湖北省暨武漢市地源熱泵專業(yè)委員會陳焰華主任
在陸特能源·2014第六屆中國地源熱泵行業(yè)高層論壇上發(fā)言
陳焰華：大家下午好，很高興有這個機會，跟大家一起交流一下湖北的地源熱泵的技術應用和技術發(fā)展的情況。分四個方面的內(nèi)容。
第一個是先看看我們應用的發(fā)展的現(xiàn)狀，上午各位老師專家已經(jīng)講了很多了，就是我們的整個能源供應緊張以后，現(xiàn)在的發(fā)展，一個是我覺得我們整個的應用也好，包括我們地源熱泵的發(fā)展也好，應該是在國家整個低碳和綠色建筑推行的總的政策之下，一個很重要的方面，去面國務院的方案也提出了明確的要求。那么湖北應該說也是圍繞這幾個重點在開展一些工作，2010年湖北是全國首批試點省份之一，提出的目標到2020年二氧化碳的排放量比2005年下降56%，這個任務還是非常重的，非化石能源占社會的能源司消耗是10%以上，到2049年要到45%以上。這個湖北襄陽、宜昌、黃石等六個國家的能源局新能源示范城市，這個也是利用當?shù)刎S富的太陽能風能、地熱能等。
從綠色建筑這塊，也就是低能耗的建筑，我們“十二五”末完成1000萬平方米的綠色建筑試點，武漢市也出臺了一個7月1號開始，就是18層一下的居住建筑和熱水需求較大的公共建筑，應統(tǒng)一建設太陽能熱水系統(tǒng)，還有大型的公共建筑應選擇一種可再生能源建筑應用。那么“十二五”湖北省的整個可再生能源規(guī)劃的目標是5000萬平方米，這個在整個國家政策的推動下，到現(xiàn)在為止，預測到“十二五”應該是翻番可以完成的，應該達到1個億，這個應用面積也完成了，包括武漢市的。就是包括武漢周邊的八個城市，到2020年整個新增的可再生能源建筑應用面積是6380萬平方米，湖北省大概占了57%的份額。湖北省到2020年是1.3個億左右。包括我們也完成了相關的一些課題，就包括我們剛完成的一些基于能效提升的地源熱泵系統(tǒng)供應復雜技術問題及管理體系研究，上午也說過，這個整個的地源熱泵建成以后，實際上建成以后它的節(jié)能效果怎么樣，這個就是從評價的角度來總結一下技術。另外一個就是在技術能源建設方面，包括一些測評的標準，還有一些規(guī)劃，還有一些地方涉及的標準。
上午國土資源部也講過我們29個省區(qū)完成的整個地源熱泵的評價，我們湖北是很大的。那么地下水這塊，供冷或供暖的面積相對小一點，供冷的是431萬，供暖的是295萬，因地埋管這塊供冷供暖的面積都很大，是6個億或是7個億了，湖北省這個工程應用，現(xiàn)在大概有300棟建筑應用了，09年開始，湖北省有1個市縣是國家示范城市或者是地區(qū)縣級示范，到12年6月底，上面研究，示范區(qū)落實的項目是764個，折合應用面積是2106.29萬平方米。武漢市我們整個地源熱泵這塊實際上是做了39個項目，那么就是說整個的測評的情況，地埋管是26個，地下水是26個。地埋管的平均效率，一個是系統(tǒng)的效率一個是機主的效率，平均的是4.16，系統(tǒng)的相當于比較低一些，大概平均值3.2，但是比我們常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)還是要高。地下水的系統(tǒng)制冷的效率是3.64，是比較高的，制熱的是3.04。這個已經(jīng)用了兩年供熱。
這個是地源熱泵技術發(fā)展的建筑應用現(xiàn)狀。這個是武漢市民之民，去年8月份習大大到武漢調(diào)研的時候就來了，這個邊上有參觀的，就主動的打招呼就是說“美女，你好”，就是在這兒。（圖示）剛才龍老師也說了這個磁懸浮的那個，就是它是一個區(qū)域的，在整個區(qū)域有13萬平方米，這個是一個商業(yè)的地產(chǎn)項目，做了地埋管的地源熱泵，整個的銷售就非常好的，整個樓價也比別的地方高。這個是武漢鐵路電器有限公司，晚上0點到8點把這個蓄滿了以后白天是不用開了。
地下水地源熱泵應用存在的主要問題，因為湖北的江河水非常的豐富，應該說是面上分布的，而且埋藏很淺，就很豐富的地下水，厚度大概有10幾米到20幾米，成本也比較低，包括出水一下容易。就是地下水的水資源，水溫要適宜，水質(zhì)要比較好，這個是我們地源熱泵很關鍵的一個條件。包括這個金屬元素的含量比較高，就是你不同的情況下要采用不同的措施，包括打井的費用。這個整個的收入正本還有最后的費用都是至關重要的。
第二個就是熱源井的設計和施工，我們地源熱泵這塊很復雜的就是地上和地下要緊密結合起來，現(xiàn)在有很多，我的一貫的主張是什么，越嚴謹?shù)脑O計就是我們的地質(zhì)勘探院有這個技術的。我們有很多是這樣子做的，包括我們井的結構，不同的地質(zhì)分層，還有徑流，所以這塊我覺得是很關鍵的。實際上地源熱泵，不成功的主要在這塊，不同的地質(zhì)結構，你回灌的情況，甚至你封井的方式差別都是很大的。所以我覺得一定要根據(jù)實際的地質(zhì)情況，要因地制宜才能夠做得比較到位。還有一個很重要的就是抽水井和回灌井之間的水力平衡也影響到總取水量和總回灌率。所以這塊很重要，還有你的水質(zhì)，地下水位的變化。這個其實你一看，還有一個很重要的問題，就是地下水一定是群井在工作這個是單井的，這個是兩個井的，降升的遠遠比單井的要大得多，最后群井的設計的時候一定要設計好，不然一定要出問題。
第三個就是堵塞和回灌的問題，水井施工質(zhì)量不過關，取水井、回灌井輪換使用，反復的抽、回灌，水晶桂冠比不能達到要求正常的抽水，回灌無法進行加速水井的枯竭，影響系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。大家看看這個是實際的工程，這個泵口的淤塞很嚴重的，我們要求是二十五分之一，這個是另外一種情況，（圖示）因為這個是周邊的生態(tài)環(huán)境很好，在湖北我一貫主張什么，地下水的時候，基本上是通過板塊再進到主機，因為整個系統(tǒng)的堵塞會家具，可以看到板塊，一個是干石巖的，你可能要通過什么來處理，但是這個粘泥有一個什么問題呢，發(fā)現(xiàn)問題之后，核算下來就是板間的流速大概只有0.2米左右，大概工作一個半月到兩個月，這個溫差急劇加大。你溫度高了，大概能夠到28度左右，然后進機主是18到19度左右。再就是地質(zhì)災害問題，這個就是回灌不到位，就會引起，這個就是有的地方。相對來說地質(zhì)災害的問題比較容易控制，但是水質(zhì)不好的，就不能用的。這個就不展開講了，還有就是地下水水質(zhì)與污染防治的問題，這個應該根據(jù)每個地方的情況來掌握。地下水的溫差和水量的問題，我覺得應該是在取水溫差和取水量之間做一個比較好的平衡，找到一個最好的結合點，溫差比較小，這樣對我們整個的效率加大了。
第二個就是熱源井的設計和施工，我們地源熱泵這塊很復雜的就是地上和地下要緊密結合起來，現(xiàn)在有很多，我的一貫的主張是什么，越嚴謹?shù)脑O計就是我們的地質(zhì)勘探院有這個技術的。我們有很多是這樣子做的，包括我們井的結構，不同的地質(zhì)分層，還有徑流，所以這塊我覺得是很關鍵的。實際上地源熱泵，不成功的主要在這塊，不同的地質(zhì)結構，你回灌的情況，甚至你封井的方式差別都是很大的。所以我覺得一定要根據(jù)實際的地質(zhì)情況，要因地制宜才能夠做得比較到位。還有一個很重要的就是抽水井和回灌井之間的水力平衡也影響到總取水量和總回灌率。所以這塊很重要，還有你的水質(zhì)，地下水位的變化。這個其實你一看，還有一個很重要的問題，就是地下水一定是群井在工作這個是單井的，這個是兩個井的，降升的遠遠比單井的要大得多，最后群井的設計的時候一定要設計好，不然一定要出問題。
第三個就是堵塞和回灌的問題，水井施工質(zhì)量不過關，取水井、回灌井輪換使用，反復的抽、回灌，水晶桂冠比不能達到要求正常的抽水，回灌無法進行加速水井的枯竭，影響系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。大家看看這個是實際的工程，這個泵口的淤塞很嚴重的，我們要求是二十五分之一，這個是另外一種情況，（圖示）因為這個是周邊的生態(tài)環(huán)境很好，在湖北我一貫主張什么，地下水的時候，基本上是通過板塊再進到主機，因為整個系統(tǒng)的堵塞會家具，可以看到板塊，一個是干石巖的，你可能要通過什么來處理，但是這個粘泥有一個什么問題呢，發(fā)現(xiàn)問題之后，核算下來就是板間的流速大概只有0.2米左右，大概工作一個半月到兩個月，這個溫差急劇加大。你溫度高了，大概能夠到28度左右，然后進機主是18到19度左右。再就是地質(zhì)災害問題，這個就是回灌不到位，就會引起，這個就是有的地方。相對來說地質(zhì)災害的問題比較容易控制，但是水質(zhì)不好的，就不能用的。這個就不展開講了，還有就是地下水水質(zhì)與污染防治的問題，這個應該根據(jù)每個地方的情況來掌握。地下水的溫差和水量的問題，我覺得應該是在取水溫差和取水量之間做一個比較好的平衡，找到一個最好的結合點，溫差比較小，這樣對我們整個的效率加大了。
這一塊就是這個（圖示），地源熱泵因為我們本身的建筑是一個低品位的，我不需要很高品位的，地源熱泵跟這個應該是很好的。包括剛剛龍教授說的，包括發(fā)電的話，都有一個能耗比，這個從政府層面去做規(guī)劃管理，地下水是很寶貴的資源。
第三個方面就是一些地埋管的問題，第一個是投資高，第二個是鉆孔費用交流高，慢慢的今后的發(fā)展是越走越前進了。地埋管大家應該很清楚，它主要還是施工質(zhì)量問題，當然跟設計也有關系。理論上壽命是很長，但是回填不到位，我整個設計沒有經(jīng)過詳細計算，那么一定是最后運行的時候會有很多的問題。包括我們胡老師也在講，很多的人在研究這個問題，這個巖土體物性是一個很嚴重的問題，這個還有一個很重要的，就是你這個地質(zhì)結構的分層，包括你的不同的巖土的巖，有的是地質(zhì)變化，或者是有溶洞，所以這塊我覺得都應該有。然后就是空調(diào)負荷的問題，這個怎么跟我的地下?lián)Q熱器來進行吻合，這個也是最難的，現(xiàn)在從計算來說，從最后的數(shù)據(jù)的總結和研究來說。都是大工程，我們跟北歐和國外不一樣，我們有的工程可能就是10幾萬方，這個負荷特性，地下的平衡的問題，遠遠是超過的。這個的設計是要解決這個，我覺得應該分區(qū)。所以剛才說的，進行分區(qū)，一定不要什么呢，就是像這個工程，就是叫國際博覽中心，因為條件所限，只能在中心進行埋管，實際上整個中心的區(qū)域的擴張是很有限的。就是分條狀，或者是分區(qū)域來進行管理，因為我們辦公建筑，白天使用，晚上不用，就使用大地的恢復特性。包括就是我們負荷不大的時候，我各個區(qū)域的恢復，這樣才能保證。這個是富士康在武漢一個園區(qū)的，我們埋管是集中的。就是用的那種供冷供熱和送熱水的，者盎也解決了區(qū)域建筑入住率不同，還有物業(yè)管理的問題。武漢地區(qū)就是說，實際上我們都是復合式系統(tǒng)，就像辦公建筑，大概累計的是2.5萬倍，那么一些商業(yè)的就更大，商業(yè)建筑可能是4到5倍。這個時間關系不展開講了。
最后就是結合我們在武漢我們做的一些課題，就是怎么樣保證我們地源熱泵系統(tǒng)能夠發(fā)揮它真正找的效益，我們第一個就是我要做一個地源熱泵，因為這個是委托我們做的一個科技專項，這個是技術應用適宜性評價，給政府提供了一個很好的立項或監(jiān)管的一個支撐。那么我們就是用了多層次分析法，設定的目標，我只舉了這些，通過這些運行管理能力啊，包括一些具體的影響因素，最后通過不同的評價，不同的工程經(jīng)驗的輸入，最后單一的也好，地表水也好，進行一個評價。在武漢就分了，武漢的情況比較特殊，有長江、漢水，地質(zhì)條件差別比較大，有辦公建筑、商業(yè)建筑等，什么樣的類型的建筑我適合采用什么樣的建筑就一清二楚了，給政府層面監(jiān)管和立項審批有一個很充分的依據(jù)了。包括業(yè)主要什么東西也可以，第二個就是系統(tǒng)能效評價，就是我們剛才說了，一個就是能效測評的數(shù)據(jù)，包括長期的一些檢測數(shù)據(jù)在這個總結的基礎上，包括基礎的系統(tǒng)的能效，模擬成一個曲線，我們就什么呢，就是國家有一個評價的標準，這個標準的值是很低的。2.6是很低的，根據(jù)當?shù)氐臍夂蚯闆r，我們給一個平均數(shù)，就是有了一個客觀的依據(jù)了，最后就是鼓勵或者是保證，這個節(jié)能減排能夠發(fā)揮很好的作用。
另外一個很重要的就是運行控制策略，這個就是不同的建筑，運行的特性。還有埋管的這塊，實際上它有一個瞬態(tài)的過程，我們周末過完了以后，星期一一上班以后，那個時候很短時間內(nèi)，星期一上班，很快的就降下來了，那你一定有很好的措施。要有很好的解決手段，包括我們剛才說的，有一個很好的措施。這塊就是要建立一個建筑物的能耗模型，這樣才能保證我整個系統(tǒng)，不光設計施工還有運行都可以達到很好的效果。然后就是地源熱泵系統(tǒng)運行動態(tài)的檢測技術，你這個所有的數(shù)據(jù)要檢測，但是實際上有很多在這塊是做得不好的。而且就是現(xiàn)場做得很好，現(xiàn)場數(shù)據(jù)調(diào)給我一看，我們內(nèi)行關心的數(shù)據(jù)，讓他調(diào)他都調(diào)不出來，這個系統(tǒng)有什么用呢？真正好的系統(tǒng)，一個是預測，
第二個是診斷，我們系統(tǒng)有什么問題發(fā)現(xiàn)了。夏季運行的時候，地埋管，它大概是2.2度，我們埋管的系統(tǒng)運行都很大?，F(xiàn)在就是計算機的方式有很多抽線系統(tǒng)都可以使用沒有問題的。這個也是整個檢測監(jiān)管，現(xiàn)在不是整個能源數(shù)據(jù)要上來嗎，所有的數(shù)據(jù)就是分局或者是分成系統(tǒng)，就是對于我們整個的測評，這個的評價都有很好的一個依據(jù)。實際上我們現(xiàn)在我覺得，因為我覺得我們真正的我們把這個工作做到位了，應該說是最先進，國外沒有那么大的工程。
從總結這些問題，我們要有相應的技術措施，不光是從技術層面，包括我們政府監(jiān)管層面，系統(tǒng)的來解決我們地源熱泵的問題，才能使我們真正的地源熱泵的技術，在節(jié)能減排中也好發(fā)揮作用，而且能夠提高我們整個社會的發(fā)展。我們湖北的整個的經(jīng)驗對我們其他的地方也有一定的借鑒。
我的報告到這兒，謝謝大家。
主持人：陳主任給我們做了一個很精彩的報告，介紹了湖北省整個地源熱泵的應用情況，湖北省地源熱泵，在全國還是比較好，先進的地區(qū)。而且現(xiàn)在面積，服務面積已經(jīng)達到了1200萬平方米。我覺得也是很可觀的，這些我想是我們今后發(fā)展地源熱泵的一個基礎，像這些工程是一個基礎。我自己有這么一個想法，就是全國其他的地源熱泵，我們有那么大的應用面積，不管是成功的，還是存在一定問題的，對我們來說都是一種寶貴的財富。所以說我們應該珍惜以前的這些系統(tǒng)，應該很好的歸納總結，為今后的地源熱泵打下一個良好的基礎。
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