鄭克棪：地源熱泵的明天在中國

伴隨地源熱泵工程應(yīng)用的快速增長，為適應(yīng)市場急速膨脹的巨大需求，國內(nèi)地源熱泵生產(chǎn)企業(yè)迅速發(fā)展。10年來，我國生產(chǎn)熱泵機(jī)組的廠商由世紀(jì)初的幾家，已發(fā)展至超過200家，分布在山東、北京、深圳、大連、杭州、蘇州、廣州等地。國產(chǎn)品以水-水系統(tǒng)的大機(jī)組為主，主流是螺桿式壓縮機(jī)+殼管式換熱器，也有渦旋式壓縮機(jī)+板式換熱器或套管式換熱器的模塊式機(jī)組，大型機(jī)能達(dá)2000-3000kW制熱(制冷)量，也有小型適應(yīng)家庭使用的小于10kW機(jī)，但以50-2000kW為主要產(chǎn)品。除熱泵主機(jī)外，熱泵相關(guān)配件和PE管線等的生產(chǎn)廠家還有100多家。另外，國外知名品牌的熱泵公司也陸續(xù)登陸中國，建立生產(chǎn)基地或合資企業(yè)，產(chǎn)品就地供應(yīng)中國市場。同時(shí)，設(shè)計(jì)和施工隊(duì)伍也迅速擴(kuò)大，目前全國該行業(yè)的設(shè)計(jì)和施工隊(duì)伍超過10萬人。

作為行業(yè)活躍的標(biāo)志，全國各地每年多次召開地源熱泵相關(guān)的展覽會、研討會，2010年全國地源熱泵行業(yè)高層論壇參加者450多人，創(chuàng)行業(yè)大會人數(shù)的z*高記錄?？稍偕茉磪f(xié)會和資源綜合利用協(xié)會的地源熱泵專業(yè)委員會，以及中國能源研究會地?zé)釋I(yè)委員會都舉辦各類地源熱泵培訓(xùn)班，每年不下20場，加快培養(yǎng)初級和中級技術(shù)人才;相關(guān)專業(yè)的大學(xué)畢業(yè)生和碩士生、博士生供不應(yīng)求。所有這些，充分體現(xiàn)了行業(yè)大發(fā)展的欣欣向榮局面。 更為重要的是，國家政府給與了政策和資金上的大力支持。一方面是政策性的支持，如《可再生能源法》、《節(jié)約能源法》中都對行業(yè)扶持有所規(guī)定，有具體給予補(bǔ)助的實(shí)施條例，還有中長期能源發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)。另一方面是公益性的扶持，比如國土資源部布置各地開展淺層地?zé)崮艿馁Y源評價(jià)，劃出地源熱泵的適宜開發(fā)區(qū)和較適宜開發(fā)區(qū)，避免用戶的風(fēng)險(xiǎn)損失。2010年國土資源部和天津市人民政府共同支持在天津試點(diǎn)，完成了天津市淺層地?zé)崮苜Y源評價(jià)，包括地源熱泵和水源熱泵的適宜區(qū)和較適宜區(qū)的劃分;現(xiàn)在正接續(xù)開展典型示范工程建設(shè)，包括樣板工程和相應(yīng)的一系列地溫和環(huán)境監(jiān)測。讓全國各地政府和工程用戶更相信地源熱泵項(xiàng)目的節(jié)能減排能力和環(huán)境效益，從而保障今后行業(yè)的健康發(fā)展。

利用溫度下限過高：行業(yè)發(fā)展的癥結(jié)

據(jù)2010年世界地?zé)岽髸慕y(tǒng)計(jì)，截止至2009年，世界地源熱泵應(yīng)用的排名序列前5位是：美國、中國、瑞典、挪威、德國。

表一

鄭老介紹，從表格中可以看出，中國地源熱泵行業(yè)有自身的特點(diǎn)：一是中國主要為大樓建筑服務(wù)，以大型熱泵居多，因此熱泵總數(shù)少;二是中國的利用溫度偏高。其中，上限的36攝氏度，是天津利用地?zé)峁┡菜臏囟热嵩倮?，除此之外，上限溫度也?5攝氏度，與其他國家基本持平;但是，下限溫度遠(yuǎn)高于世界先進(jìn)國家。

下限溫度過高，在鄭老看來，這正是我國地源熱泵行業(yè)發(fā)展的瓶頸。他舉例說，瑞典和挪威的許多地域在北緯60度，他們都可以成功地利用地源熱泵，而我國在哈爾濱(北緯45度)卻還不敢嘗試做地源熱泵供暖，這是因?yàn)闃I(yè)內(nèi)有些人士擔(dān)心“冷熱不平衡”問題。

對此，鄭老解釋說，其實(shí)，大地并不是一個封閉的“盒子”，越往地球中心，溫度越高，地球表面的熱量如果被取走，地心的熱量就會逐漸補(bǔ)充過來，所以說地?zé)崾强稍偕茉?。它并不是夏?ldquo;存”多少熱量，冬季才能“取”多少，這種所謂的“平衡”是沒有科學(xué)依據(jù)的。鄭老介紹說，經(jīng)過長期的監(jiān)測，已經(jīng)證明了“冬夏不平衡”問題無須擔(dān)憂。比如，北京4個月120天供暖期內(nèi)，在剛開始供暖時(shí)，地下溫度降低很快，第一個月從15攝氏度降低到9攝氏度。但是過了嚴(yán)寒期，隨著熱泵負(fù)荷逐漸減小，到了2月份，雖然還在供暖，但是地下溫度已經(jīng)開始上升。當(dāng)4個月供暖期全部結(jié)束時(shí)，地下溫度已經(jīng)恢復(fù)了了80%，剩下的20%在夏季完全能夠得以恢復(fù)。

所以，降低利用溫度的下限，這將是行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的突破口。鄭老補(bǔ)充說，在項(xiàng)目開始時(shí)，一定要按照規(guī)范的要求做熱響應(yīng)實(shí)驗(yàn)，以此確定打多少孔，能取出多少熱，并可以通過計(jì)算機(jī)模擬運(yùn)行30年看看效果如何，這樣經(jīng)過了測試和模擬運(yùn)行，就可以大膽地降低利用溫度的下限，仍然能夠收到理想的效果。五年內(nèi)中國地源熱泵將成為世界第一