让采暖空调“巧用”地温

【中国制冷网】在全社会能源消耗与碳排放中，采暖空调占了很大比重。随着生活水平提高，人们对舒适度的要求越来越高，这一比例进一步提高。节能减排已成为人类可持续发展的瓶颈，寻求可再生能源是必由之路。

浅层地温能资源是一种可再生能源，蕴藏量巨大，不仅可用于建筑采暖空调，还可用于高端种植、养殖，以及基础设施的除冰与空调等。

南京大学教授李晓昭团队在欧盟Marie-Curie重大合作计划、国家国际合作专项、国家自然科学基金与行业攻关计划等的资助下，在浅层地温能资源调查评估与高效开发技术方面取得了突破，已成功用于多个园区与重大工程，并被遴选为浅层地能开发战略新兴产业创新中心。

我国近年地温能开发蜂拥而上，出现了大量能效低、不经济、系统性能不稳定等问题，并且诱发了一系列环境效应与资源浪费问题。

李晓昭说，其症结在于，对地温能资源，尚缺乏科学的调查评估与有效的环境控制方法，其高效利用技术尚待突破。目前，地（水）源热泵系统设计大多千篇一律，没能因地制宜地考虑资源赋存条件，识别确定理想地层或水体冷热源与埋深，使得成本高、系统效率低和不稳定。

李晓昭团队对岩土热物性预测模型与理想地层判识方法、地（水）源换热能力测试方法进行了深入研究，并研发了地温能资源评估系统，取得多项国家与国际知识产权成果。

目前，地温能开发主要采用钻孔埋管方式，大量钻孔增加投资；钻孔回填难、换热效率受影响；在建筑密集区往往受限，还可能成为将来地下空间开发障碍。利用与地层接触的各种永久与临时性结构进行换热的能源地下结构技术，受到国际学术届的高度关注，欧美各国的地标性建筑纷纷进行尝试性应用。

李晓昭团队在多个国际合作计划与国家科研课题支持下，针对换热能力、换热过程中的结构安全两大关键问题进行了攻关研究。研发的不用或少用钻孔的能源地下结构及多系统融合的地温能提取技术，可大大降低成本、提高能效、增加冷暖负荷能力、拓展地源热泵系统适用范围。

另外，该团队还对各种地表水体、地下水及污水源的应用，特别是针对不同水质与水温条件的高效换热进行了探索。相比目前应用最多的地埋管地源热泵系统，当有条件应用后者时，其投资与运行费用可大大降低。

目前，研究成果已应用于国家地温能资源调查项目、重大工程和住建部门的区域开发规划。由于对建筑节能与产业创新的推动作用，研究团队被遴选为浅层地能开发战略新兴产业创新中心。

为了保持地温能系统的性能稳定，防止地质环境恶化，李晓昭团队会同地质调查与研究单位、地源热泵设计施工企业、房地产企业等编制了地温能利用地质环境监测标准。该标准的编制得到了国土资源部门的支持和推动，标志着我国在地温能利用的地质环境监控方面走到了国际先进行列。