关于齐齐哈尔市地区地源热泵应用的几点浅见

王红梅

(齐齐哈尔水务集团有限公司黑龙江齐齐哈尔滨161000)

0 引言

地源热泵是一项“古老”的新兴技术，虽然其应用过程曲折漫长，如今在我国也只能说是处在起步阶段，在应用中也存在这样或那样的问题，但是作为一种具有百年技术积累，资源蕴藏丰富、开发利用相对简便、经济效益较高的清洁能源，完全符合国家节能、环保、减排、可持续发展及多渠道开发利用新能源的政策。在我国能源需求不断增长，世界传统能源储量日渐减少的今天，作为传统能源的一个有效补充及潜在的替代方案，其应用与发展必然具有远大的前景。

1 地源热泵简介

地源一词是从英文“ground source”翻译而来，汉语的内涵广泛，应包括所有地下资源的含义。但在业内，一般仅指地壳表层(小于400 m)范围内的低温热资源，它的热源主要来自太阳能，极少能量来自地球内部的地热能。“地源热泵”的概念，最早于1912年由瑞士的专家提出，而该技术的实际应用始于英、美两国。1946年美国在波兰特市建成了世界上第一个地源热泵系统。二十世纪50年代，欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮，但由于当时的能源价格低，这种系统相对并不经济，因而未得到推广应用。直到二十世纪70年代初世界上出现了第一次能源危机，它才开始受到重视，技术逐渐成熟并迎来了飞跃性发展的机遇。美国的地源热泵生产和推广速度很快，现如今已成为世界上地源热泵生产和使用的头号大国。我国则早在二十世纪五六十年代开始尝试运用地源热泵技术，1965年就研制成功国内第一台水冷式地源热泵机组。但由于当时国内相对封闭、传统能源亦不匮乏，因此一直发展缓慢。改革开放之后尤其是进入二十一世纪以来才迎来了大发展的春天。

2 地源热泵的基本原理

它是一种利用地下浅层低温地热资源(常温土壤或地下水)来实现制冷制热的高效节能热泵系统，利用地能分别可以在冬季作为热泵供暖，同时大地储存冷量，以备夏季供冷使用;相反在夏季作为冷源，同时储存热量以备冬季使用。地源热泵具有以下特点：(1)地源热泵属于可再生能源，由于其可在冬夏两季交互地蓄存冷热量，同时地球表面吸收并蓄存了47%的太阳能，此能量是人类每年利用能量的总和的500倍之多，符合能源可持续性发展的大趋势。(2)地源热泵的污染物排放较低，据有关文献记载仅相当于普通锅炉供暖系统的30%。(3)地源热泵属经济高效的冷(热)源，其利用的地能或地表浅层地能的温度一年四季相对稳定，这就使热泵机组运行更可靠、稳定，保证了系统的稳定性、高效性、经济性。(4)地源热泵可以一机多用。它可以用于供暖、空调、生活热水，其适用范围广阔，是一种极具发展潜力 热(冷)源。

3 黑龙江省及齐齐哈尔市地区冬季供暖热源的现状

北方城市冬季需要采暖，作为高寒地区的黑龙江省冬季采暖工作更是冬季民生问题的一项重要内容。现阶段省内采暖热源常见的有以下几种形式：(1)集中或分散的锅炉房提供热源。这是最常见的一种提供热源方式。采用的燃料有燃煤、天然气、燃油等。热效率较低，污染较严重。(2)热电联产提供的热源。这是近年来发展较快的一种热源方式。在黑龙江哈、齐、牡、佳、大等城市均得以大力推广应用。其核心是利用发电余热供暖。采用的燃料主要为燃煤。仍然存在热效率较低，污染较严重等问题。(3)其它清洁能源提供热源。常见的是水力、风力发电的电能提供热源等。地源热泵也是这种热源之一。

4 地源热泵在齐市地区的应用情况：

地源热泵在齐齐哈尔市地区的应用较早可追溯至二十世纪九十年代末。主要是利用地下水资源来实现提供热源及冷源，其中以采暖热源为主，但一直发展缓慢。虽然近3、5年无论从数量还是应用范围均较以往有较大发展，但在全市的采暖供热面积中占有的比例仍然非常小，据不完全统计仅占可怜的2%～3%左右。

5 地源热泵技术应用存在的缺陷

为什么具有这么多优点、优势的这项清洁能源技术，在同为北方地区的沈阳地区能够达到推广应用建筑面积达6 000多万m2，在齐齐哈尔市地区却不能得到广泛的推广与应用?文中认为除去齐齐哈尔市地区人们的认知不足、政策扶持力度不够等原因以外，这和地源热泵技术应用自身存在的一些缺陷分不开。(1)设备维修不便。在这里举一个实际的案例，2004年春节将临之际，采用地源热泵为热源采暖的“齐齐哈尔万山红娱乐中心”地源热泵系统突然损坏，由于维修不便，在春节黄金档期前后近半个月的时间，由于没有备用供暖系统，中心只能停业，直接及间接经济损失以百万元计，同时也造成了极其不好的社会影响。(2)业主各自为政，不成体系，难成规模化效益。由于是个别行为没有统一规划，布局非常分散，造成重复投资，效率低下未能充分体现地源热泵的高效性及经济性。(3)个别经销商及业主，只追求经济效益，不能充分考虑社会及公众利益，地下水回灌系统不按要求设计及安装使用或不积极回灌，造成地下水资源的极大浪费。当然这也和技术要求较高有关系。(4)二次污染不能有效监控。由于现存的地源热泵系统均为业主自行掌控，缺乏有效的监管机制，因此二次污染是否存在及如何控制不易或难以监控。(5)公共资源被私自占用。地下水资源是全体市民的共有资源，那么它的开发利用就应该由以政府为主体的管理机构来主持。个别单位自行开发实际上已经造成了对公共资源的“侵占”。如果大家都这么去做其势必造成滥开滥采地下水资源的结果，这对地下水资源的有效合理、可持续性开发利用必将形成极其不好的深远影响。和国家在资源利用上的一贯立场背道而驰。齐市地区在全国大中型城市中相对而言，地下水资源算是较为丰富的。但自二十世纪八十年代以来，地下水资源的开采量逐年递增，尽管如此也不能满足生产、生活的需要，不得不自二十一世纪初兴建大型地面水源地，以处理净化地表(嫩江)水，作为一个极其重要的用水补充。以至于运营成本急剧增加，如今水价在全国比较也是名列前茅，在一定程度上增加了生产、生活的成本。

6 存在问题的解决方案

通过以上论述提出以下几点解决办法：(1)政府有关部门及设备、技术供应商应加强宣传推广力度使广大市民尤其是开发、供暖业主都对这项利国利民的技术有所认知，只有形成社会共识，才有可能得到大家的认可和广泛应用。(2)政府牵头制定专项规划、统一布局，合理利用资源，使地源热泵的利用真正向集成化、规模化迈进。(3)地源热泵与地下水资源的开采有机结合，使之成为综合利用的一个有机组成部分，相应也就减少了地下水资源的无序开采及浪费。(4)将地源热泵热源系统与城市供暖热源系统有机结合，使之成为城市供暖热源的一个有效的补充部分，如此则可以形成规模经济，这样地源热泵技术应用在齐市地区才会有广阔的前景。即走城市资源综合开发利用的道路。

7 结论及前景展望

地源热泵技术经过近百年的发展已日臻成熟，所谓存在的问题大部也是综合利用或配套设施不到位等原因造成的。为了更好地保护环境，合理地利用资源，以实现节能减排、可持续性发展的战略目标，包括地源热泵在内的清洁能源技术均有着广阔的发展前景。2005年国家制定的《节能中长期专项规划》指出要加快地热等可再生能源在建筑物中的应用，地源热泵迎来发展的历史机遇。同年住房建设保障部将地源热泵技术列为建筑业十项新技术之一，并相继制定和出台了相关政策，笔者有信心也有理由相信地源热泵这项“古老”的新技术必将迎来一个大推广和大发展的新时代。

［1］ 万仁里.谈地源热泵，建筑热能通风空调［J］.2002第3期.

［2］ 王勇.地源热泵的技术经济分析，建筑热能通风空调［J］.2001(5).

［3］ 浅谈地源热泵起源与发展史，地源热泵网.

［4］ 时杉杉，姜雪松，傅灵玲，等.地源热泵空调控制系统的变频改造［J］.森林工程，2008，24(6)：25-28.