11月18日，國際地源熱泵協(xié)會中國地區(qū)委員會主席方肇洪教授受邀在“第240場中國工程科技論壇——2016·中國地?zé)釃H論壇”召開期間舉辦的分論壇之一的“核心技術(shù)分論壇”上發(fā)表了題為《中國地源熱泵技術(shù)》的主旨演講。他介紹了目前國內(nèi)地源熱泵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，并闡述了中國的地源熱泵和國外對比存在的區(qū)別。
地源熱泵主要分為地下水源熱泵、地表水源熱泵、地埋管地源熱泵這三種形式。方肇洪教授介紹，從上世紀(jì)90年代到2005年期間，抽取地下水的水源熱泵在我國的發(fā)展還是比較快的，當(dāng)時也得到了政府的大力支持。但是實踐表明，抽取地下水的熱泵系統(tǒng)存在著很多的問題。雖然這項技術(shù)有節(jié)能的優(yōu)點，但是存在對地下水資源的浪費或可能的污染。綜合考慮，這個代價實在是太大了，以至后來對地下水源熱泵技術(shù)的應(yīng)用已不再提倡，進(jìn)而加以限制。
方肇洪教授說，現(xiàn)在我們提到地源熱泵主要就是講的地埋管地源熱泵，它是由原來地下水源熱泵的形式演變過來的。通過在地下埋管中水的循環(huán)流動將地下的熱量帶上來，再通過熱泵加以利用，所以地埋管地源熱泵的運行與地下水無關(guān)。所以地源熱泵不僅高效節(jié)能，而且是對環(huán)境友好的技術(shù)。“中國對這項技術(shù)研究的大體開始于2000年前后，但是地埋管地源熱泵技術(shù)真正進(jìn)入市場還是在2005年的時候，也是在政府的大力支持下，開始運用的。”
方肇洪教授發(fā)表題為《中國地源熱泵技術(shù)》主旨演講
地埋管地源熱泵技術(shù)可追溯于歐洲的熱泵發(fā)展歷程，同中國相比，該項技術(shù)在歐洲已經(jīng)提前三十年就開始運用了。“在中國有個特點，就是只要認(rèn)準(zhǔn)的事情，發(fā)展起來是非?？斓模驗橹袊@個市場非常的大。” 方肇洪教授介紹，依據(jù)國際地?zé)岽髸臄?shù)據(jù)顯示，到2014年底為止中國地源熱泵的裝機(jī)容量在世界上已排名第二，僅落后于美國；然而在地源熱泵年利用能量方面我國已超過美國居世界第一，這也是中國式發(fā)展的特點。
中國的地源熱泵同外國對比存在著一定的區(qū)別。方肇洪教授介紹，歐美的發(fā)達(dá)國家之所以應(yīng)用地源熱泵就是為了要節(jié)能，而中國運用這一技術(shù)，更重要的是考慮降低霧霾的問題。中國地源熱泵在發(fā)展過程中政府起到了很大的推動作用。此外，地源熱泵技術(shù)可以看作是勞動力密集型的產(chǎn)業(yè)。中國的勞動力比較便宜，特別是藍(lán)領(lǐng)工人的工資比較低，而在美國這些工種肯定會比坐在辦公室的人工資多。這也是地源熱泵能夠在中國快速發(fā)展的一個因素。中國地源熱泵應(yīng)用的另一個特點是單個項目的規(guī)模大。外國的地源熱泵系統(tǒng)基本上都是一家一戶用的，后來慢慢發(fā)展到小型的建筑；而在中國，一做就是一個小區(qū)，十萬平方，甚至于做到了上百萬平方的也有很多。“這種系統(tǒng)雖然有利于降低單位面積的造價，但同時也帶來一些特殊的技術(shù)問題，例如埋管用地緊張和地下熱平衡狀態(tài)的惡化，需要我們的工程師和研發(fā)人員認(rèn)真加以解決。”
方肇洪教授提醒，我們在為行業(yè)發(fā)展欣喜的同時，也不能忽略發(fā)展過程中存在的問題。 “與發(fā)達(dá)國家相比，現(xiàn)在中國的地源熱泵技術(shù)還比較粗糙的，行業(yè)的立法和標(biāo)準(zhǔn)做的也不夠，雖然項目多，體量大，利用的熱能也有很多，但是我們也有著很多不成功的案例，這是我們要重視和改進(jìn)的地方，也需要進(jìn)一步向國外學(xué)習(xí)。”方肇洪教授說。
方肇洪教授現(xiàn)場介紹《 地源熱泵》雜志
方肇洪教授還強(qiáng)調(diào)，地源熱泵工程要考慮地下?lián)Q熱器全年冷熱負(fù)荷平衡的問題。“冬天從地下取出熱量來，這一年又有什么熱量給補進(jìn)去，這樣它才可以持續(xù)的、穩(wěn)定的循環(huán)工作。并不是說系統(tǒng)可以運行一年就行，而是必須保證五年、十年穩(wěn)定運行的事情。”方肇洪教授表示，這是地源熱泵技術(shù)與其他供熱空調(diào)技術(shù)有很大不同的地方。
方肇洪教授直言，地源熱泵和地?zé)岚l(fā)電，甚至同中深層地?zé)岬闹苯永孟啾龋卦礋岜玫募夹g(shù)門檻比較低。他舉例說，“比如在山東黃河沖積平原想要鉆井的話，拿個幾萬塊錢的成本的簡單三腳架鉆機(jī)，鉆個一二百米是沒有問題的，這誰都可以干。不像地?zé)岚l(fā)電，沒有高科技，沒有一個大的財力來支持是不可以想象的。” 因而，我國的地源熱泵行業(yè)總體上講可以說是小而分散的，也沒有專門的部門對其進(jìn)行管理，是一些“游擊隊“。現(xiàn)在“地?zé)峥茖W(xué)技術(shù)”的主力軍和國家隊，包括科學(xué)院和大型國企，也對地源熱泵技術(shù)，或者叫“淺層地?zé)崮?rdquo;技術(shù)給予關(guān)注，這地源熱泵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是大好事。
為推動地源熱泵行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，搭建寬廣的溝通交流平臺，2015年在濟(jì)南召開的第七屆中國地源熱泵行業(yè)高層論壇上，中國科學(xué)院汪集暘院士等業(yè)界專家發(fā)起倡議成立地源熱泵行業(yè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，并于今年杭州舉辦的2016第八屆中國地源熱泵行業(yè)高層論壇上正式成立了中國地源熱泵產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。“這樣我們這個產(chǎn)業(yè)中大量松散的中小企業(yè)可以聯(lián)合起來，‘抱團(tuán)取暖’，共同推動地源熱泵產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和進(jìn)步。”方肇洪教授說。
方肇洪教授現(xiàn)場介紹中國地源熱泵高層論壇取得的成果
方肇洪教授表示，現(xiàn)在政府在大力推廣京津冀地區(qū)的空氣源熱泵供暖，政府的支持對推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。“但是，我也很擔(dān)心政府的這種推動會力量過猛，會出現(xiàn)一些負(fù)面的問題。就像當(dāng)年地下水源熱泵抽取地下水的事情，政府的過度干預(yù)就在發(fā)展的過程中出現(xiàn)了一些問題。而現(xiàn)在政府對待在華北地區(qū)推廣空氣源熱泵方面，主要依靠“補貼”來推動，對其中的技術(shù)瓶頸沒有足夠的重視和相應(yīng)的措施，有可能造成一些項目的失敗或能效過低“。方肇洪教授提醒學(xué)術(shù)界和決策層應(yīng)該給予關(guān)注。
方肇洪教授在報告中也簡要的介紹了中國的學(xué)術(shù)界和工程技術(shù)界在地源熱泵技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用方面做出的貢獻(xiàn)。雖然我國的地源熱泵技術(shù)是從學(xué)習(xí)西方發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗起步的，但我們結(jié)合中國的具體情況，在理論方面有很多創(chuàng)新，包括地埋管換熱器的傳熱分析理論、熱響應(yīng)測試技術(shù)、能量樁技術(shù)、地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)的研究等，都受到國外同行的肯定。“我們在施工和應(yīng)用技術(shù)、降低系統(tǒng)造價方面也有獨到之處。因此在短短的十多年的時間里，中國的地源熱泵產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從無到有，迅速發(fā)展成為國際上淺層地?zé)崮艿膽?yīng)用大國，這是可以值得我們驕傲的。”方肇洪教授說。
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