王紅梅

(齊齊哈爾水務(wù)集團(tuán)有限公司黑龍江齊齊哈爾濱161000)

0 引言

地源熱泵是一項(xiàng)“古老”的新興技術(shù)，雖然其應(yīng)用過程曲折漫長，如今在我國也只能說是處在起步階段，在應(yīng)用中也存在這樣或那樣的問題，但是作為一種具有百年技術(shù)積累，資源蘊(yùn)藏豐富、開發(fā)利用相對(duì)簡便、經(jīng)濟(jì)效益較高的清潔能源，完全符合國家節(jié)能、環(huán)保、減排、可持續(xù)發(fā)展及多渠道開發(fā)利用新能源的政策。在我國能源需求不斷增長，世界傳統(tǒng)能源儲(chǔ)量日漸減少的今天，作為傳統(tǒng)能源的一個(gè)有效補(bǔ)充及潛在的替代方案，其應(yīng)用與發(fā)展必然具有遠(yuǎn)大的前景。

1 地源熱泵簡介

地源一詞是從英文“ground source”翻譯而來，漢語的內(nèi)涵廣泛，應(yīng)包括所有地下資源的含義。但在業(yè)內(nèi)，一般僅指地殼表層(小于400 m)范圍內(nèi)的低溫?zé)豳Y源，它的熱源主要來自太陽能，極少能量來自地球內(nèi)部的地?zé)崮??！暗卦礋岜谩钡母拍?，最早?912年由瑞士的專家提出，而該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用始于英、美兩國。1946年美國在波蘭特市建成了世界上第一個(gè)地源熱泵系統(tǒng)。二十世紀(jì)50年代，歐洲開始了研究地源熱泵的第一次高潮，但由于當(dāng)時(shí)的能源價(jià)格低，這種系統(tǒng)相對(duì)并不經(jīng)濟(jì)，因而未得到推廣應(yīng)用。直到二十世紀(jì)70年代初世界上出現(xiàn)了第一次能源危機(jī)，它才開始受到重視，技術(shù)逐漸成熟并迎來了飛躍性發(fā)展的機(jī)遇。美國的地源熱泵生產(chǎn)和推廣速度很快，現(xiàn)如今已成為世界上地源熱泵生產(chǎn)和使用的頭號(hào)大國。我國則早在二十世紀(jì)五六十年代開始嘗試運(yùn)用地源熱泵技術(shù)，1965年就研制成功國內(nèi)第一臺(tái)水冷式地源熱泵機(jī)組。但由于當(dāng)時(shí)國內(nèi)相對(duì)封閉、傳統(tǒng)能源亦不匱乏，因此一直發(fā)展緩慢。改革開放之后尤其是進(jìn)入二十一世紀(jì)以來才迎來了大發(fā)展的春天。

2 地源熱泵的基本原理

它是一種利用地下淺層低溫地?zé)豳Y源(常溫土壤或地下水)來實(shí)現(xiàn)制冷制熱的高效節(jié)能熱泵系統(tǒng)，利用地能分別可以在冬季作為熱泵供暖，同時(shí)大地儲(chǔ)存冷量，以備夏季供冷使用;相反在夏季作為冷源，同時(shí)儲(chǔ)存熱量以備冬季使用。地源熱泵具有以下特點(diǎn)：(1)地源熱泵屬于可再生能源，由于其可在冬夏兩季交互地蓄存冷熱量，同時(shí)地球表面吸收并蓄存了47%的太陽能，此能量是人類每年利用能量的總和的500倍之多，符合能源可持續(xù)性發(fā)展的大趨勢。(2)地源熱泵的污染物排放較低，據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載僅相當(dāng)于普通鍋爐供暖系統(tǒng)的30%。(3)地源熱泵屬經(jīng)濟(jì)高效的冷(熱)源，其利用的地能或地表淺層地能的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，這就使熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、高效性、經(jīng)濟(jì)性。(4)地源熱泵可以一機(jī)多用。它可以用于供暖、空調(diào)、生活熱水，其適用范圍廣闊，是一種極具發(fā)展?jié)摿?熱(冷)源。

3 黑龍江省及齊齊哈爾市地區(qū)冬季供暖熱源的現(xiàn)狀

北方城市冬季需要采暖，作為高寒地區(qū)的黑龍江省冬季采暖工作更是冬季民生問題的一項(xiàng)重要內(nèi)容?，F(xiàn)階段省內(nèi)采暖熱源常見的有以下幾種形式：(1)集中或分散的鍋爐房提供熱源。這是最常見的一種提供熱源方式。采用的燃料有燃煤、天然氣、燃油等。熱效率較低，污染較嚴(yán)重。(2)熱電聯(lián)產(chǎn)提供的熱源。這是近年來發(fā)展較快的一種熱源方式。在黑龍江哈、齊、牡、佳、大等城市均得以大力推廣應(yīng)用。其核心是利用發(fā)電余熱供暖。采用的燃料主要為燃煤。仍然存在熱效率較低，污染較嚴(yán)重等問題。(3)其它清潔能源提供熱源。常見的是水力、風(fēng)力發(fā)電的電能提供熱源等。地源熱泵也是這種熱源之一。

4 地源熱泵在齊市地區(qū)的應(yīng)用情況：

地源熱泵在齊齊哈爾市地區(qū)的應(yīng)用較早可追溯至二十世紀(jì)九十年代末。主要是利用地下水資源來實(shí)現(xiàn)提供熱源及冷源，其中以采暖熱源為主，但一直發(fā)展緩慢。雖然近3、5年無論從數(shù)量還是應(yīng)用范圍均較以往有較大發(fā)展，但在全市的采暖供熱面積中占有的比例仍然非常小，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)僅占可憐的2%～3%左右。

5 地源熱泵技術(shù)應(yīng)用存在的缺陷

為什么具有這么多優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)勢的這項(xiàng)清潔能源技術(shù)，在同為北方地區(qū)的沈陽地區(qū)能夠達(dá)到推廣應(yīng)用建筑面積達(dá)6 000多萬m2，在齊齊哈爾市地區(qū)卻不能得到廣泛的推廣與應(yīng)用?文中認(rèn)為除去齊齊哈爾市地區(qū)人們的認(rèn)知不足、政策扶持力度不夠等原因以外，這和地源熱泵技術(shù)應(yīng)用自身存在的一些缺陷分不開。(1)設(shè)備維修不便。在這里舉一個(gè)實(shí)際的案例，2004年春節(jié)將臨之際，采用地源熱泵為熱源采暖的“齊齊哈爾萬山紅娛樂中心”地源熱泵系統(tǒng)突然損壞，由于維修不便，在春節(jié)黃金檔期前后近半個(gè)月的時(shí)間，由于沒有備用供暖系統(tǒng)，中心只能停業(yè)，直接及間接經(jīng)濟(jì)損失以百萬元計(jì)，同時(shí)也造成了極其不好的社會(huì)影響。(2)業(yè)主各自為政，不成體系，難成規(guī)模化效益。由于是個(gè)別行為沒有統(tǒng)一規(guī)劃，布局非常分散，造成重復(fù)投資，效率低下未能充分體現(xiàn)地源熱泵的高效性及經(jīng)濟(jì)性。(3)個(gè)別經(jīng)銷商及業(yè)主，只追求經(jīng)濟(jì)效益，不能充分考慮社會(huì)及公眾利益，地下水回灌系統(tǒng)不按要求設(shè)計(jì)及安裝使用或不積極回灌，造成地下水資源的極大浪費(fèi)。當(dāng)然這也和技術(shù)要求較高有關(guān)系。(4)二次污染不能有效監(jiān)控。由于現(xiàn)存的地源熱泵系統(tǒng)均為業(yè)主自行掌控，缺乏有效的監(jiān)管機(jī)制，因此二次污染是否存在及如何控制不易或難以監(jiān)控。(5)公共資源被私自占用。地下水資源是全體市民的共有資源，那么它的開發(fā)利用就應(yīng)該由以政府為主體的管理機(jī)構(gòu)來主持。個(gè)別單位自行開發(fā)實(shí)際上已經(jīng)造成了對(duì)公共資源的“侵占”。如果大家都這么去做其勢必造成濫開濫采地下水資源的結(jié)果，這對(duì)地下水資源的有效合理、可持續(xù)性開發(fā)利用必將形成極其不好的深遠(yuǎn)影響。和國家在資源利用上的一貫立場背道而馳。齊市地區(qū)在全國大中型城市中相對(duì)而言，地下水資源算是較為豐富的。但自二十世紀(jì)八十年代以來，地下水資源的開采量逐年遞增，盡管如此也不能滿足生產(chǎn)、生活的需要，不得不自二十一世紀(jì)初興建大型地面水源地，以處理凈化地表(嫩江)水，作為一個(gè)極其重要的用水補(bǔ)充。以至于運(yùn)營成本急劇增加，如今水價(jià)在全國比較也是名列前茅，在一定程度上增加了生產(chǎn)、生活的成本。

6 存在問題的解決方案

通過以上論述提出以下幾點(diǎn)解決辦法：(1)政府有關(guān)部門及設(shè)備、技術(shù)供應(yīng)商應(yīng)加強(qiáng)宣傳推廣力度使廣大市民尤其是開發(fā)、供暖業(yè)主都對(duì)這項(xiàng)利國利民的技術(shù)有所認(rèn)知，只有形成社會(huì)共識(shí)，才有可能得到大家的認(rèn)可和廣泛應(yīng)用。(2)政府牽頭制定專項(xiàng)規(guī)劃、統(tǒng)一布局，合理利用資源，使地源熱泵的利用真正向集成化、規(guī)模化邁進(jìn)。(3)地源熱泵與地下水資源的開采有機(jī)結(jié)合，使之成為綜合利用的一個(gè)有機(jī)組成部分，相應(yīng)也就減少了地下水資源的無序開采及浪費(fèi)。(4)將地源熱泵熱源系統(tǒng)與城市供暖熱源系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，使之成為城市供暖熱源的一個(gè)有效的補(bǔ)充部分，如此則可以形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，這樣地源熱泵技術(shù)應(yīng)用在齊市地區(qū)才會(huì)有廣闊的前景。即走城市資源綜合開發(fā)利用的道路。

7 結(jié)論及前景展望

地源熱泵技術(shù)經(jīng)過近百年的發(fā)展已日臻成熟，所謂存在的問題大部也是綜合利用或配套設(shè)施不到位等原因造成的。為了更好地保護(hù)環(huán)境，合理地利用資源，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，包括地源熱泵在內(nèi)的清潔能源技術(shù)均有著廣闊的發(fā)展前景。2005年國家制定的《節(jié)能中長期專項(xiàng)規(guī)劃》指出要加快地?zé)岬瓤稍偕茉丛诮ㄖ镏械膽?yīng)用，地源熱泵迎來發(fā)展的歷史機(jī)遇。同年住房建設(shè)保障部將地源熱泵技術(shù)列為建筑業(yè)十項(xiàng)新技術(shù)之一，并相繼制定和出臺(tái)了相關(guān)政策，筆者有信心也有理由相信地源熱泵這項(xiàng)“古老”的新技術(shù)必將迎來一個(gè)大推廣和大發(fā)展的新時(shí)代。

［1］ 萬仁里.談地源熱泵，建筑熱能通風(fēng)空調(diào)［J］.2002第3期.

［2］ 王勇.地源熱泵的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，建筑熱能通風(fēng)空調(diào)［J］.2001(5).

［3］ 淺談地源熱泵起源與發(fā)展史，地源熱泵網(wǎng).

［4］ 時(shí)杉杉，姜雪松，傅靈玲，等.地源熱泵空調(diào)控制系統(tǒng)的變頻改造［J］.森林工程，2008，24(6)：25-28.