北京市地源熱泵技術(shù)應用現(xiàn)狀

本文詳細介紹了地源熱泵技術(shù)及在全國的應用概況并對北京市地源熱泵示范項目進行了節(jié)能效果分析。

關(guān)鍵詞：地源熱泵 節(jié)能 地源熱泵技術(shù)及在全國的應用概況
　　地源熱泵是一個廣義的術(shù)語，它包括了使用土壤、地下水和地表水作為熱源和冷源的系統(tǒng)，即地下土壤熱交換器地源熱泵系統(tǒng)、地下水熱泵系統(tǒng)、地表水(湖水、河水、海水及污水)熱泵系統(tǒng)。

　　地源熱泵供暖(冷)系統(tǒng)通過吸收大地的能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源，冬季從大地吸收熱量，夏季向大地放出熱量，再由熱泵機組向建筑物供冷供熱，是一種利用可再生能源的高效節(jié)能、無污染的既可供暖又可制冷的新型空調(diào)供暖系統(tǒng)，可廣泛應用于商業(yè)樓宇、公共建筑、住宅公寓、學校、醫(yī)院等建筑物。據(jù)專家測算，我國淺層地能資源潛力巨大，僅百米內(nèi)的土壤每年可采集的低溫能量約為1.5×1012kW，而百米內(nèi)地下水的每年可采集的低溫能量約為2.2×108kW，分別相當于目前我國發(fā)電裝機容量4億kW的3750倍和一半。

　　地源熱泵系統(tǒng)在冬季供暖時，不需要鍋爐或增加輔助加熱器，沒有氮氧化物、二氧化硫和煙塵的排放，因而無污染。由于是分散供暖，大大提高了城市能源安全。簡單的系統(tǒng)組成，使得地源熱泵系統(tǒng)無需專人看管，也無需經(jīng)常維護，運行和維護費用低。簡單的控制設備，運行靈活，系統(tǒng)可靠性強。沒有冷卻塔和其它室外設備，節(jié)省占地和空間。通常機組壽命均在15年以上。供暖(冷)的同時，可提供生活熱水。

　　在我國，地源熱泵的研究起始于20世紀80年代，最近5年，該項技術(shù)成了國內(nèi)建筑節(jié)能及暖通空調(diào)界熱門的研究課題，并開始大量應用于工程實踐。自1996年至今，在北京、山東、河南、遼寧、河北、江蘇、浙江、湖北、上海、西藏等地建成了地源熱泵工程，全國地源熱泵系統(tǒng)的應用估計超過2000萬平方米，地源熱泵技術(shù)正被越來越多的人們所了解。

北京市地源熱泵示范項目節(jié)能效果分析
　　到2004年底，北京有500多萬平方米的建筑利用地源熱泵系統(tǒng)供暖(冷)。大的建筑如金四季購物中心有118000平方米，小的建筑如海淀外國語學校體育館4000平方米。

　　據(jù)初步了解，目前，已經(jīng)形成了一批提供熱泵技術(shù)、產(chǎn)品和服務的廠家，如北京恒有源科技發(fā)展有限公司、山東富爾達公司、清華同方、富萊克斯、上海開利、中科能、東宇制冷、山東荷澤熱泵廠等。還有一批從事地源熱泵技術(shù)設計的單位。在北京地區(qū)，掌握地源熱泵技術(shù)的系統(tǒng)集成商大約有20多家。

　　我們針對北京的地源熱泵示范項目作了一些分析。

　　海淀區(qū)法院項目，該建筑為辦公樓，建筑面積28978平方米，為普通非保溫建筑。2003～2004年一個采暖季，在既供暖、又供新風和熱水的情況下，每平方米耗電量26.12度，折合標準煤10.23公斤。如與采用燃煤鍋爐房供暖，能耗每平方米25公斤標準煤相比，節(jié)能59％。

　　松麓飯店項目。該項目屬于賓館建筑，建筑面積10400平方米，是既有的普通非保溫建筑，也是北京市統(tǒng)計局信息咨詢中心監(jiān)測的11個采用地源熱泵技術(shù)中耗能排行第二高的項目，2003～2004年一個采暖季，在既供暖，又大量供應熱水的情況下，每平方米耗電48.82度，折合標準煤19.13公斤，如與原燃煤鍋爐房供暖能耗每平方米25公斤標準煤相比，節(jié)能24％。

　　北京菊兒胡同小區(qū)，小區(qū)用地下水熱泵供暖。每平米供暖折標準煤15公斤，比原燃煤鍋爐房供暖能耗每平方米25公斤標準煤相比，節(jié)能40%，投資增量回收期約為6年。

　　通過對典型項目的比較分析可以看出，使用地源熱泵技術(shù)，僅供暖，可節(jié)省能源30-50％。

　　根據(jù)現(xiàn)有實際工程測算，地下水式地源熱泵，系統(tǒng)初投資為300-400元/平方米；土壤地源熱泵系統(tǒng)，初投資約為350-450元/平方米。總體地說，初投資比之目前常規(guī)燃煤鍋爐房供暖系統(tǒng)，高出1-3倍，比之熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)，高出34％—150％。但這種比較均未計算傳統(tǒng)供熱輸送基礎設施投資，也未量化計算地源熱泵系統(tǒng)除供暖，還能制冷，提供新風、熱水的帶來的成本節(jié)約。

　　根據(jù)北京市統(tǒng)計局信息咨詢中心對采用地源熱泵技術(shù)的11個項目的冬季運行分析報告，在供暖的同時，還供冷、供熱水、新風的情況下，單位面積費用支出從9.48-28.85元不等，63％的項目低于燃煤集中供熱的采暖價格，全部被調(diào)查項目均低于燃油、燃氣和電鍋爐供暖價格。據(jù)專家初步計算，使用地源熱泵技術(shù)，投資增量回收期約為4-10年。

推廣應用中存在的主要問題
　　目前，地源熱泵技術(shù)在推廣應用過程中存在的主要問題表現(xiàn)在以下幾個方面。

　　首先，由于我國長期以來對于節(jié)約能源和保護環(huán)境的宣傳教育不夠，沒有形成強大公共輿論和社會環(huán)境，使得社會各方對于使用節(jié)能技術(shù)和設備缺乏緊迫感，積極性、主動性不夠。此外，地源熱泵技術(shù)開發(fā)使用過程短，社會對其認知不足，尤其是業(yè)主單位的主要決策人員的認知不足，直接影響此項新型能源技術(shù)的廣泛使用。

　　其次，地源熱泵技術(shù)的初投資看似偏高，影響著一些業(yè)主對于采用該技術(shù)的選擇。但該系統(tǒng)免除了能源傳遞輸送過程的基礎設施投資，以及該系統(tǒng)還能同時供冷和供新風，綜合成本大大節(jié)約的這種價格優(yōu)勢，并未能被業(yè)主全面認識。

　　第三，設計問題。設計單位普遍對此項能源技術(shù)不甚了解，在設備選型中不予使用或者使用不恰當。

　　第四，對傳統(tǒng)能源使用存在慣性。如北京市已經(jīng)形成了使用傳統(tǒng)能源的基礎設施、管理服務設施和體系，傳統(tǒng)的能源使用方式也在進行技術(shù)改造，擴大用戶，形成規(guī)模，事實上形成了與新型可再生能源使用的競爭和沖突問題。

八點建議：
　　第一，即刻著手組織進行科學權(quán)威的經(jīng)濟、技術(shù)、環(huán)境評價。

　　第二，在能源使用政策中給予新型可再生能源以應有的地位。

　　第三，制定地方能源使用種類和區(qū)域布局的專門規(guī)劃，明確地方的能源使用技術(shù)路線，從整體規(guī)劃中安排新型可再生能源的使用范圍。

　　第四，制定鼓勵使用新型可再生能源的經(jīng)濟政策。

　　第五，使設計開發(fā)單位成為新型可再生能源使用的積極倡導者和實踐者。

　　第六，對于政府投資工程，強制使用技術(shù)成熟的可再生能源替代傳統(tǒng)能源。

　　第七，加大對于傳統(tǒng)的能源使用制度的改革。