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能源危机引起对地源热泵重视
更新时间:2012/9/17  浏览次数:2331

在1912年瑞士的一份专利报告中,出现了"地源热泵"的概念。后来英、美两国提出了该项技术。1946年,美国第一台地源热泵系统在俄勒冈州的波兰特市中心区安装成功。但是没有引起社会广泛关注,所以在相关的技术和理论上都没有太大的发展。


世界第一次能源危机的出现和环境的恶化,在对新能源的开发和利用的背景下,因而地源热泵节能的特点受到了广泛的关注。这时,北欧国家在政府的大力支持下,科技工作者加大了地源热泵应用研究与开发力度,1974年起,瑞士、荷兰和瑞典等国家政府资助的示范工程逐步建立起来,地源热泵生产技术逐步完善。70年代后期,瑞典科学家开始研究地下开放式的循环采热系统。但这一时期的技术相对粗糙,在应用上会有很多实际的困难出现。


上世纪80年代,美国的地源热泵生产厂家十分活跃,成立了全国地源热泵生产商联合会,并逐步完善了安装工程网络。欧洲国家以瑞士、瑞典和奥地利等国家为代表,大力推广地源热泵供暖和制冷技术,国家政府采取了相应的补贴政策和保护政策,使得地源热泵生产和使用范围迅速扩大,这促进了地源热泵技术的成熟。此期美国的地源热泵生产和推广速度很快,技术产生了飞跃性的发展,成为世界上地源热泵生产和使用的头号大国。


上世纪90年代以来,欧美国家的科技工作者的联系更加密切。1995年的国际地热学术会上,国际地热组织发表了一篇关于应用土壤源热泵系统的调查报告,其中总结性地结论为:


(1)土壤源热泵系统是世界能源市场的成熟技术之一,与现存的用电供热/制冷技术相比具有稳定性能好、可靠性高、花费更少的优势;


(2)土壤源热泵系统经济上与燃油和燃气锅炉不相上下;

(3)如果考虑到包括环境效益、能源保障和长期利用在内,土壤源热泵系统是最好、技术含量最高的替代产品。

 

地源热泵在发达国家发展迅速


瑞士,是世界上应用地源热泵人均比例最高的国家,号称世界上土壤源热泵系统密度最大的国家。总数达到20万台以上。到1998年,土壤源热泵系统已经占有地源热泵安装市场的70%以上。瑞士地源热泵总装机容量的增加从上世纪70年代末一直延续至今,呈直线上升趋势。


奥地利,地源热泵生产技术和安装技术自成体系。奥地利国土面积平方公里,人口数量约750万。据1995年统计资料,土壤源热泵系统占地源热泵安装的65%以上。


美国,地源热泵系统已经安装了20万套以上,每年递增约20%,从2000年开始,每年可安装5-6万套地源热泵系统。美国每年新建独立家庭住宅(别墅)一百万座,其中四分之一采用地板采热方式。另一方面,美国政府部门通过多年的调研把地源热泵列为国家公用计划。美国政府已经资助了十几项重大的地源热泵实验示范项目,并在全国大范围鼓励市政部门和公立学校、医院等率先安装地源热泵采暖和制冷系统。


地源热泵在中国意义重大


在上海空调家庭拥有率已达到平均1台以上。然而,随着空调设备的日益普及,建筑耗能量势必将迅猛增加,对大气环境的污染也将日趋严重。而且在世界各国京都协议上,我国的环境污染问题引起世界各国的极大关注。


目前我国还是以煤为主要燃料,城市能源结构不合理,太阳能、地热、风能等清洁可再生能源在建筑中利用率还很低。我国现有建筑中95%达不到节能标准,新增建筑中节能不达标的仍超过八成,单位建筑面积能耗是发达国家的2至3倍,对社会造成了沉重的能源负担和严重的环境污染,已成为制约我国可持续发展的突出问题。


有关专家预计,我国现有建筑总面积400多亿平方米,随着城镇化的发展,预计到2020年将新增建筑面积约300亿平方米。如果城镇建筑全部达到节能标准,到2020年每年就可节省3.35亿吨标准煤、减少8000万千瓦时空调高峰负荷,相当于每年节省电力建设投资约1万亿元。因此,地源热泵的广泛应用可说是大势所趋。


进入2005年下半年,伴随《可再生能源法》实施日期临近,建筑节能已开始成为地产界的新热点,越来越多的开发商在国家政策引导与自身观念更新的情况下,都或多或少地在所开发的项目中使用了节能技术,而地源热泵技术又以污染小,效果好而成为各家看好的采暖技术。


我国以地下水为地热来源的热泵应用最多,最大单项工程使用建筑面积已达16万平方米。土壤源地源热泵发展最快,最大单项工程使用建筑面积已达13万平方米。1996年至今,在北京、山东、河南、辽宁、河北、江苏、浙江、湖北、上海、西藏等地都有地源热泵工程建成,全国地源热泵系统的应用面积估计超过2000万平方米。


近几年来,在政府的支持下,北京利用地源热泵技术为建筑物供暖(冷)的工程项目数量迅速增加。到2004年底,北京有500多万平方米的建筑利用地源热泵系统供暖(冷)。这些建筑既有普通住宅、办公大楼、高级宾馆,也有学校、幼儿园、商场、医院、敬老院、档案馆、体育场馆、厂房、污水场站、景观水池等。



我国长江流域及其周边地区有几个省市,是中国经济高速发达的地区,面积为平方公里,人口为5.5亿,国民生产总值约占全国的48%,是一个人口最密集,经济、文化比较发达的地区。按照我国建筑气候划分,该地区属于"夏热冬冷"地区。该地区供冷和供暖大致相当,冷暖负荷基本相同,故适合在该地区推广地源热泵技术,从而充分发挥地下蓄能的作用。


长江流域及其周围地区人口集中,能源消耗量大,污染问题突出,能源供给形势严峻。因此从节约能源,改善能源结构和保护环境这些问题考虑,也应该推广热泵这项节能技术。

 

地源热泵带来地暖、管材行业的革命


地暖行业的供暖现在主要以燃气和用电为主,在提倡绿色建筑、节能建筑、在我国想从根本解决环境和大气问题的总的形势下,地源热泵技术是一个根本解决目前世界环境问题、中国环境问题的技术。


而地源热泵技术最终实现还是脱离不开管材管件,在目前国内管材管件技术和材料相对依赖德国、美国、韩国的前提下,我们现有的管材管件能否与地源热泵技术相配套,还有待地暖企业和管材生产厂家认真的研究考察。


在地源热泵技术在我国大面积推广之前,不论是地暖装修企业还是管材管件生产厂家,都需要在思想和理论上有认识,以迎接我国新一轮建筑建材革命的到来。

 
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