水地源热泵之痛，谁之过?

随着我国经济的快速发展，对能源的需求越来越大，而且面临着传统能源带来的严重的污染问题，国家一直在大力推进新能源的开发和利用。因此，水地源热泵作为清洁能源的代表之一，前几年在中国呈现出蓬勃发展的势头。

众所周知，水地源热泵因不像风能、太阳能等受自然条件的影响，不受地域条件(温度、地下水等等)的限制，地源热泵系统把大地当成储热供冷、供暖体，夏季通过循环介质把地下的冷汲取出来供冷，同时把地上的热输入地下；冬季正好相反，可以汲取地下的热把室内的冷输入地下。因此，这对于减轻电力供应紧张、环境污染和温室效应等都具有极大的作用。而且，中国960万平方公里的国土面积从北到南共有五个气候区，有五分之三的地区都需要冬季供暖，这是一个非常大的刚性需求，而地源热泵的不同形式也正好迎合了我国气候带的多样性。所以，单从产品系统上来看，似乎都昭示着水地源热泵在中国有着非常好的发展前景。

是理性回归还是市场之痛?

然而，事实却并非如此。几年的黄金发展期之后，水地源热泵在中国市场的发展状况开始不容乐观。根据艾肯空调制冷网的统计，2013年水地源热泵占中国中央空调市场总容量的比例出现下滑，而这并不是水地源热泵占有率第一次出现下滑。早在2011年，水地源热泵产品在中国中央空调行业的市场占有率就出现同比下降。而根据艾肯空调制冷网对2014年上半年市场所做的总结来看，水地源热泵在中国市场的占有率对比2013年也并没有出现回升。

几年的黄金发展期之后，水地源热泵在中国市场的发展状况开始不容乐观。

而对这一结果，一些行业人士大呼“意料之外”，在今年9月份杭州举行的第六届地源热泵行业高峰论坛上，就有不少专家向艾肯空调制冷网表示，一直在埋头做研究，认为水地源热泵的市场占有率只会越来越高，没想到真实市场会是如此。而一些参加论坛的、规模尚不是很大的厂家也表示，目前政府、媒体都在大力宣传、推广水地源热泵等节能产品，他们就是看到了这个产品的发展前景所以才决定进入到这个领域，根本没去探究过现实情况却是这样。

不过也有不少业内人士表示，水地源热泵产品发展到现在这种状况是“意料之中的结果”。一位不愿意透露姓名的业内人士向艾肯空调制冷网表示，他从事水地源热泵业务多年，在厂家和工程商处都操作过，非常清楚这个领域的实际情况。他认为，水地源热泵系统本身是一个非常好的产品系统，符合国家一直主推的节能、环保的要求。但是由于在实际操作过程中存在着诸多不可控的问题，因此他觉得水地源热泵在中国中央空调市场出现下滑是理所当然的事儿，“是迟早的”。这位不愿意透露姓名的业内人士表示，水地源热泵这几年在中国市场的发展非常的不理性，不是市场自然发展的结果，这从其行业发展过程就可以看出。比如在水地源热泵的大力发展背后，一直是靠节能环保等相关政策的引导，也正是由于政府的利好政策，才出现了当年沈阳市场上水地源热泵产品的“疯狂”式的发展。而恰好是表面的“繁荣”掩盖了这个产品领域背后隐藏的诸多问题。因此，对于目前水地源热泵产品占有率的下滑，这位业内人士觉得这意味着这个产品正在向理性回归。

是否需要政府干预?

正如前文所述，水地源热泵在中国经历了短暂的繁荣，留给市场的，则是许多亟需大家静下心来冷静思考的问题，比如问题之一，在水地源热泵的发展历程中，是否真正需要政府的干预?

众所周知，自2006年起，针对水地源热泵等相关节能产品，国家就不断出台鼓励措施，有些地区甚至下发了红头文件，鼓励大家来使用水地源热泵等节能产品，截止到目前，各种不同名目的政策上的支持已持续了七八年。说实话，一个国家在这么长的时间里持续推广一项技术，这样的举措在世界范围内也是非常少见且具有影响力的，至少像中国这样大力推动地源热泵技术应用的国家并不多。据艾肯空调制冷网了解，2011年亚太地区热泵交流会在日本召开的时候，作为同行间的交流，我国有专家在国际会议上介绍了中国地源热泵发展的国家引导政策，结果令其他国家的同行们非常羡慕。

另外，目前财政部和建设部的三批补贴基本涵盖了我国使用地源热泵系统的各个地区和地源热泵系统的各种使用类型，部分地区甚至对水地源热泵制造企业的税收进行减免，对土地费用、用电价格等进行优惠。

如果只是鼓励政策倒也好，但据部分业内人士透露，在有些地区，政府为了达成某些指标，在某些项目上强制甲方使用水地源热泵产品。艾肯空调制冷网在走访市场时，就有设计师向我们爆料，某地有个公建项目，有关单位想把它建成一个地源热泵系统的节能示范项目，这样可以申请到节能补贴。而实际情况是该项目由于地质的原因不太适合使用地源热泵，设计院从成本、使用效果等方面把原因做了详细的陈述，但甲方最终却强制设计院设计成地源热泵的产品。当然，最终的使用效果可想而知。

因此，不少业内人士也坦言，在水地源热泵的推广过程中，政府的相关激励政策虽然可以推动行业以较快的速度向前发展，但同时他们也觉得，这种激励政策在一定程度上对水地源热泵产品的发展无疑于也是“拔苗助长”，至少助长一些不该上的项目也上了。

项目是否适合?

水地源热泵前几年发展非常迅速，但近两年开始降温，还有一个主要的问题就是伴随着时间的推移，越来越多之前使用水地源热泵的的项目在投入使用后，开始慢慢凸显出越来越多的问题。尤其是一些原本并不适合使用水地源热泵产品的项目，由于一些原因，最终上了这个系统，其结果当然是无法令甲方和用户满意。这也是影响水地源热泵发展的一个主要原因。以土壤源为例，众所周知，土壤源热泵系统适合夏热冬冷地区应用，其建筑物冷热负荷相对平衡，有利于岩土体吸排热量平衡。严寒地区或者夏热冬暖地区应用的效果就比较差，实际应用中容易出现不平衡的问题。在严寒地区，如东北等地，地下岩土原始温度比较低，又以集中采暖为主，面积比较大的项目，很容易出现岩土温度逐年下降，最终导致系统无法运行等问题。长江以南地区，主要以制冷为主，但由于南部地区地下水比较丰富，有利于岩土体的温度恢复，在后期采取合理的运行策略，才能保证系统的有效运行。国外土壤源热泵项目大多都是应用在低密度住宅等项目，比较大的项目土壤源热泵大多是作为其他冷热源的辅助系统。但在国内现在有很多项目为了响应国家节能减排政策，不论项目大小，没经过成熟的方案论证就采用土壤源热泵项目，十几万平米、甚至上百万平米的项目都采用土壤源热泵系统，最后系统的效果肯定大打折扣。

基础性研究数据缺乏

一个项目是否适合使用水地源热泵产品，有关单位需要对项目所在地的相关水质、地质等条件进行分析和研究，在有关理论值的基础上进行论证，才能最终看出项目是否适合使用。然而，目前在这一块，还没有系统性的数据可以进行参考。

虽然目前国家自然科学基金、地方政府与高校都对地源热泵系统专项项目如土壤换热、地下水回灌等进行过支持，但作为整体系统综合考虑，对于地源热泵技术应用的基础共性研究，例如我国目前水源地源热泵系统的适应性评价和环境影响评估的研究、各类地源热泵利用资源规划、地源热泵系统应用效果的检测与评价方法的研究还需要逐步推进。不过，目前国家“十一五”科技攻关课题——水源地源热泵高效应用关键技术研究与示范已将以下研究内容作为其主要科研目的：构建全国地下水源、土壤源、地表水、海水以及城市污水源热泵系统工程设计数据库平台，研究水源地源热泵技术适宜性，研究土壤源热泵系统应用技术，研究水源热泵系统应用技术，研究与开发污水、海水源热泵系统取水及换热技术，开发水源地源热泵系统高效专用水源热泵机组，完成全国水源地源热泵应用区划。因此，如果这些基础性的研究工作能够最终完成，那么在以后水地源热泵项目的系统设计上，将会起到非常大的作用，也能规避目前系统设计不合理最终导致系统运行效果不理想的状况。

系统设计不合理

目前在中国的水地源热泵市场，很多不成功的案例都是由于最初的系统设计不合理造成的。据艾肯空调制冷网了解，目前在中国市场，不论是理论研究者比如暖通设计师还是设备制造厂家亦或是工程公司都可以搞设计，但由于暖通设计师侧重于室外换热器的研究、设备厂家对主机比较了解、工程公司的强项则是搞安装，而对整个系统的系统能效、各部分之间的匹配等不能全面考虑。比如目前大部分设计者不能正确合理的采用热物性测试结果，多数设计者采用热物性测试获得的单位长度埋管的换热能力，甚至有设计者不论地质条件如何，拍脑袋按照一延米多少瓦换热量来估算，以此来确定总埋管长度。以土壤源热泵为例，有些项目，不论建筑物大小，也不管冷热负荷大小，设计者全部采用单一的土壤源热泵系统，更有甚者特别是北方地区，设计单位只做单一的土壤源热泵作为热源供热，不考虑冷热平衡问题，导致整个系统在设计阶段就是一个不合理的系统。那么后期运行中也注定是一个失败的案例。

应用地源热泵系统的工程

因此，上述那位不愿意具名的业内人士表示，在保证具有正确可靠的技术数据和成熟的设计计算方法以外，针对不同规模不同使用功能的建筑物，设计单位可以采用混合系统，保证地下换热器部分能够达到冷热平衡，不平衡部分由增设的冷却塔以排除多余的热量，或采用辅助锅炉、太阳能热水系统等方法补充吸热的不足。在运行过程中，实时监控和计量进入地下的热量和取出的热量以及地下环路和土壤的温度变化，及时利用上述补充手段来进行调控，以保证排入地下的冷热量尽量平衡。对于吸排热量都比较大的系统，不得采用不平衡系统，对于比较小的建筑物比如低容积率的、独栋小负荷建筑群或独立建筑，特别是在我国严寒和寒冷地区，当该类建筑物采用单一的土壤源热泵系统时候，应该保证换热器彼此平均间距在25米以上。地埋管的换热能力与前期吸排热的积累量密切相关，国内外已开发了一些成熟的埋管换热器设计计算软件，可以避免盲目粗略估算带来的失误。这些软件可以根据当地的埋管形式、地下岩土的热物性、地下原始温度和建筑的动态冷热负荷的情况作详细的计算，从而来确定适合的埋管长度。土壤源热泵设计前，要进行地勘以及热物性测试，目的就是获取地层的导热系数、原始地温以及地下水流动的情况，为模拟计算提供正确的输入参数。而且，土壤源热泵系统设计必须通过建筑全年动态热模拟来获得全年冷热负荷，传统空调系统设计采用的只计算建筑物峰值冷热负荷的方法并不适用于土壤源热泵系统设计。

标准亟待完善

标准规范是技术发展的基础。据艾肯空调制冷网了解，目前我国对地源热泵系统建设进行指导的规范只有《地源热泵系统工程技术规范》(GB 50366—2005)，该规范全面地涵盖了地源热泵系统工程的相关方面，但不少业内人士反映，随着行业的不断发展和技术的不断提高，该标准也亟待完善。相关部分是不是能够组织暖通空调、水文地质、环境保护、自动控制等不同领域的专家对该规范进行进一步的修订和补充，从而有效地指导行业发展。此外，对于地源热泵工程发展比较快的地区，是不是能够结合当地的实际情况建立相应的实施细则。

监管的缺失

与标准的完善相比，监管的缺失所引起的问题似乎更为严重，这也是艾肯空调制冷网在走访市场时所听到的反映最多的问题。

水地源热泵项目是一个系统的工程，在实施过程中，通常需要水文地质勘察、城市市政管理、地下水环保部门、机械、电力、建筑环境与设备等不同部门的协调配合。如果使用污水源热泵系统，还有可能需要和电厂、市政污水处理厂或其他相关企业与主管部门进行交涉。如果使用地表水系统，也必须得到地方江(河、湖)管理委员会和当地环保部门的支持才有可能顺利进行。也正是由于系统涉及到了多个部门，因此，目前在地源热泵施工以及后期系统的管理上，几乎处于“真空”状态。

先以地下水回灌问题的为例。据不少专家透露，在目前中国已做的项目中，几乎没有一个项目能够实现100%的回灌。而在地源热泵技术的标准规范上，对回灌这方面要求得非常严格，要求必须百分百回灌到同层。当然，这里首先存在技术的因素。如果项目先天性的不适宜地源热泵系统但最终使用了，那么不管后期如何加强管理、如何严格限制、采取怎样的措施都解决不了问题。现实的情况是，很多项目在施工时压根就没有考虑到100%的回灌。据了解，目前中国真正掌握回灌等先进的设计、施工核心技术的人并不多，比如打孔，任何一个打井队自己就可以干，但他们不会考虑回灌，更不去考虑对建筑物沉降的影响、对地下水温会不会带来变化等问题。

再比如在土壤源热泵的回填灌浆和管道连接方面。目前国内大部分施工队伍没有专业的施工人员，室外打井、下管、灌浆以及管道连接大都打包给打井队伍。而回填是土壤源热泵施工过程中影响最终质量的关键点。但很多土壤源热泵工程在下管之后采用的是从上往下灌入回填料的方式，在现场监管不力的情况下，难以保证换热孔回填密实，就很容易导致换热管和井壁之间有空隙，特别是在没有地下水的地质条件下，使得换热管的传热能力下降，达不到设计要求，也很容易导致系统后期运行中出现地下环路水温过高或者过低而主机保护。据业内人士向艾肯空调制冷网透露，目前室外管路的连接，大多是没有专业培训的人员施工完成，由于室外基本都是采用PE管热熔连接，热熔时间过长容易导致管路管径堵塞，特别是竖直换热管和水平管三通连接处因热熔过大，管口堵塞造成水流不足甚至堵塞，从而造成该换热孔换热能力不足或失效。热熔时间过短，则连接质量会不合格，后期运行中容易出现渗漏现象，一旦渗漏维修代价比较大。而这一切，均是由于监管角色的缺失造成。

所幸的是，目前正有越来越多的厂家和工程商看到了这一问题从而加强了对自身的监管。而在回灌等问题上，现在不少省市的水文地质部门也在加强这方面的监测，监测回灌以后排水侧的温度对整个地区地下水质有没有影响等，而这些问题都是影响水地源热泵发展的一个很重要的因素。众所周知，目前由于回灌问题是一个普遍存在的重要问题，已经引起了政府部门和行业内的高度重视，各个省市也相继出台了监管措施，甚至是限制措施。比如说上海和江苏的部分地区如南京就明确规定不允许使用地下水，而这对水地源热泵的发展必定会产生很大的影响。因此，回灌问题如果能从技术和管理两方面得到很好的解决，那么以后就不会有越来越多的地区对水地源热泵系统的使用进行限制。

市场准入门槛需要提高

目前，不管是水地源热泵的制造企业，还是水地源热泵系统的施工单位，均存在同一个现象，那就是企业众多，但质量参差不齐。资本的大量涌入虽然能在一定程度上促进行业的不断繁荣，但也造就了行业的无序竞争和恶性循环。

因此，一些业内人士也向艾肯空调制冷网表示，为了更健康地发展水地源热泵系统，避免不良竞争和市场的过度开发给行业带来的不良影响，相关政府部门应该对水地源热泵的制造企业和工程商的资质进行评定和认证，对设计、施工和监测部门建立专项资质管理制度，实行市场准入以及人员的培训上岗制，保证人员的技术和相关工程质量不断提高。

初投资成本是否过高?

根据有关研究报告显示，像美国、瑞典、德国以及日本在推广水地源热泵系统中存在的最大障碍是成本高。而艾肯空调制冷网在和众多水地源热泵的专业人士交流过后发现，最初这个对中国水地源热泵产品发展影响较大的因素目前已不是最主要的问题，至少对当前的水地源热泵市场而言，初投资成本并非是最主要的矛盾。

不过，虽然不是最主要的问题，但投资成本相对较高也是所有业内人士的共识。毕竟地下钻孔埋管和打井都需要较大的工程建设费，尤其如果是在现场地质水文条件恶劣的情况下就显得更为突出。据业内人士透露，在有些工程中，其地下钻孔埋管或打井费用甚至和地上空调系统的建设费用相接近。也因此，由于钻井费用可能占到整个系统初投资的50%以上，一些看重初投资的甲方就可能会选择传统的空调形式。

综上所述，并不能完全概述目前行业中存在的一系列问题，毕竟，水地源热泵作为一个系统性的复杂工程，需要各个环节都配合好才能发挥其应有的效果。目前，暂时遭遇下滑的中国水地源热泵产品正站在一个新的起点上，要保证它健康科学的向前大步迈进，就需要产业链上的各个环节共同努力、互相合作，方能继续书写辉煌。(史玮)