地源熱泵技術(shù)在東營市節(jié)能建筑中的推廣應用及問題分析

劉建軍

（東營職業(yè)學院 建筑與環(huán)境工程學院，山東 東營257091）

0 引言

能源是保障區(qū)域社會和經(jīng)濟發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，東營市作為黃河三角洲的中心城市，隨著黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)和山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)開發(fā)建設(shè)上升為國家戰(zhàn)略后，東營市經(jīng)濟發(fā)展和城市開發(fā)建設(shè)速度不斷加快，能源需求不斷增加，能源供需矛盾日益突出[1]。因此新能源的開發(fā)利用成了科技發(fā)展和技術(shù)應用的重要任務(wù)，地源熱泵技術(shù)是利用地下水或者地表水、土壤等淺層地能為低溫熱源進行制冷供熱的新型能源利用技術(shù)，與傳統(tǒng)的油、氣、煤炭等能源相比具有節(jié)能、清潔、低碳等特點。

1 地源熱泵能源利用的技術(shù)特點

地源熱泵是一種利用含有大量能源的地下水和土壤作為排熱和吸熱的熱交換器，夏季向土壤中排熱，冬季從土壤中吸熱[1]。地源熱泵技術(shù)具有高效節(jié)能、容易管理、節(jié)省空間、冬夏兩用等優(yōu)點，是建設(shè)部在建筑行業(yè)重點推廣的可再生能源利用技術(shù)，也是國家在“十一五”發(fā)展規(guī)劃中明確要求推廣的新型技術(shù)[2]。地源熱泵技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 節(jié)能環(huán)保。徹底解決了常規(guī)能源燃燒后的大氣污染問題，消除了二氧化碳的排放問題，據(jù)了解，每推廣1000萬平方米的地源熱泵技術(shù)及其系統(tǒng)，可以節(jié)省56萬噸標準煤，減排煙氣75億標準立方米，減排顆粒物2.5萬噸，減排氮氧化物143萬噸，減排二氧化硫1.34萬噸，節(jié)省1億元資金。

1.2 一機三用。利用地源熱泵技術(shù)冬天可以制熱，還可以提供生活熱水，夏天可以制冷。

1.3 美化建筑。地源熱泵系統(tǒng)基本都敷設(shè)在地下，不占用建筑空間，不需要傳統(tǒng)供熱用的鍋爐和制冷用的空調(diào)窗機，節(jié)省空間，讓建筑和環(huán)境更加美化[2]。

1.4 便于分戶計量和核算，計費方便合理。

1.5 安全可靠。地下?lián)Q熱器使用高密度聚乙烯管材，使用壽命在50年以上，運行安全可靠，維護費用低[2]。

2 地源熱泵技術(shù)在我市節(jié)能建筑中的推廣

2.1 我市地源熱泵系統(tǒng)的適應性分析

東營市地理位置為北緯36°55′～38°10′，東經(jīng)118°07′～119°10′，地處黃河入海口，全市大部分地區(qū)處于第四系沉積層，地表無巖石層，無巖石層首先有利于地埋管的鉆孔施工，其次有利于熱泵進行地熱交換[2]。東營市地表層厚度最小257米，最大393米，地源熱泵地埋管鉆孔深度一般在100米左右，我市地下土壤中水量充沛，同時地下水具有流動性，在地下20-200米范圍內(nèi)地下水保持14.8-15.6攝氏度，蓄冷蓄熱穩(wěn)定可靠，東營市地下含有大量的低品位熱源，為地源熱泵技術(shù)的實施提供了天然的優(yōu)良條件。

2.2 東營市地源熱泵節(jié)能建筑項目推廣應用現(xiàn)狀分析

從2009年開始市委、市政府和市建委開始大力倡導和實施地源熱泵新能源技術(shù)，截至到2009年8月份，東營市已經(jīng)建設(shè)成功了東營區(qū)日新大廈、勝利油田海洋采油廠海港管理中心、濱南水廠辦公樓、大明賓東公司、金山小區(qū)等30多個地源熱泵工程。

2012年12月份，全市地源熱泵推廣應用座談會議召開，市委主要領(lǐng)導批示了《地源熱泵——建設(shè)生態(tài)文明典范城市的一個戰(zhàn)略支點》文件，進一步倡導地源熱泵技術(shù)的使用，為實現(xiàn)低碳環(huán)保,東營城區(qū)各個大型建筑逐漸都利用了“地熱”資源。截至到2012年全市已有100多項工程使用了地源熱泵,地源熱泵覆蓋面積達到了170多萬平方米。其中地源熱泵系統(tǒng)在勝利油田內(nèi)大量采用,海洋鉆井、井下作業(yè)、海洋石油公司、海洋采油廠、勝利采油廠等多家企業(yè)使用面積達到60多萬平方米,節(jié)能效果非常顯著。除此之外有近90項在建工程計劃使用或已確定使用地源熱泵，其中包括悅來湖中央商務(wù)區(qū)、海河風情商業(yè)街、利通奧森商務(wù)中心、東營軟件園二期等項目和東營市河口區(qū)民政局中心敬老幸福園地源熱泵系統(tǒng)項目。

2013年東營市重點工程“兩館一宮”項目引入地源熱泵技術(shù)，東營職業(yè)學院大學生服務(wù)中心也采用這項新能源技術(shù)，截至到目前，我市地源熱泵使用覆蓋面積已經(jīng)超過了500萬平方米。

3 東營市地源熱泵應用存在的主要問題

東營市地源熱泵建筑項目的發(fā)展雖然起步較晚，但在國家相關(guān)政策扶持和經(jīng)濟措施激勵下，應用工作推進迅速，工程規(guī)模急劇擴大，發(fā)展速度很快，新能源建筑項目在發(fā)展的過程中難免會存在某些問題。

3.1 在快速發(fā)展的市場面前，地源熱泵建筑項目相關(guān)的技術(shù)準備和人才儲備都完全不足，東營本地的地源熱泵設(shè)備制造企業(yè)和工程承包商水平、能力參差不齊，建設(shè)質(zhì)量得不到有效保障，大大損害了地源熱泵技術(shù)的聲譽，影響了地源熱泵市場的良性發(fā)展。

3.2 由于地源熱泵技術(shù)、標準還剛起步，成套的技術(shù)指導體系，如規(guī)范、標準、通用圖集、施工工法等還沒有完善，缺少相應的技術(shù)支撐能力，相關(guān)從業(yè)人員未能得到系統(tǒng)規(guī)范的技術(shù)培訓。

3.3 地源熱泵系統(tǒng)涉及到諸如建筑、機電、能源等多個專業(yè)和學科，牽涉到政府相關(guān)的多個管理部門，需要協(xié)同設(shè)計、交叉施工、聯(lián)合管理，目前的建設(shè)管理程序存在管理盲區(qū)，而市場監(jiān)管機制又不同程度存在缺失。

3.4 目前我市地源熱泵新能源建筑項目缺乏對淺層地能資源開發(fā)利用狀況的動態(tài)監(jiān)測和建筑物的能效檢測，不能為系統(tǒng)節(jié)能診斷、能源管理和運行優(yōu)化控制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。

4 東營市地源熱泵技術(shù)發(fā)展的對策建議

4.1 適度發(fā)展，科學評估

要查明東營市地區(qū)淺層地能分布特點和賦存條件，估算可利用資源量，對當?shù)氐臏\層地能進行全面系統(tǒng)的調(diào)查和資源評估，提出合理的開發(fā)利用規(guī)模。劃定適宜地表水、地下水、地埋管等不同地源熱泵技術(shù)利用方式的區(qū)域，并建設(shè)地下溫度場動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)。

4.2 合理布局，統(tǒng)一規(guī)劃

應將地源熱泵技術(shù)的發(fā)展和實施納入到當?shù)毓├涔こ獭⒓泄峥傮w規(guī)劃中來。統(tǒng)一布局，互相補充，有機結(jié)合。這樣才能充分發(fā)揮地源熱泵技術(shù)的綜合社會效益和環(huán)境效益，體現(xiàn)地源熱泵自身的技術(shù)優(yōu)勢。根據(jù)當?shù)攸S藍經(jīng)濟戰(zhàn)略的總體社會發(fā)展規(guī)劃及資源評估，擬定地源熱泵技術(shù)專項發(fā)展實施規(guī)劃并提出地源熱泵技術(shù)發(fā)展指導意見。

4.3 規(guī)范管理，嚴格審批

嚴格按照國家、省政府和東營市的相關(guān)法律法規(guī)對地源熱泵項目實施申報審批制度，同時加強對地源熱泵系統(tǒng)實施各個環(huán)節(jié)的審查和監(jiān)督管理工作。

［1］趙培海，韓勇.地源熱泵應用情況調(diào)研報告[J].城市建設(shè)理論與研究，2012(6)：110-111.

［2］盧繼龍，彭建國，楊光.東營市地質(zhì)地表特征[J].城市建設(shè)理論與研究，2007（3）:23-26.

［3］何雪冰，劉憲英.北方地區(qū)應用地源熱泵應該注意的問題[J].低溫建筑技術(shù)，2004(7):56-59.

［4］朱保華.地源熱泵地熱能利用方式及經(jīng)濟性分析[J].山西建筑，2007(12):98-102.