日前,記者采訪了西安制冷學會理事長、中國建筑西北設計研究院有限公司暖通設計所副總工程師王謙,他提出,發(fā)展地源熱泵要因時因地制宜,實事求是。地源熱泵節(jié)能,并不是一個噱頭。在工程中應用地源熱泵技術,不應該是為了爭取示范項目的榮譽,或是為了政策性資金補貼的實惠,而應該是實現(xiàn)節(jié)約能源,這才是推廣它的真正意義。
“源”是根本
王謙告訴記者,要使用地源熱泵系統(tǒng),首先要關注的就是當?shù)氐乃牡刭|條件、資源條件以及建筑物的能耗特點和實際用能需求,要從科學、發(fā)展的觀點出發(fā),客觀地研判是否適宜采用地源熱泵系統(tǒng)和采用何種形式的地源熱泵系統(tǒng)。“沒有最好的系統(tǒng),只有最適宜的系統(tǒng)。地源熱泵是否可以應用以及應用哪種形式的地源熱泵,都要根據實際情況因地制宜地選擇。”
在王謙看來,“源”是系統(tǒng)運行成功的根本,“源”的質和量直接決定了系統(tǒng)的成敗。地源熱泵系統(tǒng)由地熱能交換系統(tǒng)、熱泵機組和建筑物內系統(tǒng)組成。后兩個系統(tǒng)即便再成熟完善,如果“源”滿足不了工程的需求,整個系統(tǒng)運行就無從談起。實際上,在《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范》中已經明確規(guī)定,地源熱泵系統(tǒng)方案設計前,要對淺層地熱能資源進行勘察。但事實上,這一重要環(huán)節(jié)在工程中卻往往被忽視。在很多地區(qū),審查的程序不嚴格、不完善,甚至出現(xiàn)了本末倒置的現(xiàn)象。所謂本末倒置,就是本應先有地熱資源勘察報告,據此論證,而后確定設計方案;但結果常常是先確定了系統(tǒng)的設計方案,再按照方案“反提”對地源的技術要求,實則就是根本沒有進行必要的勘察。王謙說,這種情況將會導致非常嚴重的后果,甚至會造成整個系統(tǒng)的失效。
王謙尤其提醒,不要想當然地使用熱泵系統(tǒng),一定要經過科學勘察。要先了解源的情況,然后再做項目,而不是為了使用地源熱泵而強行上馬,這是非常不科學的。此外他還表示,現(xiàn)有的《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范》作為地源熱泵系統(tǒng)工程的專業(yè)性全國通用技術規(guī)范,對地源熱泵系統(tǒng)的設計、施工和驗收進行了規(guī)范。但是,該規(guī)范更偏重于對系統(tǒng)的要求,他建議對資源方面的相關規(guī)定,還需要進一步的完備和深入。
可持續(xù)發(fā)展
前幾年地源熱泵作為一個新生事物,很多人并不接受;而如今大家爭相使用,大量的地源熱泵項目快速上馬。這個過程既讓人感到欣喜,同時也讓人有一絲擔憂。這種憂慮,一方面來源于前文所述的,一些項目上馬盲目,缺乏科學依據;另一方面則來源于,大量的項目不能規(guī)范地利用地下水資源,不能保證正確回灌,會對地下水文和地質結構造成影響,甚至是破壞,同時也會殃及空調系統(tǒng)安全的可持續(xù)使用。
關于地下水水源熱泵的使用,《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范》明確規(guī)定,必須采取可靠的回灌措施,確保地下水全部回灌到同一含水層,不得對地下水資源造成污染及浪費。
這是規(guī)范的強制性規(guī)定,要求實現(xiàn)100%回灌。然而很多工程的實際情況卻幾乎與規(guī)范的要求背道而馳??梢哉f,國內地下水源熱泵工程中,存在回灌不充分問題的十有七八。王謙分析說,之所以會產生回灌不充分的問題,主要有幾個方面的原因。一方面是回灌技術還需要進一步完善,一些工程的施工隊伍水平不高,成井工藝和技術有缺陷,導致達不到回灌要求;另一方面是地質情況決定了一些工程回灌難度很大,比如一些細沙土的滲透性比較差,回灌困難。而最為重要的,其實還是相關的監(jiān)管審查機制不夠嚴格。所以,要科學合理地開發(fā)利用資源,就必須加強前期審核和后期監(jiān)管。對于那些不能充分回灌的工程,要有嚴格的處罰機制。否則地下水資源大規(guī)模使用,又不能充分回灌,將對當?shù)氐牡刭|狀況造成嚴重破壞,甚至會導致地面塌陷,給人類的生產生活帶來危害。
而對于埋管式地源熱泵項目,相關的監(jiān)管就更為粗放。眾所周知,地熱資源是可再生資源,因此,一般意義上講,埋管式地源熱泵基本上不會對地熱資源造成破壞,這也是埋管式地源熱泵系統(tǒng)得以大規(guī)模推廣的原因所在。但是,如果項目沒有科學布局、合理使用,也很容易造成系統(tǒng)運行效率越來越低。王謙說,采用地埋管地源熱泵系統(tǒng),熱響應、干擾測試以及建筑體的全年能耗分析都是不可缺少的重要內容。此外,如果地下熱能交換系統(tǒng)不能做到基本保證冬、夏季的能量平衡,就更可能導致地下土壤溫度場的持續(xù)變化,從而影響到系統(tǒng)運行效率,最終不但沒有節(jié)能,反而浪費了能源。
“地上”與“地下”的配合
一個成功的地源熱泵系統(tǒng),其實需要的是“地上”與“地下”的完美配合。對暖通設計師來說,空調末端就是地源熱泵系統(tǒng)最直接的用戶,所以就更要對整個系統(tǒng)、尤其是地下?lián)Q熱部分有整體的認識與把控。王謙告訴記者,要上馬一個項目,作為一個合格的設計師,要綜合考慮多方面的因素。
首先,就是要遵守當?shù)氐恼摺⒎ㄒ?guī),比如對地下水地源熱泵系統(tǒng)的使用,應嚴格執(zhí)行當?shù)厮畡詹块T的相關規(guī)定,不得隨意使用地下水資源。
其次,要看工程所在區(qū)域的資源條件。一般來講,在地埋管熱泵工程中,熱響應實驗、干擾試驗都特別重要,對于這些數(shù)據,暖通設計師一定要了然于胸。對于地下水源熱泵,則應該對地下水的質量有詳細的了解。
最后,則是要進行經濟技術比較,地源熱泵前期投入相對較大,要看甲方的經濟條件是否允許。除此之外,地埋管地源熱泵需要占用較大場地,這些資源類問題都需要綜合考量。
王謙說,暖通空調行業(yè)發(fā)展多年,機械制冷技術非常成熟,使用十幾年甚至幾十年還仍然服役的系統(tǒng)比比皆是。所以,就更要關注地下系統(tǒng)的運行。目前有些地源熱泵系統(tǒng)運行效率逐漸變差,很大原因就在于對地下情況沒有足夠了解,或者是資源不足,或者是選址布井不合理,或者是施工過程中出現(xiàn)了問題,日后系統(tǒng)管理不善,這些都直接影響到了整個系統(tǒng)。所以說,要應用好地源熱泵系統(tǒng),就要做到“地上”知道“地下”事。