關于齊齊哈爾市地區地源熱泵應用的幾點淺見

王紅梅

(齊齊哈爾水務集團有限公司黑龍江齊齊哈爾濱161000)

0 引言

地源熱泵是一項“古老”的新興技術，雖然其應用過程曲折漫長，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積累，資源蘊藏豐富、開發利用相對簡便、經濟效益較高的清潔能源，完全符合國家節能、環保、減排、可持續發展及多渠道開發利用新能源的政策。在我國能源需求不斷增長，世界傳統能源儲量日漸減少的今天，作為傳統能源的一個有效補充及潛在的替代方案，其應用與發展必然具有遠大的前景。

1 地源熱泵簡介

地源一詞是從英文“ground source”翻譯而來，漢語的內涵廣泛，應包括所有地下資源的含義。但在業內，一般僅指地殼表層(小于400 m)范圍內的低溫熱資源，它的熱源主要來自太陽能，極少能量來自地球內部的地熱能。“地源熱泵”的概念，最早于1912年由瑞士的專家提出，而該技術的實際應用始于英、美兩國。1946年美國在波蘭特市建成了世界上第一個地源熱泵系統。二十世紀50年代，歐洲開始了研究地源熱泵的第一次高潮，但由于當時的能源價格低，這種系統相對并不經濟，因而未得到推廣應用。直到二十世紀70年代初世界上出現了第一次能源危機，它才開始受到重視，技術逐漸成熟并迎來了飛躍性發展的機遇。美國的地源熱泵生產和推廣速度很快，現如今已成為世界上地源熱泵生產和使用的頭號大國。我國則早在二十世紀五六十年代開始嘗試運用地源熱泵技術，1965年就研制成功國內第一臺水冷式地源熱泵機組。但由于當時國內相對封閉、傳統能源亦不匱乏，因此一直發展緩慢。改革開放之后尤其是進入二十一世紀以來才迎來了大發展的春天。

2 地源熱泵的基本原理

它是一種利用地下淺層低溫地熱資源(常溫土壤或地下水)來實現制冷制熱的高效節能熱泵系統，利用地能分別可以在冬季作為熱泵供暖，同時大地儲存冷量，以備夏季供冷使用;相反在夏季作為冷源，同時儲存熱量以備冬季使用。地源熱泵具有以下特點：(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，符合能源可持續性發展的大趨勢。(2)地源熱泵的污染物排放較低，據有關文獻記載僅相當于普通鍋爐供暖系統的30%。(3)地源熱泵屬經濟高效的冷(熱)源，其利用的地能或地表淺層地能的溫度一年四季相對穩定，這就使熱泵機組運行更可靠、穩定，保證了系統的穩定性、高效性、經濟性。(4)地源熱泵可以一機多用。它可以用于供暖、空調、生活熱水，其適用范圍廣闊，是一種極具發展潛力 熱(冷)源。

3 黑龍江省及齊齊哈爾市地區冬季供暖熱源的現狀

北方城市冬季需要采暖，作為高寒地區的黑龍江省冬季采暖工作更是冬季民生問題的一項重要內容?，F階段省內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，污染較嚴重。(2)熱電聯產提供的熱源。這是近年來發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用。其核心是利用發電余熱供暖。采用的燃料主要為燃煤。仍然存在熱效率較低，污染較嚴重等問題。(3)其它清潔能源提供熱源。常見的是水力、風力發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的應用情況：

地源熱泵在齊齊哈爾市地區的應用較早可追溯至二十世紀九十年代末。主要是利用地下水資源來實現提供熱源及冷源，其中以采暖熱源為主，但一直發展緩慢。雖然近3、5年無論從數量還是應用范圍均較以往有較大發展，但在全市的采暖供熱面積中占有的比例仍然非常小，據不完全統計僅占可憐的2%～3%左右。

5 地源熱泵技術應用存在的缺陷

為什么具有這么多優點、優勢的這項清潔能源技術，在同為北方地區的沈陽地區能夠達到推廣應用建筑面積達6 000多萬m2，在齊齊哈爾市地區卻不能得到廣泛的推廣與應用?文中認為除去齊齊哈爾市地區人們的認知不足、政策扶持力度不夠等原因以外，這和地源熱泵技術應用自身存在的一些缺陷分不開。(1)設備維修不便。在這里舉一個實際的案例，2004年春節將臨之際，采用地源熱泵為熱源采暖的“齊齊哈爾萬山紅娛樂中心”地源熱泵系統突然損壞，由于維修不便，在春節黃金檔期前后近半個月的時間，由于沒有備用供暖系統，中心只能停業，直接及間接經濟損失以百萬元計，同時也造成了極其不好的社會影響。(2)業主各自為政，不成體系，難成規?；б妗Ｓ捎谑莻€別行為沒有統一規劃，布局非常分散，造成重復投資，效率低下未能充分體現地源熱泵的高效性及經濟性。(3)個別經銷商及業主，只追求經濟效益，不能充分考慮社會及公眾利益，地下水回灌系統不按要求設計及安裝使用或不積極回灌，造成地下水資源的極大浪費。當然這也和技術要求較高有關系。(4)二次污染不能有效監控。由于現存的地源熱泵系統均為業主自行掌控，缺乏有效的監管機制，因此二次污染是否存在及如何控制不易或難以監控。(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，那么它的開發利用就應該由以政府為主體的管理機構來主持。個別單位自行開發實際上已經造成了對公共資源的“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果，這對地下水資源的有效合理、可持續性開發利用必將形成極其不好的深遠影響。和國家在資源利用上的一貫立場背道而馳。齊市地區在全國大中型城市中相對而言，地下水資源算是較為豐富的。但自二十世紀八十年代以來，地下水資源的開采量逐年遞增，盡管如此也不能滿足生產、生活的需要，不得不自二十一世紀初興建大型地面水源地，以處理凈化地表(嫩江)水，作為一個極其重要的用水補充。以至于運營成本急劇增加，如今水價在全國比較也是名列前茅，在一定程度上增加了生產、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解決辦法：(1)政府有關部門及設備、技術供應商應加強宣傳推廣力度使廣大市民尤其是開發、供暖業主都對這項利國利民的技術有所認知，只有形成社會共識，才有可能得到大家的認可和廣泛應用。(2)政府牽頭制定專項規劃、統一布局，合理利用資源，使地源熱泵的利用真正向集成化、規?；~進。(3)地源熱泵與地下水資源的開采有機結合，使之成為綜合利用的一個有機組成部分，相應也就減少了地下水資源的無序開采及浪費。(4)將地源熱泵熱源系統與城市供暖熱源系統有機結合，使之成為城市供暖熱源的一個有效的補充部分，如此則可以形成規模經濟，這樣地源熱泵技術應用在齊市地區才會有廣闊的前景。即走城市資源綜合開發利用的道路。

7 結論及前景展望

地源熱泵技術經過近百年的發展已日臻成熟，所謂存在的問題大部也是綜合利用或配套設施不到位等原因造成的。為了更好地保護環境，合理地利用資源，以實現節能減排、可持續性發展的戰略目標，包括地源熱泵在內的清潔能源技術均有著廣闊的發展前景。2005年國家制定的《節能中長期專項規劃》指出要加快地熱等可再生能源在建筑物中的應用，地源熱泵迎來發展的歷史機遇。同年住房建設保障部將地源熱泵技術列為建筑業十項新技術之一，并相繼制定和出臺了相關政策，筆者有信心也有理由相信地源熱泵這項“古老”的新技術必將迎來一個大推廣和大發展的新時代。

［1］ 萬仁里.談地源熱泵，建筑熱能通風空調［J］.2002第3期.

［2］ 王勇.地源熱泵的技術經濟分析，建筑熱能通風空調［J］.2001(5).

［3］ 淺談地源熱泵起源與發展史，地源熱泵網.

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