我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾十分突出,节能是我国的基本策略,是这“十一五”规划之中的重点,尤其是建筑节能,建筑能耗已占全国能源消耗近30﹪。建筑节能对于促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾,加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展,有着举足轻重的作用,也是保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观的一项重要举措。
快速发展的中国经济正面临着巨大的能源压力,资源、环境的约束要求传统的建筑建设方式必须改变,越来越突出的能源问题,使中国这个能源消耗大国意识到开发新能源和节约能源的重要性。
现向大家介绍推荐一种具有制冷/制热,双功能的中央空调--地源热泵系统(ground-sourceheatpumpsystem)。地/水源热泵空调在能源的提供上,取代了燃煤、燃油、燃气等一次性能源,而是利用大地表层中恒定、免费而可再生利用的低温地热能,把其转为高温能源,而加以利用,让能量在转移中生生不息,造福于人类。
地/水源热泵空调的主机是热泵(制冷机)装置,热泵装置它在制热时以水为热源而在制冷时以水为排热源,是以水为热源的可进行制冷/制热循环的一种热泵形整体式水-水-空气可逆式空调装置,整体称其为地/水源热泵空调系统。热源与排热源的采用有多种方式,在工程上,又把直接使用地下水的热泵空调系统,称为水源热泵空调,而间接地使用地下水的热泵空调系统,称为地源热泵空调。
热泵运行所需的低温能量是多样化的(可以是地下水、海洋、湖泊、河流等地表水、工业与生活废水、也可以是地下土壤储能等),以水为传媒,利用地热能交换系统,把蕴藏在浅层地下的能量提取上来(浅层地下是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳能量,它储存了取之不尽、用之不竭的可再生低温能源,这种能量我们称其为浅层地下低温地热能,这种低温地热能通过装置的提取与热泵机组的交换,转成为高品位可利用的能源),从而给建筑物的采暖与制冷提供了所需的能量。
地/水源热泵装置所需能量的提供,相对是免费并可循环使用的,加上它的工作能效比(COP)高于2005年3月1日国家规定的空调新能效比一级(3.4)以上,达4.5-5.5,并无燃烧、无排放、无污染,消耗少量的工作电能(输入1KW电能,可产出约4.5-5.5KW的能量,热泵是目前唯一能效比超过1的能量转换装置)就可保障它的常规运行,并具有洁净环保,高效节能,设备简单,初期投资少,后期运行费用较低之优点。区域性、分散形、规模可大而又可小(200平米-几十万平方米均可),这是它的特点,各建筑物与建筑群体的采暖与制冷系统均各自独立,无须大型热力供应站、热电厂和长距离而复杂的输送管网,既避免了城市热网的硕大的系统而带来殊多的调节、管理、热损耗上等不利因素,还可填补城市热网的盲区和解决边远地区的建筑物供暖制冷问题,能作为今后改造城市热网,解决边远地区建筑物供暖制冷的一种新的途径。另一个好处,在无须另行增加资金投入的情况下,解决了城市热网,无法实现的制冷需求问题。
能量提供广义上并不只限于给建筑物提供生活用能量,还可通过二次交换或再次加热,为某些如食品加工、印染干燥、分馏等工业过程中与日常生活上需要大量热能的单位提供能源。地/水源热泵空调系统,另一个优点在于利用其工作间息,可为该空调区域内的用户长期提供生活热水,还可通过综合设计和利用,为某些特殊行业(如洗浴、室内泳池等)提供大量低价资源。
而对新开发的房地产来讲,系统采用的是模块式设计,可根据工程的资金条件、需要、时间和建筑物的面积、进度及规模、档次而灵活配置。又,它采用微电脑PLC控制,有多种接口,为楼宇自动化、远程集中(通过互联网)管理提供了便利条件。
在设计上,应结合使用地的实际气候条件、地质、地下水等参数与热泵空调系统的特点、建筑物的用途和用户的具体要求,考虑其综合利用与合理配置问题,还应注意在冷热负荷参数上与传统空调的差异性,力求进一步做到节能、节水、节资的宗旨。如,在系统中配置一定比例的辅助热源、采用地/气联供等综合形式,可大幅度地节约前期资金的投入,增加设备的利用率。
地/水源热泵空调系统的未端装置在与各类风机盘管与空调组合机组组合时,可实现供暖与制冷,它采取了水-空气形式。如采用水-水形式,也可为建筑物室内目前广泛采用的低温地热盘管或高效暖气片等采暖装置供应热水,从而适用于传统的单供热形式。
对于地/水源热泵空调系统,中央电视台于2005年12月25日、2006年4月16日和2007年5月21日,分别在新闻联播,经济新闻和电影频道中,系统地介绍了地/水源热泵空调的节能环保、先进性和优越性,及其它的现况与在我国发展概况。据国土资源局统计,我国有2500亿吨标准煤的浅层地热源资源,这是一项在住宅、工商业和其他公用建筑上,供热、制冷空调领域中发挥重要节能环保作用的新技术,有着不可估量的经济与社会效应,蕴藏着巨大的商机。
它被列入国家发改委,发改能源〔2005〕2517号,国家发展改革委关于印发《可再生能源产业发展指导目录》的通知中,并要求推广、实施和使用的建筑节能项目。2005年11月30日,国家建设部、质量监督机检验检疫总局颁布了GB50366-2005《地源热泵系统工程技术规范》,该规范于2006年1月1日实施。
财政部与建设部于0六年九月四日联手发布了《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》以推动可再生能源在建筑领域的规模化应用。办法中规范了,专项资金支持的重点领域项目(利用土壤源热泵和浅层地下水源热泵技术供热制冷):专项资金使用范围:项目申报条件:项目申报过程:与此同时,为配合《办法》,财政部和建设部还联合制定了《可再生能源建筑应用示范项目评审办法》,以规范项目评审工作。对可再生能源建筑应用共性关键技术集成及示范推广等项目,根据经批准的项目经费给予全额或部分补助的优越政策。预计在“十一五”期间,浅层地能应用面积达2.4亿平方米。
财政部办公厅、住房和城乡建设部办公厅从“办法”颁布以来,每年都下达组织申报通知,0八年的《关于组织申报2008年可再生能源建筑应用示范项目的通知》己于0八年的六月二日下达,为“财办建[2008]64号”文件,通知可再生能源建筑应用承担单位按规定进行申报,由项目业主单位投资实施可再生能源建筑应用工程的,由业主单位申报。0七年全国共分三批,有二百多个项目申报,我市的申报单位有;内蒙古财政、发展大厦(内蒙古政府),富邦商务中心(呼和浩特市富邦新技术开发公司),机动车及驾驶人管理中心(呼和浩特市交警大队),内蒙古呼和浩特市巨海城九区住宅楼(内蒙古巨华房地产开发集团有限公司)。申报单位须保证申报表、申请报告等申报材料真实、准确,申报内容将作为项目检测验收依据。具体要求见《可再生能源建筑应用示范推广项目申报指南》请在住房和城乡建设部网站<http://www.mohurd.gov.cn>下载。
据0八年元月二十二日内蒙古财政、建设厅,关于转发财政部《关于下达第三批可再生能源建筑应用示范补助资金预算的通知》(内财建一[2007]867号)文件的内容,0七全区五个盟市8个项目确定为国家第三批可再生能源示范项目,共下达补贴资金3928万元。
关于地/水源热泵空调系统的有关政策、规范和要求,及其它的发展与各地的使用情况,请上建设部<http://www.cin.gov.cn>和各省、自治区财政、建设厅、各大节能、空调网站查阅。
地/水源热泵空调系统的设计关键,是地下能量的提供部分和循环技术,这关系到整套系统是否能在当地使用与否和成败的关键。要使用地/水源热泵,应遵照规范要求,必须对使用地的地质、地下水的情况有所了解,并做好具体使用地的地质、地下水的勘探工作。掌握准确资料,进行科学合理的论证,才能决定是否采用地/水源热泵空调装置,因而确定建立何种形式的冷/热源供应站。对于地/水源热泵空调系统的整套设计,还应根据建筑物的用途及该建筑物所在地的气候条件,用户要求而综合考虑设计,如我们内蒙、呼市地区,供热期(当年10月15日--次年4月15日)长于制冷期(6月底-9月初),而日温差较大,在设计上应充分考虑其气候与热泵特点,才能大幅度地降低前期投资,为大幅度降低前期投资应采用增加辅助热源等综合设计方案,采用增加辅助热源后,另一大优点在于避免了地/水源热泵空调系统技术上的一些问题。
地/水源热泵空调系统水源热泵空调技术中的地下部分,是一种开环式设计,是直接地利用了地下水(如打热源井),但使用深井有污染深层地下水的可能性。而地源热泵空调技术采取闭环式设计,特点是以土壤作为其冷热源,它通过其垂直或水平埋设在土壤中的土壤交换器(地埋管系统)与地下土壤耦合进行冷热交换,不同形式的地埋管系统,串、并联连接后,再通过不同的集管接入热泵主机,来达到向建筑物供热、供冷之目的。
据2006年7月10日《北方新报》首府新闻报道,呼市可再生能源在建筑中应用项目的申报,己经通过国家审核,首府呼和浩特将成为国家可再生能源在建筑中应用的示范城市。
地埋管热泵空调系统具有高效、节能、环保、节水、节资等特点,是理想的采暖制冷系统方案,符合环境保护、节约能源之国策,也迎合广大用户的综合需求,应大力推广、普及与应用(目前市政府正在引进的国际上先进的“土-气型地源热泵”就属于这种形式。早在2005年1月4日,美国“土-气型地源热泵”呼和浩特市区域应用项目研讨会在北京召开,会议的主题是推广地源热泵技术在呼和浩特市的应用,为呼市地区提供区域性供暖与制冷整体解决方案,实现节能环保可持续发展的战略目标。市领导肯定了地源热泵技术的先进性和可行性,并就如何在呼市开展地源热泵技术区域应用合作达成了一致的意见。地源热泵技术是分布式能源提供技术,是目前供热/制冷行业中最为先进的技术,代表了供热制冷领域内的长期发展方向。会上,科技部表示支持呼市采用地源热泵技术解决区域供暖、制冷和环保问题)。
随着国家、政府对节能法规、政策、通知、要求的制定、推广与落实,随着人们对节能意识的重视与对新技术的逐步认可,随着人们对生活环境要求的不断提高,随着房地产开发市场的进一步扩大,建筑节能产品在建筑上的使用率为迅速增长。在地方各级政府的大力支持下(本市有关部门正在审议与落入可行性方案,制订有关措施与规范要求),制冷/制热双功能大型地/水源热泵中央空调在呼市地区的广泛使用,只是一个时间问题而己。
伴着体制改革进一步的深入与各领域市场化推广的日益成熟,巨大的供暖/制冷市场商机己浮现,结合制冷/制热双功能大型地/水源热泵中央空调系统的普遍采用,一种新的市场服务运行模式诞生了,这就是原于欧美等发达国家和地区的冷/热源供应站模式,这一运行模式的提出与实施,挑战了传统的供热方式与供热体系,引入了一个新的,多元化的城市市政公用事业投融资机制,推进了市政公用事业市场化进程和体制改革的步伐。为市政热网涉及不到的区域和边远地区的各类公、民建筑、居民小区,住宅、别墅,解决供暖与制冷提供了一个便利条件。产生一批为广大市民优质服务的采暖与制冷配套服务企业,己为时不远。
呼和浩特市供热条例的即将颁布,加上这一模式的逐渐实施,单户计量装置的普及和新产品的不断涌现,为我们呼市和全区老百姓提供一个多层次、多方位、多选择、高标准的供热/制冷需求消费市场即将到来,这将会进一步改善我市人民的生活、工作、学习环境,营造一个更好地节能和谐的社会。
上述简介的地/水源热泵建筑采暖/制冷系统,几年前己进入我们内蒙,在呼市地区己有,内蒙古财政,发改大厦(十万多平米办公用,采用垂直闭环式设计),机动车及驾驶人管理中心(四万八千平米办公用),丽苑阳光小区二期(二万平米住宅)、义乌小商品市场(一万平米商用)、新亚太商厦(三万二千平米商用)、富邦商务中心(五万四千七百平米综合商用)、市水务局办公楼(四千三百平米办公)、地矿局三千米娱乐洗浴城(一万二千平米综合),内蒙古呼和浩特市巨海城九区住宅楼(二十一万六千四百平米住宅)等。包头地区有东河北京全聚得酒店(八千二百平米酒店)、九原物流(四千三百平米办公)等。
地/水源热泵建筑采暖/制冷系统在建筑节能中的应用,替代了传统的采暖与制冷方式,在建筑物的使用过程中节约了初投资与运行成本,更重要的是保护了环境。一项新技术的应用,尤其是地/水源热泵系统,它的能源来自地下,由地下水直接或间接地提供,在设计、选型和使用中,应因地制宜地去合理地对待与理解它,这才能很好地运行。上述介绍的本市地区的现有用户单位,或多或少都存在一些问题,主要原因在于外地厂商对我市的地下水与地质情况了解不深,使一些很易解决与避免的问题得不到落入。地/水源热泵建筑采暖/制冷系统在建筑节能中的应用这一项目,目前在我市并未得到大规目的推广。
人们所关心的前期投入(整体造价)与后期运行费用问题,我们可以与加入本市热网之费用相比较:
目前我市“城市热网”的入网费约为120元/平米,交纳该费用后,热管网只能送到小区或楼宇路口,进入小区和楼宇的管线和室内的采暖设施需用户自行投入配置,产生了双重费用。
而本系统如无特殊要求,整体造价与“城市热网”的入网费相差无几,而无需支付额外的投入,并可同时实行部分制冷功能。
因本系统使用的能源是免费的,消耗的只是工作电能。以目前我市大用户的电费标准运行,整体的采暖/制冷费用,在建设部规范的建筑中、在合理的规则下、综合地去运行,全年每平米的运行费用,不会超过热网采暖费的收取标准(每平米公共3.35元,居民2.95元),然至更低。
节能产品的优点才于先期投入与后期运行费用均低于传统方式。如能在前期设计上加以综合利用考虑,再在后期的运行管理上下一些功夫,两项费用还可进一步地降低。