分散的采暖，是一個(gè)可行的替代技術(shù)。但若在廣大的南方地區(qū)全面推行燃?xì)獠膳?，冬季能否保證燃?xì)夤?yīng)將涉及到國(guó)家的能源政策和供應(yīng)能力。另一方面，已經(jīng)采用燃?xì)獠膳挠脩舳荚诒г固F，老百姓燒不起。
另一種可行的、也是正在被大量采用的方法是電采暖。從發(fā)熱原理來看電采暖又可以分為兩種。一種是把電直接轉(zhuǎn)換為熱的電熱器件，包括電暖氣、電熱地膜，甚至最簡(jiǎn)單的電熱毯。這些電熱器件技術(shù)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉；但電熱轉(zhuǎn)換的效率低，不利于節(jié)能環(huán)保，要達(dá)到舒適的室內(nèi)環(huán)境，電費(fèi)的支出也是難以接受的。此外，由于其效率低，如果大面積采用電熱采暖，遇最寒冷的天氣時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)的負(fù)荷產(chǎn)生很大的沖擊；要保證這樣的用電高峰負(fù)荷也是很不經(jīng)濟(jì)的。
實(shí)現(xiàn)電采暖的合理和有效的方法應(yīng)該是熱泵技術(shù)。
熱泵是通過做功使熱量從低溫介質(zhì)向高溫介質(zhì)流動(dòng)的裝置，通常的熱泵采用電力作為驅(qū)動(dòng)能源。在采暖的應(yīng)用中，熱泵在周圍環(huán)境中吸收熱量并把它送到室內(nèi)。因此，家用空調(diào)就是一種熱泵。熱泵的第一個(gè)好處是節(jié)能。與直接把電能轉(zhuǎn)換為熱能的電熱器件相比，采用熱泵供暖的電耗僅為前者的1/2—1/4，可以大大節(jié)省電費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，也減輕了電網(wǎng)的負(fù)荷。熱泵的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是冷熱兩用，既可以供暖，也可以制冷（空調(diào)）。由于一機(jī)兩用，降低了建筑供暖空調(diào)系統(tǒng)總的購(gòu)置費(fèi)用；對(duì)于夏季普遍需要空調(diào)的南方地區(qū)來說，這是一個(gè)重要的利好因素。此外，熱泵供暖和空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置很靈活，既可以做成獨(dú)立或分散的小型系統(tǒng)，也可以構(gòu)成較大型的集中供暖空調(diào)系統(tǒng)，一個(gè)系統(tǒng)服務(wù)數(shù)萬至數(shù)十萬平方米的建筑。因此它既適合城鎮(zhèn)，也適合廣大的農(nóng)村地區(qū)。
以建筑物的空調(diào)（包括供暖和制冷）為目的的熱泵系統(tǒng)有許多種，就其吸收的熱量來源來分，可把它們分為空氣源熱泵和地源熱泵兩大類?？諝庠礋岜靡允彝饪諝鉃橐粋€(gè)熱源。在供暖工況下從室外空氣中吸收熱量，經(jīng)熱泵提高溫度送入室內(nèi)供暖。家用空調(diào)就是一種空氣源熱泵，它系統(tǒng)簡(jiǎn)單，購(gòu)置費(fèi)用較低。空氣源熱泵的主要缺點(diǎn)是在夏季高溫和冬季寒冷天氣時(shí)熱泵的效率大大降低。而且，其制熱量隨室外空氣溫度降低而減少，這與建筑熱負(fù)荷需求趨勢(shì)正好相反。因此當(dāng)室外空氣溫度過低時(shí)，需要用電或其他輔助熱源進(jìn)行加熱。此外，在供暖工況下空氣源熱泵的蒸發(fā)器上會(huì)結(jié)霜，需要定期除霜。這既影響供暖的舒適性，也消耗大量的能量，對(duì)于冬季潮濕陰冷的南方地區(qū)來說是一個(gè)難以避免的缺點(diǎn)。
另一種熱泵利用大地（土壤、巖層、地下水）作為熱源，可以稱之為“地源熱泵”。較深的地層中在未受干擾的情況下常年保持恒定的溫度，長(zhǎng)江流域地下未受干擾的溫度約在18℃左右，遠(yuǎn)高于冬季的室外溫度，又低于夏季的室外溫度。因此地源熱泵可克服空氣源熱泵的技術(shù)障礙，且效率大大提高。地源熱泵又可進(jìn)一步分為地表水熱泵、地下水熱泵和地埋管地源熱泵。地埋管地源熱泵系統(tǒng)是利用地下巖土中熱量的閉路循環(huán)的地源熱泵系統(tǒng)。它通過水在封閉的地下埋管中流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與大地之間的傳熱。通常也直接稱為“地源熱泵”。在冬季供暖過程中，管內(nèi)的水從地下收集熱量，再通過熱泵把熱量送到室內(nèi)。夏季制冷時(shí)系統(tǒng)逆向運(yùn)行，即從室內(nèi)帶走熱量，再通過系統(tǒng)將熱量送到地下巖土中。地埋管地源熱泵系統(tǒng)保持了地下水源熱泵利用大地作為冷熱源的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又不需要抽取地下水作為傳熱的介質(zhì)，是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能新技術(shù)。
地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)自20世紀(jì)50年代在歐洲和北美開始投入實(shí)際應(yīng)用，70年代“石油危機(jī)”以后得到迅速推廣，現(xiàn)在已是成熟的技術(shù)。近年來由于全世界對(duì)于全球環(huán)境問題的關(guān)注，地源熱泵技術(shù)受到許多國(guó)際機(jī)構(gòu)和政府的重視。聯(lián)合國(guó)發(fā)展計(jì)劃 (UNDP) 和國(guó)際能源組織 (IEA) 等國(guó)際機(jī)構(gòu)都把推廣應(yīng)用地源熱泵作為節(jié)約能源、減少二氧化碳排放、改善地球環(huán)境的重要手段。隨著我國(guó)能源政策的制定，節(jié)能已經(jīng)成為當(dāng)前我國(guó)的重要工作之一。2007年通過的《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》和2012年由國(guó)務(wù)院頒布的《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》都把熱泵供暖空調(diào)技術(shù)作為主要的建筑節(jié)能技術(shù)，要求加以推廣。根據(jù)我國(guó)的特點(diǎn)，空氣源熱泵和地源熱泵供暖在嚴(yán)寒地區(qū)都是不適合的，集中供暖仍將是我國(guó)北方城鎮(zhèn)供暖的主要方式。近年來，地源熱泵技術(shù)作為環(huán)保節(jié)能的新技術(shù)也已在我國(guó)北方寒冷地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用，特別是應(yīng)用于城市熱網(wǎng)達(dá)不到的和比較分散的建筑，或夏季有較大空調(diào)需求的建筑。同時(shí)，在我國(guó)也已形成了一支地源熱泵技術(shù)的研發(fā)、設(shè)計(jì)和工程隊(duì)伍，取得了很多經(jīng)驗(yàn)。因此，地源熱泵也將與空氣源熱泵一起成為解決“南方供暖”難題的優(yōu)先選擇方案。
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