杨卫波：地源热泵的探寻者——专访扬州大学能源与动力工程学院副教授杨卫波

文/余 明

人物简介：

杨卫波，扬州大学能源与动力工程学院建筑环境与设备工程系副主任，工学博士，博士后，副教授，中国制冷学会高级会员，江苏省工程热能物理学会理事。长期致力于地源热泵利用方面的理论研究与工程应用，研究方向涉及地热能利用与太阳能热利用中的传热传质问题及热泵节能技术，在地源热泵研究上享有很高的学术声誉。

PEOPLE

采访杨卫波老师的那天是在一个下午。我们来到扬州大学已经是夕阳西下。

初见杨卫波，笔者对他的第一映像是温文儒雅。傍晚时的办公室略显得有些安静，夹杂着下课时的嘈杂声混合出校园独有的气氛。在这样的氛围中，我们听他聊起了地源热泵

一寻 中外地源热泵的差异

国家“十二五”规划期间，地热能应用作为重点的能源结构在进行推广。由于地源热泵具有高效节能以及可再生性等特点，得到国家的大力推广和广泛应用。2009年，扬州市场上地源热泵的使用逐渐增多，地源热泵市场得到较快发展。2010年，扬州被评为全国第2批可再生能源应用示范城市，得到国家8 000万元的节能补贴，更是为地源热泵的发展带来了新的机遇，因此地源热泵市场前景广阔。然而，近些年扬州市场上地源热泵的大力推广和广泛应用不得不让杨卫波对这种井喷式的发展有些担忧。“在推广和规范问题上，地源热泵还有待于进一步解决和提高。”杨卫波解释道，“地源热泵从节能性角度来看，产品本是好的，但是具体如何去运用，从设计、施工、安装到硬性管理等每个环节都要做好，如果用得好就节能，用得不好就不节能。”

2012年2—8月，为期半年的美国Oklahoma State University（俄克拉何马州立大学）访问令杨卫波对美国地源热泵的应用留下了深刻的印象。“美国和中国在地源热泵的应用领域有很大的区别。”据杨卫波介绍，美国地源热泵在运用上远比中国做得好。相比而言，美国土地运用较广，而中国国内土地使用有限，挖井很深，这对成本造价都带来了很大的压力，并可能产生许多问题。诸如成本一高，加上热回收效果不好，地源热泵产品的节能性无法得到保证。美国地源热泵多用于别墅及商用与公用建筑，在埋管规模上控制得比较好，尤其对于地下土壤热平衡的控制做得较完善；国内则大面积用于居民建筑，埋管规模较大，且土壤热平衡调控措施不到位，容易造成长期运行后的地下“冷热堆积”。虽然地源热泵在技术上要求并不太高，但同样也需要专业的设计安装人员来进行操作。杨卫波曾参加美国国际地源热泵协会（IGSHPA）举办的地源热泵设计师培训会，并对美国的考核制度很是赞同，“在美国，地源热泵设计师必须持证上岗，经过严格的设计师培训后，取得资格证才能去安装地源热泵埋管，这些在外国做得非常到位，并非像国内的偷工减料以及埋管回填不好等问题的出现，而这些问题都会对地源热泵的节能产生很大的影响。”

二寻 地源热泵推广在农村

随着我国新农村建设步伐的越来越快，农村能源问题一直受到国家的广泛关注，并且长期困扰着我国农村的可持续发展。虽然“节能补贴”、“家电下乡”等一系列惠民政策在农村推广卓有成效，但是农村在节能领域市场潜力依然巨大。在美国，地源热泵在家庭别墅上得到广泛的应用。结合中国现状，鉴于美国地源热泵的应用领域，杨卫波认为，如果能将美国地源热泵的应用思路转移到中国农村市场，这对节能更加具有意义。据了解，目前，地源热泵在推广和使用上仍集中于城市，然而中国农村地广，且大部分人口集中在农村，城市只是中国十几亿人口的一小部分。“如果地源热泵能在农村得到推广，节能潜力是无限量的。”杨卫波解释道。而今，一方面，价格因素一直是制约地源热泵在农村推广的主要原因。“地源热泵产品价格有点贵，如果国家能在政策上加以扶持，给予补贴，例如政府出资一半或三分之一去装机组，地源热泵也可以在农村推广开来。”另一方面，农民对新技术的接受能力不足也对地源热泵的推广带来阻力。杨卫波认为，“中国农民和美国农民在思想观念上有很大的区别。美国是发达国家，农民对一些新产品、新技术的接受能力很强。而中国农民则不同。因此，这需要国家在观念上加强对农村的推广，并且以新农村建设作为试点，然后逐渐扩展。如果这两方面能得到解决，地源热泵就可以在农村使用。”

我国是农业大国，能源问题也一直困扰着农业的发展。“地源热泵如果能在农业生产中应用，同样也是一股不可忽视的力量。”杨卫波向本刊介绍道。而今，反季节农业温室大棚成为农业发展的重要组成部分。提高蔬菜大棚内温度一般以电加热为主，能源消耗大且利用率低。而利用地源热泵产品可满足农业全天候，反季节的规模化生产，其优点既能创造出舒适的生态环境，又高效节能，运行费用低。“在农村，只要有冷热的地方都可以去解决。不管是冷和热也好，我们都可以去控制环境。国外农业这块做得比较多，中国刚刚起步，需要推广。”

三寻 地源热泵研究新方向

地源热泵是一种环保节能型空调技术，但是单一热源热泵本身存在着各自的缺点。太阳能因太阳辐射照度随季节与昼夜的变化而不稳定。而太阳能与地热能的组合具有很好的互补性。因此，太阳能的储藏以及太阳能和地源热泵组合便成为杨卫波今后的研究方向之一。“对于今后的前期研究就是把太阳能和地源结合起来。太阳能热泵供热不供冷，太阳能只做热源，对室内进行供热，太阳能和地热能便可以交替使用，太阳能多余了可以储存在地下。但是太阳能地源热泵适合在北方使用，不适合南方。”

另外，结合扬州产业优势，太阳能光伏产业的光伏能也同样引起了杨卫波的研究兴趣。他认为，“现在扬州有很多太阳能光伏产业，光伏发电最大的问题便是光电板温度越高，光伏发电效率越低。如何在光电板发电的同时有效降低其表面温度，提高发电效率，显得尤为关键。热降温度需要冷却，热冷却用热泵蒸发器吸热，将热取掉用于供暖或生活热水，从而实现在提高光伏发电效率的同时也有效利用了热量，光伏能就有了很大的发展潜质。另外在建筑节能方面，尤其是相变墙体、相变地板等方面也是我今后想研究的方向，但是这些都需要一段过程。”

后 记：

地源热泵研究是扬州大学的一大特色。笔者在采访中了解到，扬州大学和许多企业厂家一直保持紧密的联系，重点培养学生的动手能力并拥有学校自己的地源热泵实验室。采访结束后，杨老师带我们参观了扬州大学地源热泵实验室，实验室的规模之大，设备之全不禁令笔者赞叹不已。正是这种“内外兼修”的办学条件，才使得扬州大学在地源热泵的研究道路上继续开拓下去。