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2024年11月24日
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地源熱泵系統是一種利用地球淺層地熱資源進行供暖和制冷高效節能的空調系統。在當前國際社會比以往任何時候都更加關注節能減排、環境保護、可持續發展的大背景下，在我國以建設資源節約型、環境友好型社會的主旋律下，地源熱泵這一有著近百年歷史的技術，以其環保性與節能性統一的顯著優勢受到各界的青睞，并呈迅猛發展態勢，廣泛應用在辦公樓、賓館、學校、宿舍、醫院、飯店、商場、別墅、住宅等領域。 （本專題組稿得到了國務院原參事王秉忱大師的指導，特此致謝！）
優勢
——屬可再生能源利用技術,生態環境效益顯著。地源熱泵的污染物排放，與電供暖相比，減少70％以上，如果結合其它節能措施，節能減排效果會更明顯。
——運行效率高，維護費用低。由于地能或地表淺層地熱資源的溫度相對穩定，這種溫度特性使地源熱泵系統比傳統空調系統運行效率要高40%，運行費用可節約30%—40%。地源熱泵系統運動部件比傳統空調系統少，安裝在室內，因而可減少維護費用。
——一機多用，應用廣泛，使用壽命長。地源熱泵系統可供暖、制冷，還可供生活熱水，一機多用，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統，壽命長，平均可運行20年以上；可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑。
——節省空間。地源熱泵的換熱器埋在地下，可環繞建筑物布置；可布置在花園、草坪、農田下面或湖
泊、水池內；也可布置在土壤、巖石或地下水層內，還可在混凝土基礎樁內埋管，不占用地表面積。
問題
專家指出，盡管地源熱泵是一種高效節能的環保技術，發展勢頭令人鼓舞，也必須看到，它不是一種萬能的技術，在工程建設中仍然面臨諸多的問題。如：
1：暖通空調技術與其它技術的配合。地源熱泵技術是暖通空調技術與水文地質鉆井技術相結合的綜合技術，兩者缺一不可，這要求工程組織者和工程技術人員能夠合理協調，做好充分的技術經濟分析。
2：環境的影響。地源熱泵空調系統鉆井對土壤熱、濕及鹽分遷移的影響研究有待進一步深入，如何使不利因素減少到最小是必須考慮的問題。
3：投資問題。并不是所有的地源熱泵系統都是經濟合理的，由于鉆井費用可能占到整個系統初投資的30%以上，有些投資者可能會回到傳統的空調形式。
4：安裝維修。目前地源熱泵系統的安裝費用較高，與電制冷、天然氣熱系統的500—800元/t，顯然是高的，它的回收期是5—8年。
5：巖土特性。巖土的特性隨地點的變化而有所差別，在一個地區的研究結果可能完全不適用于另一地區，必須實地測試進行相應的修正甚至重新研究。
應用現狀
當前，歐美一些發達國家在建筑節能及保護環境方面產業化應用地源熱泵取得較好的成效；尤其是美國，使用地源熱泵系統占全國總量的29%，而且安裝每年以10%的速度在增長。在我國，地源熱泵以其節能效益、經濟效益、環境效益等綜合優勢展現了良好的市場前景，地源熱泵工程幾乎遍布全國各省市。前景
地源熱泵系統作為一項新技術，目前已取得很大發展，雖然有許多問題亟待解決，但應用前景廣闊。目前，中國是世界上直接利用地熱潛力最大的國家，名列世界第一，一方面中國國土遼闊，近地表低溫地熱資源豐富；另一方面，中國人口眾多，采暖和制冷工業的基礎相對薄弱，將來需求量極大。在地熱直接利用領域，地源熱泵將是最活躍的一項新技術項目，可能占地熱直接利用總能量的70%以上。市場雖然巨大，但競爭相當激烈。華清集團：地熱能開發利用的先行者
建設了北京市第一個地熱供暖示范工程；
建設了北京市第一個大型商用水源熱泵系統工程；
建設了北京地區首個也是全國最大的地熱利用工程；
唯一一家擁有先進的微動測深物探技術的企業……
在地熱領域創造的多個第一和唯一是華清集團雄厚技術實力的有力證明，也奠定了華清集團在業界的龍頭地位。作為一個以地下清潔能源開發利用為核心，經營領域涉及地熱及多種相關行業的綜合性集團企業，集團具有甲級地勘資質、一級機電設備安裝工程資質，其重要股東——北京市地質勘察技術院，在業界有著良好的信譽和行業背景，為集團提供強大的技術支持。
在完成眾多優秀工程，成功地推動了地熱能采暖（制冷）工程發展的同時，華清還積極參加國家相關技術規范的編寫，首次提出復合式能源利用概念，并成功地將熱泵、蓄能、變頻等技術融入大型公建的地源熱泵中央空調系統中。同時參與了多項國家政府部門立項的相關科研項目，從2006年至今，參與的國家科研立項項目主要有《北京示范區淺層地溫能資源初步評價》項目、《北京市平原區淺層地溫資源評價及利用規劃》項目、《北京平原區典型地區淺層地（溫）能資源開發利用相關參數研究項目》、《北京平原區監測站網建設及環境影響評估》項目以及《淺層地熱能綜合研究試驗基地建設》項目等，為推動中國地熱能利用行業的發展做出了有目共睹的貢獻。
典型工程
土壤源+江水源熱泵項目——世博軸
上海世博會主體工程----世博軸及地下綜合體工程位于上海市世博園核心區，總建筑面積為22.7萬平米。本工程采用江水源和地源熱泵技術，充分體現了世博會綠色環保的理念。
江水的最大取水量為4500m3/h，江水直接進機組，采用橡膠棉球和尼龍刷清洗系統。埋管形式采用樁埋管，數量為5676根（5000根25m、497根40m、179根42m）。
國內最大的地熱熱泵綜合利用項目——北苑家園
該項目是集住宅、商業、辦公于一體的綜合性建筑群，供暖面積40.6萬平米，供冷面積5.0萬平米，溫泉洗浴面積55.1萬平米。實現了地熱水的梯級利用，結合水源熱泵系統，滿足了小區內的冬季供暖、夏季供冷，同時提供溫泉洗浴熱水的需求。作為該地區最大的地熱—熱泵項目，不僅有力地證明了此系統的可行性，還為奧運公園開發利用地熱資源提供了很好的依據。
綜合性最強項目——北京用友軟件園
該系統幾乎集中了目前國內外采暖空調行業所有最先進的技術措施，熱泵技術，變頻技術、冰蓄冷、水蓄蓄冷、蓄熱、逆流高效節能風機盤管、大溫差供水、二級泵供水等，整個系統建設規模之大，綜合性之強，技術措施之先進在國內尚屬首例。
污水源熱泵項目——北京奧運村
北京奧運村會中為運動員居住地，會后為高檔住宅小區，總建筑面積為51.7萬平米。為了體現“綠色奧運，科技奧運，人文奧運”的宗旨，北京奧運村采用污水源熱泵空調系統供暖制冷，為國內首例大型污水熱泵系統工程。
技術背后
陳燕民：專業引領行業進步
北京市華清地熱開發有限責任公司總經理陳燕民，是著名的熱泵專家，他在國內最早將地質專業與空調專業有機結合起來應用于熱泵行業。他主持的項目“用友軟件園地源熱泵+冰蓄冷系統工程”、“匯佳大廈水源熱泵+冰蓄冷空調系統工程”、“合肥大劇院湖水源熱泵+冰蓄冷系統工程”……不僅引領了行業的發展，更推動了行業的技術進步。
陳燕民表示，隨著城市化的加速，地源熱泵在我國得到了快速發展。華清作為國內地下清潔能源開發利用的先行者，將以推動環保事業，創造民族品牌為己任，不斷優化地熱能綜合利用系統的集成技術，深化地熱能開發產業化進程。
專注熱泵系統研發
陳燕民說：“熱泵系統分為末端，機房，室外三部分。雖然都是熱泵系統，但在技術細節上卻有著很大的不同，華清的優勢正體現在這三方面。”
首先，在“源”上， 華清集團是在北京市地質勘察技術院基礎上發展起來的，30多年的積累使我們全面了解并掌握了不同區域的水文地質資料，能夠根據不同的地質環境和建筑要求為工程項目度身定制最佳地熱能利用解決方案。并且從1998年進入地熱能行業研究熱泵系統，華清與清華同方合作生產出了國內第一臺大型熱泵機組。“華清是從地質專業出發，基于供暖需求開始研究熱泵系統。隨著熱泵技術的發展，又發現了地下水、地表水、污水、地埋管等方式，這實際上是一個技術進步的過程，而在這個過程中，華清一直注重‘源’的研究，對‘源’有獨特的技術點。”
其次，在機房上，華清力求做到熱泵系統的整體節能。熱泵機組是節能設備毋庸置疑，但是如果系統配置不合理的話，也未必節能，華清一直在熱泵系統的整體節能上精益求精，從每一個細節出發，如為熱泵機組設計合理的運行工況，使熱泵機組盡最大可能提高運行效率，循環泵變頻控制以及設置二級循環泵，使得循環泵的能耗大大降低，將熱泵技術與蓄能技術相結合，設計完善的自控系統等等，力求使整個熱泵系統節能最大化，而不是某個單體設備的節能。
在末端上，華清在系統中融入了逆流高效節能風機盤管，被認為是一種革命性的產品。據陳燕民介紹，常規風機盤管正常情況下供冷工況時供水溫度是7℃，回水溫度是12℃，而逆流高效節能風機盤管的供水溫度可以提高到11℃，回水溫度是16℃，同樣在冬季供熱工況時將供回水溫度由常規風機盤管的45/40℃降低到40/35℃，這很大程度地提高了熱泵機組的效率，節省了系統的后期運行費。
“實際上，這三部分是一個整體，而不是孤立的。其中有很多技術細節可以優化，要統籌兼顧，不能顧此失彼，才能做到熱泵系統的整體節能。”
站在用戶角度設計方案
除了專業的技術、雄厚的實力，陳燕民表示，站在用戶的角度去研究系統、做項目，從整個系統的設計上降低初投資和后期運行費用，也是華清贏得市場的一個主要原因。
“用戶最關心的第一個是初投資，第二個是運行費，第三個是安全可靠。在目前市場競爭比較激烈的情況下，華清在每一個項目上從需求入手，研究其自然條件、資源條件，在這個前提下，再結合市政情況，經過綜合分析找到最合理的方式。”
他以北京用友軟件項目為例介紹說，用友48萬多平米的項目分兩期建設，一期采取了熱泵技術、變頻技術、冰蓄冷技術，二期將把蓄冰改為水蓄冷、蓄熱，“因為蓄水比蓄冰系統造價低很多，而且冬季也可以利用峰谷電，同時融入了逆流高效節能風機盤管，整個系統的效率可以提高很多。”他給記者算了筆賬，一期的初投資每平米不到270元，二期每平米不到280，而從2005年到2008年實際物價增長的比例遠不止這個數，但整個系統的初投資沒有什么太大的變化，運行費成本降低了13%左右。
困惑與展望
談及當前行業和企業在發展中遇到的問題，陳燕民很有感觸：華清成立至今，盡管在技術研發、在部分設備及管件的設計研發等方面做了很多的貢獻，這讓華清的項目和其它廠商存在很大的細節差異，也讓華清獲得奧運工程、世博軸等大項目，然而，華清擁有的專利技術確不是很多，究其原因，他認為華清主要以做系統集成為主，另外專利申請需要時間，而在實際工程上是等不了的。“這也是我們企業目前在探討的問題。”
從行業發展的角度陳燕民表達了自己的一些看法：
1、政府補貼。目前，各級政府及相關職能部門針對熱泵項目出臺了一些政策，在資金上給予一定的補貼鼓勵實施熱泵項目，這樣做固然對短期的熱泵項目增量起到了積極作用，但相關部門還應該在基礎研究上，如技術、新型設備、節能設備的系統集成等方面給予大力支持。這一方面可以使我國的自有設備具有國際競爭力，另一方面可以使整個系統真正做到節能，而不是單體設備節能，更有利于行業的長遠發展。
2、電價政策。用戶不僅關心政府的一次性補貼，更加關心系統的長期運行費用，所以，應該對實施熱泵的項目在電力政策上給予優惠。比如在很多使用了熱泵系統的民用住宅項目，應該以居民用電電價取代目前商業電價收費，這對各方利益都是沒有損失的，也是合理的。對采用熱泵系統的公共建筑，如寫字樓、酒店、商場等，如果將這些項目的電價實行民用電價或工業電價，因運行費較傳統能源方式要低得多，用戶自己就會有積極性來選擇熱泵系統。這一點比在單體項目上給一定數額的資金補貼更有推動力，更利于熱泵行業的快速發展。
3、規范市場。目前，熱泵系統以節能、環保、運行費用低等優勢，使得國內很多城市正積極推動，但同時也出現了一哄而上的現象，一項新興技術在發展中必然會出現一些問題，這是一個不爭的事實。熱泵系統是一個多學科并存的系統，如暖通專業、地質專業、自控專業等，缺少其中任何一個學科都不會將熱泵系統設計好、實施好，但目前多數項目在招投標時只要求具備機電設備安裝資質，后期的施工單位也只具備機電設備安裝資質。要知道，盡管熱泵系統是一個中央空調系統，其核心卻應該是地質專業，所以，只有同時具備暖通專業、地質專業和自控專業的單位才能實施好熱泵系統。現在，市場上一些不成功項目案例，就是因為設計或施工單位并不了解地質情況導致的，所以，政府有關部門應該加大力度予以規范，使得行業能夠少走彎路，有序健康的發展下去。日立多聯機參加中國科協節能巡展
中國質量認證中心（CQC）作為權威的國家級認證機構，為推廣優質的節能、節水認證產品，宣傳節能、節水消費知識，向公眾介紹政府補貼節能產品的優質和高效，應中國科協的邀請，組織了“高效節能節水產品全國巡展”，并與“節約能源、保護環境大型科普展覽”一起，從成都開始共同展出。
中國質量認證中心（CQC）從獲得節能（節水）認證的近千家企業中，精心挑選了一批技術含量高、社會責任感強、質量持續保障能力優、誠信水平良好的企業參加這次巡展。海信日立作為受邀多聯機廠家，通過展板和中央空調模型展示多聯機產品的科技性能，推廣節能消費知識，讓公眾了解什么是真正的節能產品，其節約的特性和特點表現在哪些方面，達到普及節能知識，培養節約型消費的意識。
海信日立自成立以來，積極響應國家節能減排政策，始終以業界領先技術為依托，以保護環境和提供舒適生活為己任，不斷將高能效的環保產品推向市場。2007年3月，海信日立業內首批獲得中標認證中心（國家節能認證權威機構）頒布的多聯機節能認證證書；2008年，海信日立獲得“中國政府采購節能環保信得過品牌”;在發改委、財政部歷屆公布的節能產品采購清單中，海信日立成為其中公布的產品型號最多的變頻多聯中央空調廠家。目前，海信日立主要系列產品都已達到國家最高一級節能水平。
海信日立在節能環保方面的努力得到了國家政府部門和社會各界的認可。國家科技部辦公樓在經過嚴格的招標程序后最終選擇了海信日立中央空調；另外，萬科地產、富力地產、新加坡仁恒置地、保利地產等國內外知名房地產商也選擇海信日立作為合作伙伴；此外，獲得國家建筑質量最高獎“魯班獎”的武鋼技術中心科技大廈、井岡山干部學院、鄭州國際會展中心等優質工程，也都采用了節能、環保的海信日立變頻中央空調。
開展節約能源、保護環境的科普宣傳非常重要，在公眾中倡導選購節能節水產品，注重生活中的節約型消費，推廣一種科學、文明、節約的生活和消費方式很有必要。“創造綠色都市，共建兩型社會”是當前我國經濟社會發展的主題，作為社會的一份子，海信日立一直致力于為社會提供高效節能的空調系統解決方案，引領行業積極履行對生態空間的建設責任，為社會的可持續發展貢獻力量。
