地能的利用使博物館告別煙囟和冷卻塔,很好地保持了古遺址的原貌。 有沒有這樣一種建筑,不用耗電的空調(diào)、不用燃?xì)獾腻仩t,就能使房間實現(xiàn)冬暖夏涼?你也許會想到陜北高原上的窯洞,但你可能還不知道,隨著一種適用于建筑采暖和制冷的新技術(shù)的問世,我們就可以利用腳下源源不斷的地溫能源,把處在繁華都市的高樓大廈變成可與窯洞媲美的生態(tài)建筑,從而享受節(jié)能環(huán)保的冬暖夏涼。 這就是神奇的“熱泵”技術(shù)。該技術(shù)已經(jīng)被專家們認(rèn)定是目前最為節(jié)能、最為舒適的空調(diào)技術(shù)之一,也被我國列入大力推廣的能源利用技術(shù)行列。 感受“恒溫”的地下博物館 在剛剛過去的“十一”黃金周里,位于咸陽塬上的漢陽陵博物館每天擁進(jìn)上千名游客。徜徉在這座全國首家人與文物最近距離接觸的全地下博物館中,眾多的游客都感受到一個特別的現(xiàn)象,就是這里的空氣很流通,不時有股股清涼的風(fēng)迎面襲來,帶給人自然清新的感覺。 博物館帝陵管理辦公室的李曉峰主任告訴記者,由于博物館在建設(shè)中采用了先進(jìn)的水源熱泵空調(diào)設(shè)備,不僅能達(dá)到夏季制冷、冬季供熱的節(jié)能運(yùn)行效果,還有效地解決了地下館空氣流通不暢的問題,使位于地下的參觀區(qū)和辦公場所能常年保持溫度恒定和空氣流通。 水源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源(也稱地能,包括地下水、土壤或地表水等)既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源,即在冬季,通過水源把地能中的熱量“取”出來,供給室內(nèi)采暖;夏季,把室內(nèi)的熱量“帶”出來,釋放到大地中去。 省煤田地質(zhì)局186隊總工程師、水資源專家王興向我們解釋了這種技術(shù)的原理:在地表以下20米深的地方為變溫帶,溫度隨著季節(jié)而發(fā)生變化;20米以下,數(shù)百米以上為恒溫帶,溫度基本保持在20℃左右,幾乎不受環(huán)境氣候變化的影響,冬季比地面環(huán)境空氣高,夏季比地面環(huán)境空氣低。與傳統(tǒng)的深層地?zé)崮茉床煌@種淺層的地溫能源來自于大地所吸收儲藏的太陽能,因此是可再生的,取之不盡,用之不竭的能源。所以只需要通過打井把處于恒溫帶的地下水抽取上來,通過能量交換就能使地面建筑達(dá)到供冷和供熱的效果。同時,通過密閉的系統(tǒng)把交換過的地下水再次回灌到地下,以保證循環(huán)利用和環(huán)境保護(hù)。 告別鍋爐實現(xiàn)冬暖夏涼 據(jù)漢陽陵博物館的設(shè)備工程師趙峰介紹,這套從法國進(jìn)口的水源熱泵空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在今年夏天隨著博物館的開放正式投入供冷,在炎炎暑期,每天為博物館7856平方米的建筑提供26℃的恒溫,而耗電量一小時只有幾十度,節(jié)能效果非常顯著。更特別的是,還是這套設(shè)備,只需轉(zhuǎn)換一下閥門,在今年冬天就可以給博物館輸暖了。 水源熱泵系統(tǒng)完全打破了傳統(tǒng)中央空調(diào)的技術(shù)模式,不再需要在室內(nèi)來“創(chuàng)造”熱量或者冷量,而只是在大地和室內(nèi)之間“轉(zhuǎn)移”能量。在冬天用少量的電力將熱量送入室內(nèi);而在夏天,過程恰恰相反,室內(nèi)大量的熱量被輕松地轉(zhuǎn)移至土壤中,室內(nèi)得到?jīng)鏊目諝?。而且無需鍋爐房、不用冷卻塔,不燃煤、不燃?xì)?、不燃油,與常規(guī)空調(diào)和采暖系統(tǒng)相比節(jié)能在50%左右。 在距離博物館百米外的小樹林里,記者找到了為博物館提供冷熱能源的三個井口。與傳統(tǒng)的地?zé)峋煌?,這三口井只有150米~160米深,一口為抽水井,兩口為回灌井。博物館的管理人員告訴記者,采用了水源熱泵,不需要建煙囪,也不需要蓋冷卻塔,使整個博物館從外觀上很好地保持了古遺址的風(fēng)貌。 作為一種有益于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的冷熱源形式,我國建設(shè)部從2005年開始大規(guī)模推廣熱泵項目,水源熱泵的應(yīng)用也引起了國內(nèi)建設(shè)設(shè)計單位、房地產(chǎn)商和生產(chǎn)廠商以及公眾的廣泛興趣,去年以來,在我國北方的很多城市都開始廣泛地推廣。 陜西工程勘察研究院技術(shù)顧問、中國能源研究會地?zé)嵫芯繉<液槟遂o教授稱熱泵技術(shù)開辟了地?zé)崮茉蠢玫娜峦緩?。她告訴記者,地?zé)崮茉床⒉皇菍V傅責(zé)崴?,而是指地下的熱能。從?yán)格意義上講,地?zé)崴怯邢薜?,不可再生的,而地下的熱能是無窮的。我國把地?zé)崮茉磩澣肟稍偕茉吹男辛校褪侵鲝堅诘責(zé)崮茉吹拈_發(fā)利用上,更多地使用熱能,也就是說,要以水為載體,把地下無盡的熱能帶到地面,通過交換,予以利用,而水源則通過回灌達(dá)到循環(huán)利用的效果。從目前來看,水源熱泵技術(shù)正是實踐這種利用方式的最好途徑。 更節(jié)電的中央空調(diào) 據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,西安最早使用水源熱泵的是豐盛園小區(qū)。該小區(qū)是我市較早使用地?zé)峁┡男^(qū),原有的一口地?zé)峋?,隨著小區(qū)供暖面積的擴(kuò)大,已不能滿足需求,只能采用燃油鍋爐補(bǔ)充供暖,成本非常高。但同時,每天用于供暖的上千噸的地?zé)崴菜捎诘貌坏匠浞掷?,?2℃的高溫下就被白白排走,非常浪費(fèi)。2003年年初,該小區(qū)采用了高溫水源熱泵,回收地?zé)嵛菜挠酂徇M(jìn)行供暖,將地?zé)嵛菜疁囟冉档偷?0℃排放,最大限度地提高了熱能利用率。同往年相比,在增加了供暖面積7萬平方米的情況下,節(jié)省燃油300多噸,減少了環(huán)境污染,節(jié)能效益非常明顯。 據(jù)專家介紹,水源熱泵在加溫或者制冷的過程中也需要消耗一定的電量,但與傳統(tǒng)的中央空調(diào)相比,熱效率更高,每投入1千瓦的電能,就能產(chǎn)生4千瓦的熱能或冷能。更重要的是,水源熱泵從根本上改變了傳統(tǒng)的能源利用方式,解決了燃煤鍋爐和水冷機(jī)組造成的一系列能源、環(huán)境及占地等方面的問題,尤其適用于別墅區(qū)、大型工廠、醫(yī)院、學(xué)校、居民小區(qū)等新建或者改建項目。王興等幾位專家甚至預(yù)測,如果水源熱泵的成本能夠降下來,甚至可以在我國北方地區(qū)的農(nóng)村大規(guī)模地推廣,從而改變農(nóng)村單一燃煤的能源結(jié)構(gòu),改善農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境。 新技術(shù)與水資源的困局 記者了解到,目前除了豐盛園小區(qū)以外,西安僅有個別幾家單位和小區(qū)開始利用水源熱泵,除了該項目先期投資大、受空間面積限制等因素外,我市相關(guān)部門對水資源的管理嚴(yán)格,嚴(yán)禁私自開采地下水,也在一定程度上限制了水源熱泵在西安地區(qū)的推廣使用。 專家告訴記者,西安市過去曾因過度開采地下水而導(dǎo)致地下水位急劇下降,并引發(fā)了地裂縫、地面沉降等地質(zhì)問題。最近幾年,水務(wù)部門加大了對地下水的管理力度,關(guān)閉了大批自備井,遏制了地下水過度開采的狀況,有效改善了地下水位持續(xù)下降的局面。 因此,在西安推廣使用水源熱泵,是否會對地下水再度造成威脅,也成了有關(guān)部門和專家們關(guān)注的話題。采訪中,很多的專家都強(qiáng)調(diào):使用水源熱泵的關(guān)鍵就是要做到回灌。因為一處區(qū)域的地下水是有限的,如果只抽取不回灌,不僅可能使巨資建設(shè)的熱泵系統(tǒng)在幾年后因水位下降而陷入癱瘓,還可能造成地裂縫、地面沉降等嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)害。而只要保證做到同層抽取、同層回灌,水源熱泵就不會對地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成影響。因此,專家們呼吁,有關(guān)部門應(yīng)及時加強(qiáng)對這一技術(shù)的試點(diǎn)和研究,既不能因噎廢食限制一種節(jié)能技術(shù)的推廣,又不能放任自流,造成資源的巨大浪費(fèi)甚至破壞環(huán)境。 期待新能源的未來 實際上,除了地下水外,地?zé)嵛菜?、工業(yè)廢水、地下污水、湖水、海水等等都可以成為水源熱泵的水源。水源水經(jīng)過熱泵機(jī)組后,只交換了熱量,水質(zhì)幾乎沒有發(fā)生變化,經(jīng)過回灌至地層或者重新排入地表水體后,不會造成對于原有水源的污染。因此,業(yè)內(nèi)人士呼吁我市借鑒北京的做法:積極引導(dǎo)優(yōu)先發(fā)展再生水源熱泵(含污水、工業(yè)廢水等)、積極發(fā)展地源熱泵(土壤源),適度發(fā)展地下(表)水源熱泵(含地下水、河流、湖泊、地?zé)岬龋?,鼓勵熱泵系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營。 記者了解到,目前,西安市高新區(qū)的一家企業(yè)已經(jīng)率先采用了地源熱泵,繞過了取地下水的矛盾。據(jù)了解,地源熱泵被國外專家稱為“21世紀(jì)最節(jié)能環(huán)保的空調(diào)技術(shù)”,與水源熱泵相比,地源熱泵無需開采地下水,而是通過打多個井在地下鋪設(shè)U型管網(wǎng),灌入自來水去循環(huán)交換地下恒溫層的能量,更符合環(huán)保節(jié)能的要求。但這種系統(tǒng)相比水源熱泵投資更大、對空間面積的要求也更高,僅僅適用于擁有開闊地的建筑使用。 盡管目前還有包括西安在內(nèi)的一些城市的主管部門對于推廣水源熱泵采取謹(jǐn)慎的態(tài)度,但國內(nèi)的很多專家卻都非??春盟礋岜眉夹g(shù)對于改善能源利用結(jié)構(gòu)的作用。 專家們指出,采暖、空調(diào)、生活用熱是一般民用建筑物用能的主要部分,隨著國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和人民生活水平的提高,需求越來越大。在發(fā)達(dá)城市,夏季空調(diào)、冬季采暖與供熱所消耗的能量已占建筑物總能耗的40%~50%。目前,冬季采暖大量使用燃煤鍋爐、燃油鍋爐,給城市大氣環(huán)境造成了極大的污染。因此,利用地?zé)岬惹鍧嵞茉创嬖绣仩t供暖是一個有益而可行的方案。在這樣的背景下,水源、地源熱泵等節(jié)能效果顯著的空調(diào)設(shè)備發(fā)展?jié)摿o疑是巨大的。專家呼吁,只有把地?zé)崮茉撮_發(fā)利用納入環(huán)境經(jīng)濟(jì)規(guī)劃,才能充分有效地發(fā)揮其替代作用。記者陳穎 新聞鏈接 西安:地?zé)崴_發(fā)走可持續(xù)之路 西安很早就開始了地?zé)崴Y源的開發(fā)利用,尤其在上世紀(jì)90年代,許多企事業(yè)單位先后鉆鑿地?zé)崴_展地?zé)崴膳⑾丛?、養(yǎng)殖、娛樂等項目。截至目前,西安市正在運(yùn)行的熱水井128眼,年開采量500萬噸,主要是利用于洗浴、采暖、種植、養(yǎng)殖、醫(yī)療、娛樂等方面。 在多年的運(yùn)行中,我市地?zé)崴拈_發(fā)利用也存在利用效率偏低、重開發(fā)輕保護(hù)、市區(qū)內(nèi)陸熱水井過密等問題。據(jù)水資源專家王興告訴記者,西安市大部分的地?zé)崴陂_采初期都能自流,但近年來隨著開發(fā)程度的不斷提高,水位降低越來越大,有些井水位埋深已超過200米。地?zé)崴鲌鲆舶l(fā)生了明顯的變化,形成了數(shù)個明顯的降水漏斗。 針對地?zé)崴疅o序開發(fā)導(dǎo)致地?zé)崴怀掷m(xù)下降的問題,為使地?zé)崴Y源可持續(xù)利用,西安市水務(wù)局從2002年接管地?zé)崴芾砺毮芎螅芸煺{(diào)整了地?zé)崴_發(fā)利用的方向和思路。在資源配置方面重點(diǎn)支持那些與旅游、休閑、娛樂聯(lián)系在一起的,能夠賦予地?zé)崴呃麧櫋⒏呋貓?、高附加值的項目。對那些利用項目單一、效益差、資源浪費(fèi)嚴(yán)重的項目,原則上不予審批,同時引導(dǎo)原來用地?zé)崴膳膯挝唬蛘珜?dǎo)的梯級開發(fā)、綜合利用方向轉(zhuǎn)移,符合條件的要求其進(jìn)行地下水回灌。 北京:多項措施推廣熱泵空調(diào) 今年7月1日起,北京發(fā)改委等9部門聯(lián)合發(fā)文,鼓勵新建或改造的辦公樓、工廠廠房、醫(yī)院、賓館、學(xué)校、大型商場、商務(wù)樓等公共建筑以及住宅樓和農(nóng)村集中建設(shè)的住宅采用熱泵系統(tǒng),鼓勵燃煤、燃油鍋爐改用熱泵系統(tǒng),以提高熱泵系統(tǒng)在城市供暖中所占的比例。同時宣布北京新建或改建的公共建筑以及居民住宅樓授權(quán)用熱泵系統(tǒng)進(jìn)行供暖制冷的,市政府有關(guān)部門將根據(jù)市規(guī)劃委核定的建筑面積從北京市固定資產(chǎn)投資中安排一次性補(bǔ)助,補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)為:地下(表)水源熱泵35元/平方米,地源熱泵和再生水源熱泵50元/平方米。對此,業(yè)內(nèi)人士預(yù)測,該政策的實施將進(jìn)一步拉動北京熱泵機(jī)組的消費(fèi)投入。 |