蘭州人防大廈的鍋爐工陳師傅已經兩年不和“煤”打交道了。兩年前,蘭州人防大廈引進了被聯合國選定為“清潔能源示范項目”的“地溫空調”。這種新技術讓陳師傅徹底從“煤堆”里“解放”了出來。和陳師傅一樣,隨著“地溫空調”技術的推廣使用,我國越來越多的鍋爐工開始告別“濃煙粉塵”。
“地溫空調”的專業名稱為“地源熱泵”。我國的“地溫空調”技術起源于上世紀九十年代。1996年6月我國第一臺“地溫空調”設備在山東富爾達空調設備有限公司研制成功。截至目前,我國的“地溫空調”技術取得了很大的發展,僅富爾達公司就已經取得了11項國家專利,產品已運用到北京菊兒胡同小區、柳州科技大廈、北京警察學院、大連星海灣物業公司招待樓等國內2000多家單位,使用面積達到3000多萬平方米。
上世紀九十年代以前,世界熱泵專家曾預言熱泵技術只有在發達國家才用得起,但聯合國能源組織的國際熱泵專家對北京友誼醫院、首鋼籃球中心等采用“地溫空調”的建筑物進行現場考察后,發現中國的地源熱泵技術發展很快。目前,這項新技術已經從單一的供暖到供暖供冷、供生活熱水,熱源也從單純的使用地下水發展到使用江水、河水、湖水和城市污水、海水等多種形式。
中國建筑學會暖通空調委員會理事長、中國建筑科學研究院空氣調節研究所所長徐偉介紹說,地源熱泵供暖空調系統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能、無污染的既可供暖又可制冷的新型空調供暖系統,可廣泛應用于商業樓宇、公共建筑、住宅公寓、學校、醫院等建筑物。他認為未來十年我國“地溫空調”技術將得到大力發展。
徐偉說,目前空調的熱源有兩種模式:一種是以空氣為熱源,包括集中式空氣源,而另一大類則是以各種水源(如地下水、江水、湖水、河水、海水及廢水等)為熱源。不論是夏季還是冬季,北京地區的地下水常年穩定在14攝氏度至16攝氏度之間,而空氣的溫度夏季高達38攝氏度左右,冬季可低至零下15攝氏度左右。冬天可以把地下水的“熱能”提取出來供暖,夏天則把地下水的“冷能”提取出來供冷。
業內通常將土壤、地下水和地表水這些低品位的熱能稱之為淺層地能(一般溫度低于25攝氏度)。據專家測算,我國淺層地能資源潛力巨大,僅百米內的土壤每年可采集的低溫能量相當于1.5乘以10的12次方千瓦的電能,而百米內地下水每年可采集的低溫能量大約相當于2.2乘以10的8次方千瓦的電能。
目前,我國越來越多的城市開始鼓勵使用“地溫空調”技術。北京市九個部門聯合下發文件,從今年7月1日起以現金補助形式鼓勵促進“地溫空調”的發展,如果建筑物采用地下(表)水源熱泵每平方米補助35元,如果采用地源熱泵和再生水源熱泵每平方米補助50元;沈陽市則要求新建建筑大力采用“地源熱泵”,并專門制訂了給予資金支持等措施。
現在我國北方大部分地區采用燃煤鍋爐供暖,據環保部門測試,燃燒一噸煤要排放15公斤粉塵、20公斤二氧化硫、七公斤氮化物,而用地源熱泵技術,采用土壤、井水、湖泊等天然能源,這些污染就可以避免了。徐偉介紹說,和常規空調系統相比,地源熱泵不僅可以減少污染物的排放,而且在節能方面的效果比較顯著,冬季節能在20%至50%左右,夏季節能在10%至20%左右。
據介紹,20世紀50年代歐洲和美國開始了研究地源熱泵的第一次高潮,直到20世紀70年代,世界石油危機使得人們關注節能,地源熱泵的推廣應用迅速展開。經過50多年的發展,地源熱泵技術在北美和歐洲已非常成熟,在美國地源熱泵系統占整個供暖空調系統的20%,目前美國地源熱泵的銷量以每年20%的速度遞增。我國氣候條件與美國比較相似,所以北美的地源熱泵方式對我國更具借鑒意義。建設部日前推出了《地源熱泵系統工程技術規范》,對“地溫空調”的設計、施工及驗收進行了技術規范。
稿源: 中國科技信息 編輯: 高傳