在北方寒冷的冬季里，只需利用土壤、地表水等可再生資源中的熱能，就能讓室內(nèi)溫度高達(dá)20多度。您相信嗎？　　　

　　地源熱泵 建筑節(jié)能先鋒

　　文/本刊記者 張瑤

　　沈陽(yáng)是東北地區(qū)老工業(yè)城市的代表，在人們的印象里，經(jīng)常把這個(gè)地區(qū)跟嚴(yán)重污染結(jié)合起來(lái)。為了去掉污染的不良印記，2005年沈陽(yáng)市委書(shū)記陳政高重點(diǎn)考慮三個(gè)領(lǐng)域：一是淺層地能熱的利用即熱泵技術(shù)，二是沈陽(yáng)的煤層氣利用，三是沈陽(yáng)的中水回用。

　　經(jīng)過(guò)實(shí)地考察和多次專家論證，到2006年中，陳政高代表的沈陽(yáng)市領(lǐng)導(dǎo)班子做出了選擇：沈陽(yáng)推廣地源熱泵技術(shù)的條件得天獨(dú)厚，以此為切入點(diǎn)和突破口，使沈陽(yáng)在建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的工作中在全國(guó)率先突破。

　　所謂地源熱泵，又被稱為地源中央空調(diào)，是利用地球所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖制冷空調(diào)系統(tǒng)。它利用地下常溫土壤或地下水溫度相對(duì)穩(wěn)定的特性(地下80～160米深處溫度常年維持在16度左右)。冬季，當(dāng)機(jī)組在制熱模式時(shí)，就從土壤/水中吸收熱量，通過(guò)壓縮機(jī)和熱交換器把大地的熱量集中，并以較高的溫度釋放到室內(nèi)。夏季，當(dāng)機(jī)組在制冷模式時(shí)，就從土壤/水中提取冷量，通過(guò)壓縮機(jī)和熱交換器把大地的熱量集中，并入室內(nèi)，同時(shí)將室內(nèi)的熱量排放到土壤/水中，達(dá)到空調(diào)的目的。

　　專業(yè)人士稱，地源熱泵機(jī)組制熱時(shí)出水溫度最高可達(dá)90℃，制冷時(shí)一般出水溫度要求為7℃，如在工業(yè)系統(tǒng)使用，出水溫度還可以更低。運(yùn)行時(shí)，地源熱泵機(jī)組控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行能量輸入與能量輸出的轉(zhuǎn)換，可以保證出水溫度的恒定。

　　陳政高稱：“推廣和應(yīng)用地源熱泵技術(shù)是一項(xiàng)具有歷史性意義的開(kāi)創(chuàng)性事業(yè)�！庇纱�，沈陽(yáng)成為全國(guó)推廣地源熱泵技術(shù)最激進(jìn)的一個(gè)城市。

　　去年9月，沈陽(yáng)被確定為全國(guó)地源熱泵技術(shù)推廣試點(diǎn)城市。按照規(guī)劃，在沈陽(yáng)市三環(huán)以內(nèi)455平方公里的核心區(qū)范圍內(nèi)，對(duì)符合應(yīng)用水源熱泵技術(shù)409平方公里范圍內(nèi)的建筑物，原則上都要采用水源熱泵技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)。其余46平方公里范圍內(nèi)的建筑物，原則上都要采用地源熱泵技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)。沈陽(yáng)市確立的“四大發(fā)展空間”范圍內(nèi)，凡具備應(yīng)用地源熱泵技術(shù)條件的區(qū)域都要采用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)。

　　政策引導(dǎo)

　　地源熱泵技術(shù)在建筑領(lǐng)域的推廣，得到了建設(shè)部和財(cái)政部的政策支持。兩部委聯(lián)合支持的第一批25個(gè)可再生能源建筑示范項(xiàng)目中(包含北京、內(nèi)蒙古、遼寧、山東、深圳等5個(gè)地區(qū))，采用地源熱泵工作原理的多達(dá)16個(gè)，其中包括正在建設(shè)的

　　《中國(guó)投資》在采訪中了解到，建筑耗能目前已占到一次能源消耗的27%左右。根據(jù)建設(shè)部和國(guó)家建材局的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)公共建筑和私人家庭建筑總面積大約為150億平方米，再加上每年10億平方米以上的增量，建筑能耗已是必須引起高度重視的領(lǐng)域，到2020年建筑能耗可能在目前基礎(chǔ)上翻一番。

　　搞好建筑節(jié)能，對(duì)于完成“十一五”時(shí)期節(jié)能20%目標(biāo)有著重要意義。去年3月28日，國(guó)家建設(shè)部部長(zhǎng)汪光燾表示：“十一五”期間中國(guó)將大力發(fā)展節(jié)能建筑和綠色建筑，促進(jìn)資源節(jié)約型社會(huì)和環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)。

　　“我們與建設(shè)部一起搞調(diào)研時(shí)，發(fā)現(xiàn)在建筑方面推廣可再生能源還有很大的潛力：不需花很多的錢(qián)，就能產(chǎn)生很好的效果。我們把地能和太陽(yáng)能在建筑中的利用，作為一個(gè)突破口�！必�(cái)政部經(jīng)濟(jì)建設(shè)司孫志處長(zhǎng)說(shuō)。

　　以國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼的方式扶持可再生能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，這還是第一次，表明國(guó)家重視并將大力扶持這一新興領(lǐng)域的發(fā)展。孫志說(shuō)，通過(guò)對(duì)示范項(xiàng)目的資金扶持，引導(dǎo)和帶動(dòng)若干倍的社會(huì)資金進(jìn)來(lái)，給投資者以激勵(lì)，從而讓市場(chǎng)良性運(yùn)轉(zhuǎn)下去。

　　據(jù)悉，我國(guó)現(xiàn)行的建筑節(jié)能目標(biāo)是“努力實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)建筑夏季室溫低于30?C，取暖區(qū)冬季室溫達(dá)到18?C的基本要求”。基于此，建設(shè)部要求各個(gè)建設(shè)單位采取多種有效的節(jié)能技術(shù)與管理措施，把新建房屋單位面積的能耗較大幅度地降下來(lái)，對(duì)原有建筑物進(jìn)行有計(jì)劃的節(jié)能改造。

　　在政策方面，去年1月1日，建設(shè)部與國(guó)家質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布的《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》，作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)營(yíng)正式施行。

　　目前，北京是我國(guó)地源熱泵技術(shù)推廣較好的城市，主要原因是近年來(lái)，北京市根據(jù)城市能源發(fā)展戰(zhàn)略和供熱規(guī)劃，并結(jié)合舉辦2008年奧運(yùn)會(huì)對(duì)城市的環(huán)保要求，規(guī)定五環(huán)內(nèi)城區(qū)禁止使用燃煤鍋爐供暖，鼓勵(lì)燃油、燃?xì)�、地�(zé)崮芎吞��?yáng)能等清潔能源的應(yīng)用。到目前，北京每年以15%??20%的速度增長(zhǎng)，北京已約有500多萬(wàn)平方米的建筑利用地源熱泵系統(tǒng)供暖(冷)，其中公共建筑用量為2/3左右，居住建筑占應(yīng)用量1/3左右。

　　節(jié)能環(huán)保先鋒

　　與傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)相比，地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于它實(shí)現(xiàn)了環(huán)保性與節(jié)能性的統(tǒng)一。

　　國(guó)際地?zé)釁f(xié)會(huì)(IGA)中國(guó)地區(qū)唯一理事，中國(guó)能源研究會(huì)地?zé)釋�業(yè)委員會(huì)主任鄭克棪告訴《中國(guó)投資》，通常地源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以獲得4kW以上的熱量或冷量，比燒煤、燒油、用電的熱效率高出很多。“由于水的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣高出很多，地源熱泵是目前為止單項(xiàng)機(jī)械所能產(chǎn)生的最大效率，即使把電廠污染也算到熱泵頭上，總體看也非常節(jié)能”。

　　近五年來(lái)，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美和歐洲取得了迅速發(fā)展。美國(guó)共計(jì)超過(guò)50萬(wàn)套地源熱泵系統(tǒng)投入使用，瑞士95%新居民住宅和50%新建筑都安裝了地源熱泵系統(tǒng)。在加拿大、意大利、奧地利、瑞典，地源熱泵系統(tǒng)都有廣泛的應(yīng)用。

　　熱泵系統(tǒng)可以運(yùn)行30年到50年不出問(wèn)題。到目前為止，美國(guó)的熱泵已經(jīng)成功運(yùn)行了50年，而且還在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。意大利、瑞士都用了30年也沒(méi)出問(wèn)題。至于熱泵的壽命到底有多長(zhǎng)，還需要進(jìn)一步實(shí)踐測(cè)算。

　　早在1950年代，我國(guó)就曾在上海、天津等地嘗試采用夏取冬灌的方式抽取地下水制冷。天津大學(xué)熱能研究所呂燦仁教授在1965年研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)水冷式熱泵空調(diào)機(jī)。1997年，中國(guó)科技部與美國(guó)能源部簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定書(shū)，其中一項(xiàng)就是地源熱泵的發(fā)展戰(zhàn)略。1998年，中美兩國(guó)確定在北京(代表北部寒冷地帶)、寧波(代表中部夏熱冬冷地帶)、廣州(代表南部亞熱帶)，合作建立三個(gè)地源熱泵的示范工程。北部示范工程是北京食品發(fā)酵研究所綜合辦公樓及專家樓，中部示范工程是寧波雅戈?duì)柟�業(yè)城，南部示范工程是廣州松田職業(yè)技術(shù)學(xué)院。

　　沈陽(yáng)第一冷凍機(jī)有限公司工程師張永耀告訴《中國(guó)投資》，在我國(guó)北方地區(qū)，供暖需求比較高，地源熱泵技術(shù)有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用空間，而且操作簡(jiǎn)單易行，甚至機(jī)房不需要專人值守。鄭克棪告訴《中國(guó)投資》，目前北京已有超過(guò)500萬(wàn)平方米建筑面積用的地源或水源熱泵。

　　但是，地源熱泵機(jī)組的安裝也受到一些自然條件限制，要求地下水資源豐富且適于回灌，建筑物周?chē)�要有打井位置，或者有江河、湖泊等地表水資源，或有埋土壤換熱管位置，或有工業(yè)污水、生活廢水等。

　　沈陽(yáng)市地源熱泵協(xié)會(huì)的郭曉朝秘書(shū)長(zhǎng)對(duì)《中國(guó)投資》說(shuō)：“從目前的應(yīng)用看，熱泵技術(shù)對(duì)地下的不良影響還是很小，但許多不可預(yù)知的問(wèn)題仍然存在。如對(duì)地下水流量的影響，微生物群的影響等等，還缺乏有效的檢測(cè)。但是不能因?yàn)橛羞@樣的問(wèn)題就不前進(jìn)不發(fā)展。我們希望這一技術(shù)健康發(fā)展，就是要在發(fā)展中解決已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的和將要出現(xiàn)的問(wèn)題”。

　　市場(chǎng)快速啟動(dòng)

　　清華同方人工環(huán)境有限公司是我國(guó)地源熱泵技術(shù)領(lǐng)域的先行者之一。1999年，清華同方人工環(huán)境有限公司在沈陽(yáng)安裝了第一臺(tái)地源熱泵機(jī)組，目前占有沈陽(yáng)地源熱泵1/3的市場(chǎng)份額。

　　去年底，清華同方人工環(huán)境有限公司的“高效滿液式水源熱泵機(jī)組”，通過(guò)了北京科學(xué)技術(shù)委員會(huì)組織的科技成果鑒定，該項(xiàng)目是國(guó)家“十一五”科技攻關(guān)項(xiàng)目，等于提前四年就完成了技術(shù)攻關(guān)。據(jù)介紹，該機(jī)組的制冷能效比可達(dá)到6.2，制熱達(dá)到3.68。

　　在清華同方人工環(huán)境有限公司總經(jīng)理范新看來(lái)，從1999年到2002年，是熱泵市場(chǎng)的示范期；從2003年到2005年，熱泵技術(shù)市場(chǎng)逐年遞增，進(jìn)入推廣期；2006年以后，全社會(huì)對(duì)熱泵技術(shù)的認(rèn)識(shí)已經(jīng)有了一次飛躍。“這跟‘十一五’提出節(jié)能20%目標(biāo)有很大的關(guān)系。”

　　除了清華同方，地源熱泵市場(chǎng)的活躍者，還有北京恒有源、山東富爾達(dá)、沈陽(yáng)第一冷凍機(jī)有限公司等。地源熱泵的市場(chǎng)空間很大，增長(zhǎng)很快，2006年大約為30億元，2007年可望達(dá)到50億。

　　范新告訴《中國(guó)投資》，地下水水源熱泵的實(shí)施成本大概每平米160～200元，根據(jù)地域性、建筑節(jié)能等級(jí)不同而上下浮動(dòng)。

　　沈陽(yáng)試點(diǎn)

　　沈陽(yáng)是水源熱泵認(rèn)識(shí)、推廣和使用最充分的城市。

　　沈陽(yáng)市地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用始于1997年。沈陽(yáng)市現(xiàn)有供熱面積1.58億平方米，其中公共建筑供熱面積為4000多萬(wàn)平方米，其余為民用建筑。沈陽(yáng)市每年公建和住宅的竣工量都在1000萬(wàn)平方米以上。2006年，沈陽(yáng)做出規(guī)劃，在“十一五”末期，沈陽(yáng)將在7000萬(wàn)平方米的建筑面積中，實(shí)現(xiàn)地源熱泵供暖。到目前為止，已有近300萬(wàn)的各類建筑利用地源熱泵系統(tǒng)供暖(冷)。其中地下水源熱泵技術(shù)使用最多，占到97%以上，而土壤源熱泵技術(shù)與污水源熱泵技術(shù)僅在個(gè)別工程中應(yīng)用。

　　從1999年沈陽(yáng)大力推廣地源熱泵項(xiàng)目開(kāi)始，到現(xiàn)在已有八九個(gè)年頭了。沈陽(yáng)地下水水溫大概是11至14度，回灌后水溫降至5至7度，這部分熱量通過(guò)地源熱泵技術(shù)，變?yōu)?0度左右的高品質(zhì)熱量，供室內(nèi)取暖。沈陽(yáng)廣泛運(yùn)用各種類型的熱泵，有污水源的、土壤源的，也有地下水源的等等，實(shí)現(xiàn)了100多個(gè)熱泵工程。

　　到目前為止，這些工程基本上都在正常運(yùn)行，就得到的反饋信息看，還沒(méi)有失敗的。其中污水源熱泵已經(jīng)良好運(yùn)行了兩個(gè)采暖季，現(xiàn)進(jìn)入第三個(gè)采暖季。作為試點(diǎn)城市的沈陽(yáng)目前水源熱泵項(xiàng)目較多，開(kāi)展得也比較好。因?yàn)樯蜿?yáng)比較寒冷，湖水和海水比較少，而且取水比較困難，所以目前應(yīng)用地下水的工程較多。

　　沈陽(yáng)市地源熱泵協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)郭曉朝對(duì)《中國(guó)投資》說(shuō)：“在試點(diǎn)過(guò)程中，沈陽(yáng)市積累了不少經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)存在并良好運(yùn)行的項(xiàng)目就是最好的經(jīng)驗(yàn)載體。熱泵雖然是政府導(dǎo)向的技術(shù)，但市場(chǎng)還是最終的主導(dǎo)，應(yīng)用它的好處是看得見(jiàn)摸得著的，沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益就不能生存”。

　　沈陽(yáng)市每年都有“拆煙囪”的計(jì)劃。地源熱泵技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使沈陽(yáng)市擺脫了過(guò)去傳統(tǒng)的工業(yè)面貌，人居環(huán)境得到了很大改善，湛藍(lán)的天空常現(xiàn)，空氣清新濕潤(rùn)，沈陽(yáng)變?yōu)榧扔袀鹘y(tǒng)工業(yè)又有新興產(chǎn)業(yè)、重視環(huán)保節(jié)能的現(xiàn)代城市。雖然已經(jīng)得到“森林城市”的美譽(yù)，沈陽(yáng)市還希望能變成一個(gè)綠色城市、花園城市。政府更是下大決心加快步伐發(fā)展地源熱泵項(xiàng)目，新措施不斷出臺(tái)，鍋爐房得到改善。

　　郭曉朝認(rèn)為：“地源熱泵是一項(xiàng)再生能源技術(shù)，類似風(fēng)能、太陽(yáng)能、地下能，貫穿了可持續(xù)發(fā)展理念，用地下循環(huán)能量來(lái)造福人類，環(huán)保綠色。現(xiàn)在中國(guó)的石油30%到40%靠進(jìn)口，地源熱泵的廣泛應(yīng)用將極大地優(yōu)化中國(guó)未來(lái)的能源結(jié)構(gòu)，能源利用多元化，大力發(fā)展可再生能源，為國(guó)家的能源安全提供有力保障”。