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加拿大枫叶能源·2010第二届中国地源热泵行业发展高层论坛综述

2010年09月07 00:00:00 来源:中国空调制冷网
客服电话:0371-60957609

加拿大枫叶能源·2010第二届中国地源热泵行业发展高层论坛综述

北京科技大学 吴延鹏

摘要: 概要介绍了本届论坛的盛况,简要介绍了领导讲话的要点、全国典型地区地源热泵发展现状、论坛的地源热泵展览和参观环节,最后对论坛做了总结。

2010812-13日,加拿大枫叶能源·2010第二届中国地源热泵行业高层论坛在南京召开。本届论坛由中国能源研究会地热专业委员会(GCES)、国际地源热泵协会中国地区委员会(IGSHPA•中国)主办,中国能源研究会地热专业委员会《地源热泵》编辑部、中国地源热泵网网络部(www.dyrbw.com)承办。论坛分别由中国建筑学会暖通空调分会名誉理事长、中国建筑科学研究院顾问总工吴元炜教授和《新能源市场》理事会秘书长张定友主持。《地源热泵》杂志主编、山东建筑大学教授、方州地源热泵研究所所长方肇洪教授致欢迎辞。江苏省住房和城乡建设厅顾小平副厅长和原国务院参事、住房和城乡建设部建设环境工程技术中心主任、中国工程勘察大师王秉忱发表了重要讲话。

1 领导讲话要点

1.1 江苏省住房和城乡建设厅顾小平副厅长讲话要点

江苏省住房和城乡建设厅顾小平副厅长对本届论坛高度重视,不但亲自参加了论坛的开幕式,而且结合江苏的实际就建筑节能、地源热泵做了重要讲话。顾厅长指出召开本次论坛的背景是在全国上下认真学习贯彻科学发展观,努力推进社会主义建设各项事业又好又快发展的时候召开的,既是实现科学发展观的重要举措,也是推动建筑节能、绿色建筑以及低碳经济发展的重要内容。这次论坛在当前的形势下举行非常必要和及时。他介绍了江苏在建筑节能,包括热泵技术方面应用的情况。江苏是全国经济最发达的省份之一,以全国1.06%的面积,创造了全国10%GDP。江苏的城市化率从1978年的13.7%上升到2008年的54%,到2009年接近56%。同时,江苏又是人口大省和能源紧缺的省份。每平方公里的人口密度达到了750人,能源绝大部分都是从外地引进。正因为人均资源少、人口密集的省情,决定了必须下大力气探索高效、低耗的发展模式。江苏从2001年到2007年,累计建筑节能是2.3亿平方米。通过多年的努力,逐步形成了建筑节能的政策法规体系、技术支撑体系、行政监管体系,这几大体系也已经初步形成。建筑节能的实施率也达到了95%以上,既有建筑的节能改造也在逐步推进。

江苏省住房和城乡建设厅,包括省委省政府将热泵技术作为建筑可再生能源利用的主要手段之一。一批热泵技术应用的项目作为国家级的项目,如南京鼓楼高新技术产业园(江东软件城)江水园热泵项目,采用了能源管理的模式实施。另外南京的朗诗国际街区,也采用了热泵技术。南京工程学院图书馆,利用湖水作为热源。从2008年开始,江苏省每年安排1个亿的省财政资金,用于支持建筑节能示范项目。2009年,南京市被列入了国家可再生能源的示范市,今年又有扬州市和涟水市被列入了国家可再生能源的示范市。去年底,省建设厅在充分调查、研究的基础上,提交省政府出台了《关于在全省推进节能减排建设的意见》。从今年起,主要针对单体建筑节能示范进行引导,包括单项、技术节能,往区域、集中示范和技术基础示范方面去发展。今年的引导资金安排了若干个建筑节能和绿色节能的示范区,提出了十大重点工作,包括集约型村庄建设,包括可再生能源建筑一体化,包括城市节水,还有绿色照明,垃圾的资源化利用,住宅全装修工程,包括市政建设的综合管控建设。从建筑节能延伸到城乡建设的各个领域,更好地贯彻低碳、生态、绿色的要求。在十二五时期,在摸清资源的情况下,要更大规模来推广热泵技术的应用,不光是公共建筑,还包括居住建筑。江苏已经有十个小区的供冷供热的项目在实施,像无锡的太湖新城,有400多万平方米,采用了太湖水作为冷热源的供热供冷模式,但是在居住小区到底怎么来供冷供热尚需要进一步研究。

江苏省住房和城乡建设厅副厅长在百忙之中亲自莅临本届论坛并发表重要讲话,说明地源热泵得到了各级领导的高度重视,也说明了中国地源热泵行业高层论坛的举办是建筑节能减排形势发展的需要,为地源热泵行业的发展提供了重要的信息交流、传播以及技术推广的平台。

1.2 原国务院参事、住房和城乡建设部建设环境工程技术中心王秉忱主任讲话要点

国务院参事、住房和城乡建设部建设环境工程技术中心主任、中国工程勘察大师、《地源热泵》杂志编委会总顾问王秉忱教授指出节能减排是我国的一项重要战略决策,建筑节能是节能减排的重要领域,地源热泵作为一项把可再生能源应用建筑节能方面的先进技术,已取得了显著的节能减排效果,但在推广应用过程当中也存在一些问题,住房和城乡建设部(以下简称“住建部”)十分重视地源热泵技术的推广应用。要搞好这项事业,原建设部也就是新住房和城乡建设部与国土资源部这两大机构的密切合作是及其重要的!国土部承担着开发浅层热源技术的任务和确定开发方式,以达到合理开发浅层地热能的根本目的。去年住建部仇保兴副部长做出了重要批示,派专家赴沈阳调研地源热泵技术的应用情况,作为部科技委的一项重要活动抓紧进行。住建部科技委牵头联合部科技发展促进中心组成调研组,于今年41922日对沈阳进行了实地调研。调研结果表明,沈阳市地源热泵技术应用的健康有序发展,离不开市政府的优惠政策扶持与指导作用。沈阳市地源热泵规划建设管理办公室引导有关部门与专家们在不断摸索中,形成具有自身特点的应用模式——“三种模式两种形式三种模式是指对新建建筑全部采用地源热泵系统供热和制冷、对原有公共建筑则利用地源热泵技术改造现有的供热和制冷方式、对原有住宅采用地源热泵技术与集中供热混和供热的模式;两种形式混合式水源热泵技术再生水源热泵技术,其中混合式水源热泵技术为自主研发的成果,使地源热泵技术与传统供热管网相结合,解决局部地区水资源不足、布井位置受限等问题,同时能缓解地源热泵技术应用推广与传统燃煤企业之间的矛盾,实现双向互补,提高系统运行的安全可靠性。

其次,在调研中发现沈阳在地源热泵应用上制订了相当完善的优惠政策和监管机制,包括电价、水资源费优惠,工程施工的前期论证、施工安装监督、后期运行维护等。同时,为规范行业管理,沈阳市对地源热泵技术应用全过程实行了市场准入机制,要求地源热泵工程勘察、设计、施工、监理、运营及设备生产企业必须具备国家及省市规定的行业资质或生产许可证,并进行登记备案。对不具备以上资质的企业、单位,不允许进入沈阳地源热泵市场。这些,都为沈阳市地源热泵市场的健康有序发展奠定了基础。

在调研中还发现一些在原有水源热泵基础上的创新方式。例如采用蒸汽汽轮机直接驱动水源热泵机组,从中水中提取热量,然后再利用汽轮机尾部的低压蒸汽进一步加热循环热水。这样就完全节省了热泵的电力消耗,使燃煤燃烧释放的高品位能源得到较充分的利用。实际上,利用沈阳市目前城市热网的良好条件和优良的地下水资源,发展以热网高温热水为动力的吸收式水源热泵,可以进一步发挥水源热泵的特点和优势,同时避开其用电量较高的劣势,还可以使热网热水的高品位能源得到充分利用,使得热电联产系统的能效在目前基础上再提高20%30%

同时,调研组通过调研也发现了一些问题:

第一,部分系统设计不合理。如,设计负荷偏大、机组与循环水泵扬程不匹配等问题,造成系统能效比偏低,且投资成本加大。

第二,运行费用较高。沈阳自去年停止对住宅地源热泵项目的优惠电价,并且很多新建住房的入住率都较低,热费收缴困难,供热商为了保证付费用户的热舒适性而不得不给相邻的不付费用户供热,导致运行负担加重。

第三,部分项目地下水未能完全回灌。主要原因在于:工程设计方案不符合地区水文地质条件,取回水井比例不合理,回水井太浅;成井质量差;施工承包方私自减少回灌井数;回水井清洗不好等。

第四,地下水温度问题。沈阳市地下水温度基本在1213℃左右,由于多数地区地下水可由地表水补充,因此,冬夏热平衡问题并不严重。但有的地区。没有考虑好当地气候条件和由此导致的冬夏冷热负荷之间的关系显示出冬夏热平衡隐患。

王参事对地源热泵的发展提出了一系列的建议,很有价值。

第一,修订设计标准,根据地源热泵的特点进行系统的优化设计。热泵方式的能源消耗由热泵两侧的温度决定,温差越大、能耗越高,因此,推广水源热泵应该首先推动建筑末端的低温采暖,根据目前节能减排的要求,应尽快制订适合于各类热泵采暖的室内采暖散热器温度的新标准,使整个热泵采暖系统能够得到全局优化,充分发挥其节能减排的效果,这是迫切需要解决的问题。

第二,建立健全市场准入机制,推动能效标识,为保证工程选用质量可靠的热泵系统设备,避免低价恶性竞标,应建立合理的市场准入制度,逐步开展热泵系统能效标识工作,但同时应杜绝地方保护主义,培育公平、公正、公开的健康市场环境。

第三,尽快制订电价优惠政策。鉴于国外,如土耳其政府对开发地热资源早已实施了免收水资源费与降低电费等政策,建议国家能源委与国家发改委应统筹研究制订这一优惠政策。制订相关优惠政策时应以实际运行的电耗为导向,并不是只要是热泵项目就补贴电费,而是应考察其系统COP能否达到3以上,电价补贴也最好是和实际的用电量挂钩。

第四,在集中采用地下水源热泵区域,要考虑系统的合理布局。尽管沈阳市具有得天独厚的地下水资源条件,目前基本没有热平衡问题,但若是项目过于集中,容易形成短路,局部地下水域失衡,因此,要合理布局,做好规模控制。

第五,制订合理热价。尽快出台合理的两部制热价,以解决在房屋空置率较高情况下供热运行商负担过重的问题,保证地源热泵项目运行的可持续性。

第六,推行合同能源管理。

第七,完善修订标准。完善《暖通空调设计规范》中有关低温采暖的方式、性能参数、运行维护等内容,尽快规范系统节能减排方面的科学评估方法,从而客观评价地源热泵系统的节能减排效果。

第八,加强对地下水回灌的技术指导与监测。应加大对地下水回灌的监测,保障水质、水量满足要求,用实际数据对系统运行情况进行分析并应编制相应的技术规程。

第九,在有热电联产条件的区域,推广以城市热电联产的热水驱动吸收式热泵为主的水源热泵系统。

第十,加大投入,开展地源热泵技术应用适应性研究。建议可以利用目前正在建立的财政部、住房和城乡建设部可再生能源建筑应用监测系统,取沈阳和长江流域地区的某些城市为样本,扩大监测范围,获取长期(至少两年)的运行数据以及气侯条件参数和资源条件参数等,组织力量进行认真仔细的研究,分析应用结果,规范系统节能减排的评估方法,客观评价地源热泵系统的节能减排效果,总结经验,发现问题,提出适合我国不同地区、不同建筑类型的地源热泵技术应用方略。

王参事的讲话高屋建瓴、语重心长,地源热泵的发展是关系国计民生、利国利民的大事,稳扎稳打推进地源热泵产品和技术的应用非常必要。王参事的讲话对今后地源热泵的发展具有重要指导意义。

1.3 中国房地产协会经济合作委员会江书平秘书长讲话要点

中国房地产协会经济合作委员会江书平秘书长介绍了中国房地产行业的发展趋势。中国房地产业已经进入了产品时代,创新是产品的灵魂,房地产的新设计、新技术和新节能技术的应用,绿色、环保、低碳、智能化等技术已经成为发展的主流,是房地产创新品牌以及产品层出不穷的原因之一。未来十年,房地产业仍有广阔的发展空间,但是在各个地区,每个建筑、各种资源条件和技术条件下都会产生不同的碳排放,因此必须实现低碳建筑。地源热泵技术是实现低碳建筑的重要手段之一,因此,在低碳建筑的实施中相信将会得到很好的推广应用。

2 全国典型地区地源热泵发展现状

2.1 北京市地源热泵的发展历程及现状

北京市新能源与可再生能源协会地源热泵专业委员会、中国能源研究会地热专业委员会主任郑克棪教授对北京地区地源热泵的发展现状进行了详细的阐述。

我国在50年代到60年代的时候就有过热泵的研究和试验,但是当时没有发展起来,现在地源热泵大发展是从2000年前后引入我国。北京曾经是全国地源热泵大发展的领头羊,后来2007年,沈阳超过了北京。北京去年地源热泵的应用面积已经超过了2000万平方米,预计今年将达到2600万平方米。

20世纪末的时候,北京开始出现首批地源热泵工程。2003年开始,北京发展比较快,到现在,地源热泵应用在北京的办公楼、住宅、学校、商场、宾馆、医院等,2008年奥运会许多场馆和国家大剧院都有不同程度的应用。随着项目的不断发展,项目工程不断陆续上马,热泵主机能生产不同功率,小的5千瓦,大的至4000千瓦,不同型号、不同品牌的产生更多。同时,设计和施工的专业队伍不断扩大,最初是原来从地下工程的企业延伸到地源热泵,还有一个是生产和经营地源热泵的公司,也发展到工程实施和应用,后来,各自发展,自己有自己的队伍,新的公司不断成长。相关的媒体也发展迅猛,包括《地源热泵》杂志、中国地源热泵网于2006年在北京成立,目前发展得很快。

今年6月,国家出台鼓励政策,北京市也有新的规定,对有项目业主单位投资为主、节能率达到15%以上的项目给予最高30%的投资补助。对由节能服务公司投资为主,节能率达到15%或节煤400吨以上的项目,每节一吨标准煤奖励500元,最高奖励200万元,有利于保证质量以及大规模地发展。目前,现在已经有许多项目开始在做了。

郑教授站在全球的高度简要地介绍了地源热泵在世界上的发展现状,他指出地源热泵在世界上的发展远远超过了100年的传统地热技术的发展。2000年有26个国家,2005年有33个国家,2010年有43个国家开始使用地源热泵,最初都是北美和欧洲领先,到今年,中国已经排到了地源热泵使用国家当中的第二位。地源热泵由于能效系数比较高,COP3.5,这样算出来,它的节能效率理论上是0.712009年,世界地源热泵利用的能量来算,相当于节省了1亿桶或者1519万吨的石油,相当于减排二氧化碳4800多万吨。在世界地源热泵发展现状和趋势分析的情况下,在国家相关政策的鼓励和推动下,地源热泵的可预示前景肯定是光明的。

关于地源热泵下一步工作该怎么做,郑主任提出了自己的观点。他强调了政策引导的作用。北京正在申请成为地热供暖的全国示范城市,准备选取三个区县进行推广使用。财政部和住房城乡建设部20099月发布了关于印发加快推动农村地区可再生能源建筑应用的实施方案的通知,资金层面开始大力支持地源热泵技术的推广。同时,北京市地勘局也已经完成了《北京平原区浅层地温能资源地质勘察报告》,平原区地下蕴含的浅层地温能每年都可以提供6620万吨标准煤的资源量。郑教授还强调要充分发挥行业协会和企业的重要作用。

郑克棪主任实事求是地分析了国内外和北京市地源热泵的发展现状,数据详实、视野开阔、内容全面、激动人心,让与会代表对中国地源热泵的发展充满了信心。

2.2 沈阳市地源热泵发展现状

沈阳市地源热泵协会秘书长郭晓朝介绍了沈阳市地源热泵的发展现状。沈阳市从2006年开始,已经开展了许多地源热泵利用工程,为了配合实施蓝天工程,降低由于燃煤造成的温室气体排放,改善环境,发展可再生能源,沈阳市政府出台了《沈阳市人民政府关于全面推进地源热泵系统建设和应用工作的实施意见》。郭秘书长在王秉忱教授讲话的基础上强调了管理科学化、选择性发展和资源的优化、污水源热泵的发展以及科研观测的重要性。目前,沈阳市有十座污水处理厂,处理能力是每天140万吨,冬季排水的温度是1114℃。如果污水处理厂全部变成热源的话,可以满足700多万平米的建筑冬季采暖需要。到目前为止,沈阳市已做和正在做大量的相关课题,投入了几百万的科研经费,如沈阳市地源热泵技术应用监管标准研究沈阳市地源热泵与饮用水源水质安全保障试验研究等。

2.3 湖北省地源热泵发展现状

湖北省暨武汉市土木建筑学会地源热泵专委会主任、武汉建筑设计院设备二所所长陈焰华教授级高级工程师就湖北武汉地区地源热泵应用与发展情况做了报告。在湖北,地源热泵的应用也是比较早,从2000年开始就开始应用了,目前,湖北省采取了80多栋的建筑采用地源热泵技术,武汉市大概有60多栋建筑采用了地源热泵技术。2009年,武汉和襄樊被批准为全国首批可再生能源建筑应用示范城市,同时,钟祥、鹤峰被批准为全国首批农村地区可再生能源建筑使用示范县,同时,武汉市建委节能办组织了第一批可再生能源建筑项目的申报。同时,按照国家要求,可示范能源建筑使用示范项目共申报了35项,应用的总建筑面积为440.7万平方米。目前,地源热泵项目共申报了16项,应用的总建筑面积为115.21万平方米,这些项目的申报,对地源热泵技术的推动作用是很大的。湖北总的来讲,除了武汉以外,地源热泵的应用相对难度较大。武汉是长江和汉水交汇的,地下水热源相对比较多。从华中科技大学,一直往蛇山、龟山能够应用地源热泵的地点相对比较多一些。大部分是地下水,在地埋管方面,根据不同类型的情况,大概占到16%,地下水系统结合起来,这个项目不少,占了48.75%。但是在污水方面,有一个不利的条件,武汉市的污水排放量很大,但是在夏天的时候,污水的温度是2829℃左右,但是在冬季,污水的温度是偏低的。像2008年冰灾的时候是低于7℃的。

武汉市的热源井钻井井深一般在4050米左右,而且,渗透性也很好,包括回灌。但是,回灌的时候,可能会产生锈,将加重对设备的腐蚀。回灌量是在70%100%,大部分项目是100%,但是有些项目也做不到100%,特别是长江的洪水位,一般洪水期间,长江水位比城市地面是要高56米,为保证热源井的正常运行及提高其使用寿命,热源井运行三到五年以后应进行洗井。同时,地埋管钻井井深一般为22100米,孔距为3.55米。武汉地区做过一个测试,地源热泵系统的能效比高于常规的电制冷机组,但是,在武汉市应用地源热泵有两个问题要解决:一个是低温,再一个就是湿度比较大,在这两种情况下,地源热泵容易出现机组启动不了或只能使用50%60%左右能源量的情况。到目前为止,武汉地区现有的地源热泵系统运行基本正常,未出现过大的故障或问题,也未发现地面沉降或地质塌陷的现象。同时,武汉市水务局对已建部分地下水源热泵工程的监测表明,地下水的水温、水质无明确异常。对典型工程的建筑物沉降观测表明,地源热泵系统在取水并回灌的情况下,建筑物及地面沉降均在正常的范围之内,不会对周围建筑物和地质环境造成不良影响。

存在的问题跟沈阳市类似,部分早期建设的地下水地源热泵工程没有按相关规定进行地下水取水申报并取得取水许可,存在监管的漏洞。同时,对地下水地源热泵系统的取水和回灌普遍缺少可靠的监管,在实际运行时部分工程不能提供可靠回灌措施来保证100%回灌,同时缺乏有效的监测手段,无法观测回灌是否有效进行。陈主任指出,地源热泵推广应用应本着积极审慎、因地制宜、科学利用、依法依据、严格监管、稳步推进的原则。武汉市2006年出台了地下水管理办法,把地源热泵的管理放到了管理办法中,包括地下水的取水、申报,都有严格的手续,包括申报时必须由具有资质的单位编制项目所在地水温地质报告,取水报告,等等。同时,建设省级配套技术能力,已列出关键技术研究、规范标准定额、标准图集和施工工艺等等。武汉市建筑设计院、武汉地质工程勘察研究院也编制了相关的实施细则。

总之,武汉地区的气候特别和资源储藏都非常适合于发展地源热泵技术,并且具有雄厚的地源热泵技术研究开发能力,同时,也具有开发地源热泵的技术实力。

2.4 河北省地源热泵发展现状

河北省地源热泵技术检测中心刘自强主任介绍了河北省地源热泵发展现状。去年开始,唐山、石家庄、保定、平台等10余个城市当中的20余个县市开始积极开报了可再生能源建筑使用示范城市以及示范县,最后河北省城乡建设厅组织评价进行了评审,最终确定唐山、邢台、保定三市申报可再生能源建筑使用示范全国示范城市,辛集、宁晋、定州,保城四县申报农村地区可再生能源建筑应用示范县。

2007年到2010年,河北省地源热泵技术检测中心一共检测了76家单位,面积总数是315000多平方米。从检测结果来看,河北省地源热泵的发展,地源热泵的热源形式多种多样,有水源、污水源、土壤源,都有应用的模式。近几年河北省发展的趋势是多种热源形式都存在。比如石家庄有一个总的废水渠,沿线就有四五个项目,包括学校、房地产项目,以及河北师范大学,都是通过污水源进行地源热泵开发的。另外还有工业废水,石家庄的东开发区,有一个800万平米的规划面积,是污水处理厂和热电厂的热源。另外一个就是地源热泵项目投资金额以及补贴金额逐年增加,每平米补贴达到30块钱左右。河北省地源热泵总的发展趋势,是比较活跃的。原因是地源热泵项目于2007年被列入河北省电力需求侧管理项目专项资金补贴,同时,河北省各地相继出台的政策鼓励,将地源热泵项目列入建设重点,而城镇化水平的提高与传统锅炉采暖方式的矛盾都使得地源热泵的应用范围和面积扩大。目前,河北省的城镇化步伐正在加快进行,但是县城的热电联产锅炉扩容审批却十分困难,使得许多房地产项目在设计初期,就必须考虑其他的供暖方式。同时,河北省的气侯特性和地质条件非常适合发展使用地源热泵系统,通过对河北省的地下水资源量做过分析发现,水源热泵系统的适宜区和基本适宜区主要分布于山前平原区,约占平原区面积的39.5%,面积28144.69 km2 ,主要包括唐山局部、石家庄、保定、邢台以及邯郸市南部、廊坊西北部、保定东部、石家庄东南部、保定东南、衡水西北以及邢台邯郸的部分地区。河北省土壤源热泵系统的适宜区主要分布于中部平原及滨海平原区,主要包括廊坊、衡水、沧州、唐山以及邢台邯郸的东部,面积为60613.43km2,约占平原区面积的84.9%但是这是一个大的趋势,并没有严格的界限。沧州地区近年来地源热泵发展势头迅猛,尤其是土壤源热泵项目众多,这是因为沧州地区是土壤源热泵系统适宜性好的地区,非常适合土壤源热泵的应用。在沧州,基本上50%的供热项目选择的是热泵技术,所以说在沧州,热泵技术发展非常快。

总之河北省发展地源热泵的特点是发展非常迅速和热源形式多样化。

2.5 江苏省地源热泵发展现状

南京市建筑设计研究院张建忠总工就江苏省地源热泵空调技术应用与发展做了主题报告。介绍了江苏省地源热泵的应用规模、政府出台的政策措施、示范工程、市,以及南京市作为全国首批示范城市在地源热泵方面的政策规定和江苏省地源热泵行业的发展前景。

江苏省的地源热泵建筑应用起步晚但是发展比较快。从国家示范项目鼓励政策以来,第一批,江苏省是没有项目,第二批江苏省是一个项目,第三批跟第四批江苏省是八个项目。从2008年开始,江苏省也专门出台了相关的鼓励政策,从2008年开始,每年拿出1.1亿的专项资金支持可再生能源利用这一块,2008年可再生能源的补助项目达到了36项,包括了太阳能光电的利用,但其中很大一部分是地热源项目,2008年、2009年总共的示范面积是400万平方米左右,其中地表水水源热泵7个项目,土壤源热泵1个项目。

江苏省人民政府专门颁布了江苏省应对气侯变化方案的规定,其中,要求大力发展清洁能源和可再生能源,促进城市节能方面也有很多的积极措施,很大一块就是在建筑中积极采用地热能、太阳能等可再生能源。2006年还出台了关于推进集约型城乡建设意见。要求三年内全省新建建筑可再生能源利用率要达到60%,同时具备新增节约400万吨标准煤的能力。2006121号,《江苏省建筑节能办法》省政府令59号公布,其中第四章专门规定了可再生能源建筑应用方面的有关规定。经过了两年的努力,南京市建筑设计研究院、南京大学、东南大学等完成了《地源热泵系统工程技术规程》。在这个规程里面,更多地体现了江苏的气侯特点和江苏省的建筑负荷特点。因为江苏省大部分地区夏季有供冷要求冬季有供热要求。为了防止地下水的开采导致城市沉降,前几年江苏出台过限制地下水开采的一些规定,使得江苏省在地下水源开采方面少一些。此外,江苏省提出了复合型地源热泵发展的理念,提出了以解决供热为主,解决节能措施的技术路线。同时,安排了地热能资源勘察与评估章节,强调在工程实施之前,要进行充分的资源评估与条件评估,避免盲目性,确保项目的可实施性与节能目的。同时,做出了相关的能效规定,规定了地源热泵、水源热泵技术的能效要求。另外,也专门设置了地源热泵运行管理的规定,在运行管理的章节里面,对地源热泵的运行控制提出的基本要求,同时,要求有可靠的措施,保证热电能与系统的长期、高效的运行能力。同时,还对污水热泵系统以及海水源热泵系统做出了一些规定。江苏省今年11号颁布了《公共建筑节能标准设计》 ,提出甲类公共建筑至少使用一种可再生能源,也就是两万平方米以上采用集中空调的建筑,至少要采用一种可再生能源方式,包括地源热泵、太阳能光热、光电等。地源热泵提供的能量应该占总系统空调用能的20%

江苏这几年产生了一些在国内有影响的示范性工程,如朗诗国际街区项目,采用地埋管地源热泵系统,这种形式推广得很快。如利用地表水的南京工程学院的地源热泵系统,目前已经通过了全国的可再生能源示范项目验收。还有盐城工学院图书馆项目,因为地表水的条件比南京差很多,因此采用了地埋管地源热泵系统。江苏省的示范项目之一——扬州的阳光美第住宅项目,这个项目也具有许多可再生能源利用的亮点,用地表水的再生系统,解决了热平衡,同时,在夏天作为一个辅助的冷却系统。还有南京鼓楼高新技术产业园(江东软件城)的江水源热泵项目,区域规划服务面积为240万平方米,应用长江水作为空调的冷热源,为园区提供空调供冷和供热。

南京市政府专门制订了《南京市可再生能源建筑应用城市示范工作方案》,要求2011年底,全市可再生能源应用在建筑节能中的贡献率要达到10%以上,光热应用面积320万平米,土壤源热泵应用建筑面积130万平方米,到2011年底,全部要完成实施目标。对示范性项目也有规定,一类是居住建筑,一类是公共建筑。一般性的示范项目,要求采用可再生能源,第二条,达到65%的节能标准,同时,全装修比例要达到30%以上。作为公共建筑,作为一般示范项目,要求要低一些,只要求采用可再生能源。

目前,江苏很多地方在地源热泵应用方面的积极性非常高,如最近规划的太湖新城生态城(150平方公里),还有昆山花桥国际生态商务城(30平方公里)、泰州国家医药城(46平方公里),地源热泵在其中都有应用。张建忠总工在讲话中指出,地源热泵虽然发展比较快,但是也有几个问题值得深思。首先是大型地源热泵项目的地源换热系统特性与热平衡;其次,地源热泵生态环境安全与保障技术研究;另外,就是施工安装与检测工艺及设备的革新;最后是区域空调的适用条件、关键节能技术、品质保障与系统安全性的研究。同时,需要进一步规范市场,因为发展很快,多少有鱼目混珠的状况,所以要对勘察设备、施工安装、设备材料、合同能源管理、检测验收,采取一个科学评估、实事求是、因地制宜、管理安全、节能高效的原则进行。

2.6 重庆市地源热泵发展现状

重庆市绿色建筑学会的丁勇副秘书长在论坛上介绍了重庆市地源热泵发展现状。重庆市比较突出的是地表水的资源,由于嘉陵江、长江的地理特点,形成了整体的地表水的容量非常大、资源非常丰富,无论是从水温和水质来看,都是比较适合地源热泵技术的应用。针对土壤源热泵,重庆市的地质硬度比较大,对地源热泵技术本身的应用来讲,有一定的优势。2009年,重庆市被确定为可再生能源建筑应用全国示范城市。重庆的可再生能源的利用,重点是地源热泵。针对地埋管系统的工程问题,针对实际工程做一些相应的测试是有必要的。对于地表水系统,主要的问题就是涉及到一些基础数据,针对重庆的水体,目前掌握的是两年的实测数据,跟水文局提供的数据有一定的差别。需要选择合适的水处理方式,同时控制投资。

2006年开始,重庆市以地表水水源热泵为代表的可再生能源建筑项目在逐渐开展。目前,已建成了重庆大剧院、开县人民医院等五个国家可再生能源建筑应用示范项目,示范面积近50万平方米,已建和待建的项目总面积超过了400万平方米,节能效果比较好。同时,相应的政策保障和技术体系也在逐步完善。一些科研单位从换热性能、数据库的建设、到系统的集成优化、复合式系统的构筑来看,都有相应的研究和提升。

3 地源热泵与低碳建筑

本届论坛有幸邀请到我国绿色建筑、低碳城市以及建筑节能研究领域的权威——国际制冷学会科技理事会副主席兼E学部主席、同济大学龙惟定教授做了地源热泵在低碳建筑领域的应用前景的报告。龙教授在报告中提出了许多新的理念。笔者摘录其中的一些精彩论述以蝕读者。

什么是低碳建筑呢?龙惟定教授指出低碳的意思就是二氧化碳排放量低,这个里面牵扯到两个过程,一个是使用过程,也就是能源利用,但是能源利用的低碳,到现在为止,我们建筑节能也没有一个基准线。第二个,就是全寿命周期的低碳,包括土地利用、材料,能源系统的配制,需要建立一种碳排放的清单,但是我们现在的建筑材料实在是五花八门,但是今后建筑作为一个产品,我们发展商盖了一个楼,产品就出厂了,我们现在有能效标志,将来可能就有碳排放标准,这样的话,才能固定下来。

龙惟定教授在国内第一次提出建筑节能和低碳建筑的异同,让与会代表耳目一新。他指出凡是做到建筑节能的,一定是低碳,但是反过来,有些低碳技术不一定是节能的。建筑节能,目前来讲,节能50%只是一个前瞻性的,也就是我们少增加多少能耗,是一个预测标准,比如说我们用什么样的设备,使它比80年代的建筑节能50%,可以说它是一个前瞻性的、预期量的一个节能。但是低碳建筑就是一个存量的减碳,我们国家提出要在05年的基础上,降低碳排放20%25%,因为05年,我们GDP和单位GDP的碳排放是有数字的。同时,低碳也不一定就节能,我们如果提高一个百分点的负荷,就是给我们的电厂,我们降低的碳排放非常可观,一个小小的楼,如果是800千瓦的能耗的话,一年可以减排2000多吨标煤。同时,比如说像直燃机,使用能耗也是比较高的,相对来讲,不一定节能,但是它也可以很大幅度地减碳。建筑节能和低碳建筑这两者必须要很好地结合起来。

关于建筑碳排放的评价,房地产拉动了钢材和水泥这些工业,从寿命周期来讲,也是高碳行业,如果是房价高的话,相对碳排放就会低。在低碳建筑方面,怎么来实现呢,一个是要用被动式的技术,比如说自然通风,但是在南方和北方有很多的限制,我们国家现在也有一股风,完全是学欧洲的,比如说火车站做了很多大的透明顶棚,这些都不适合中国的气侯条件,在我们国家并不一定很合适。特别是现在的高温天气。还有一个就是建筑标准应该比国家的标准还要高,做得更加节能,这才能实现。还有一个,就是要把未利用的能源,特别是低品位的能源,土壤蓄热的能力,江水、河水、地表水、海水,以前这些未利用的低品位能源的对位利用。我们在规划期间,就要把节能作为一种资源,而不是很大地给建筑进行组合,再来搞节能,这个时候就于事无补了。低碳建筑必须是有可测量、可报告和可核查的碳减排量的指标,就是说要有一个确认的节能量,就是说合同能源管理要建立一个游戏规则。还有一个,低碳建筑必须要满足基本的健康和热舒适标准。现在很多非洲的发展中国家,碳排放量很低,但是生活标准也很低,那个不是我们要追求的目标,发展才是我们要追求的目标。

关于浅层地热能,像一个蓄电池一样,夏天蓄的热冬天来用,冬天蓄的冷,夏天来用。包括像秸秆,今年把秸秆烧掉,产生了碳排放,明年这个碳又固化进来。从长期的意义上来讲,可以讲可再生,但是并不是取之不尽、用之不竭的。在技术上像蓄电池,而不是一个真正意义上的可再生能源。土壤源热泵技术本质上是一个冬蓄夏取、夏蓄冬取的季节性蓄能技术。

实现低碳,首先是要降低能源的需求,必须利用区域尺度负荷的参差率和系统的同时使用率,根据这两个率来降低整个的负荷。龙教授提出能源总线的方案,这个是从计算机延伸出来的一个概念,就是把计算机各种配件的信息的输入输出都是通过总线来实现的,等于是一个信息交流的通道。所谓能源总线(Energy Bus,就是将来自于可再生能源或未利用能源的热源/热汇水,通过作为基础设施的管网,输送到用户。在用户端,总线来的水作为水源热泵的热源/热汇,经换热后回到源头,或排放(地表水)、或循环再次换热(通过换热器与各种耦合)、或回灌(地下水)。根据当地资源条件,能源总线的可以不止一个;用户可以是建筑、可以是建筑物的每一层楼(例如美国纽约在世贸遗址上重建的自由塔大厦)、可以是每户住宅套房(每户一套的水源变冷媒流量VRF机组)、甚至可以是每间房间(酒店,用水环热泵系统)。

低碳建筑需要实质性节能和实质性减排,用热泵技术提升低品位能源,是低碳建筑的关键技术之一。现在讲的减排,是增量的少增,真正的减排,还要在存量基础上减少,要实现实质性的减碳,必须要有实质性的节能。同时,没有最好的技术,只有一个最适合的技术,不管是欧洲的也好,美国的也好,中国其他地区的也好,必须要适合当地的气侯条件,这个是最主要的,同时,我们对技术要有多元化的评价,不要非此即彼非黑即白,世界上没有哪一项技术一用就能节能,要有一种辩证的思维。同时,工程师和专家的责任就是要扬长避短,把技术的好处发挥出来,把它的缺点避免掉,取长补短、符合科学规律。

另外,相关研究机构和企业也在论坛上做了报告。当代节能置业股份有限公司总工程师陈音和锋尚低碳居住研究院曾剑龙院长、中国社会科学院国际能源安全中心杨秋生主任就绿色建筑、地源热泵以及合同能源管理和节能服务产业发展等专题做了精彩的报告。陈音总工强调了地源热泵区别于空气源热泵的优点、低碳建筑节能要坚持被动优先的原则、建筑节能必须重视高效照明。陈音总工还指出,地下温度场的变化对热泵的工作效率有很大的影响,运行控制策略必须保持地下温度在设定区间内的波动,调控得好的话,在夏初季节还可以得到免费的冷源。相关企业如加拿大枫叶能源、WFI集团埃美圣龙(宁波)机械有限公司、劳特斯新能源科技有限公司也在论坛上做了报告和技术交流。此外,论坛还安排了与会代表与演讲嘉宾的互动环节,就代表们关心的问题进行了现场讨论和解答,会场气氛十分热烈。

4 论坛相关的展览和工程考察环节

和去年第一届中国地源热泵行业高层论坛不同的是,本届论坛增加了企业展览,三十多家地源热泵企业参展,给与会代表增加了交流的平台,也给企业提供了工程洽谈的机会。为期一天的展览内容丰富,现场的展品形式多样,洽谈场面很热烈,给大家留下了深刻的印象。

813日,论坛组委会组织了与会代表参观考察了南京当地的两个地源热泵工程,分别是南京城市广场土壤源热泵项目和南京江东(鼓楼)软件园江水源热泵空调项目。

5 论坛总结

本届论坛举办得非常成功,可谓盛况空前,参会人数将近五百人,这样的规模在暖通空调行业的论坛中是非常罕见的。与会代表冒着8月份南京的酷暑全程参加了论坛的各项活动,即使下午也座无虚席,由此可见中国地源热泵行业高层论坛的强大吸引力和凝聚力。很多企业家纷纷向笔者表示参加本届论坛收获很大、不虚此行。

中国建筑学会暖通空调分会名誉理事长、中国建筑科学研究院顾问总工、我国暖通空调行业德高望重的泰斗吴元炜教授在论坛的总结发言中对本次论坛给予了高度评价并对论坛进行了全面的总结。吴教授总结指出,会议围绕着政府管理好、项目建设好、正常使用好这几个方面的内容,交流了各方面的情况,还有经验、问题的解决方案。

关于政府管理好,第一,要把资源调研好、应用规划好。第二,项目的审批要把关好。这是政府行为,这个项目该不该上,在哪里上,这都是政府管的。第三,项目竣工以后,要把验收工作和评估工作做好。这个项目做完了,评估完了,做得怎么样,各方面要有一个结论,项目做完以后,必须要验收,验收完的以后才能交钱。第四,正常运行的耗能数据要监测、记录好,现在已经实现了在线检测,数据可以直接传到检测中心,这样的话,我们心里都有数了,效果就知道了。第五,就是能力建设跟职责的管理。能力建设包括技术资质,包括队伍的培训,等等,这属于能力建设上,这是一个新的事情,不可能准备好队伍以后,就闲在那儿才搞这个事情,一定是在干的过程中间,逐步地扩大队伍。还有一个就是资质管理。

关于项目要建设好。第一是项目要策划好,你是不是放在应该建项目的地方,考虑的因素方方面面都要想到。第二个就是项目要设计好,一个工程建设没有一个设计文件不可能施工。但是设计院对地源热泵怎么做,还不是很普及,好多都是专业公司做完了以后设计院去把关的,就是说这一点上也是我们需要关注的一个问题。第三个,地源热泵和一般的暖通空调有一个不一样的地方,就是要和土地打交道,要和我们原来不熟悉的环境打交道,比如说我们强调地埋管,怎么做好,你说的是100米,怎么证明你是100米,有些人80米就填土了。原土回填不一定就达标,地埋管的填料是有要求的。第四是设备的关键细则要采购好。现在好多设备老是低价中标,带来的结果就是合格的工程比较难。当然,这个设备的生产供应和改进是我们广大设备供应商要做的工作,设备方面,我们还是要在工程上用得好。第五条,地源热泵项目,一定要有检测手段,这样才能在运行期间判断系统是不是正常,是不是高耗能。第六点,就是竣工验收,现在对地源热泵建设的关键点不是很了解,尽管签了字了,但是可能有不到位的,竣工验收是很严肃的事情,但是我们在相关环节缺失比较大。

关于正常的使用要好,也就是运行管理要好。不是说地源热泵用了就节能,只有在真正投用了以后,你把它运行好才节能。一般情况下,地源热泵空调的运行跟传统空调的运行还不一样。为什么这次会议安排讲合同能源管理的问题,就是咱们国家也意识到,运行环节的检测非常非常重要的,就是要培养能源服务公司跟业主建立关系,实现对节能能效的监测。各级组织都要介入合同能源管理这块,以保证当初立项时要达到的节能能源管理目标。

吴元炜教授强调了数据的重要性以及监督的作用,一定要用数据来证明,这个数据不仅仅是某个阶段的数据,有全年的、着实的数据。

吴元炜教授还指出专业团队的努力和行业媒体是非常重要的,比如沈阳模式很大程度上依靠了行业协会的作用,行业媒体如《地源热泵》杂志成绩非常突出,为行业做了很大贡献,向社会各界传递了好的经验、好的结果、好的单位,让大家学有榜样,看有地方,这样才能把工作做好。

吴元炜教授指出本次会议的亮点,如低碳建筑,低碳地产跟地源热泵有什么关系。将低碳地产和地源热泵联系起来,本届论坛还是第一次。

作为我国暖通空调行业的开拓者和领路人,吴元炜教授几十年来一直为我国暖通空调行业的航船掌舵。吴老师对论坛的总结非常全面、十分精辟,让与会代表加深了对论坛的理解,对地源热泵的认识水平有了很大的飞跃。

总之,这次论坛非常成功,很有特色、内容丰富、很有价值,对于我国地源热泵的科学、健康发展具有很强的指导意义。中国地源热泵行业发展高层论坛已经名副其实地成为中国地源热泵行业的晴雨表。2011年的第三届中国地源热泵行业高层论坛恰逢《地源热泵》杂志创刊五周年,我们更加关注并且期待着明年的中国地源热泵行业高层论坛更加精彩。

作者简介:

吴延鹏,北京科技大学教师、工学博士,《地源热泵》等杂志编委,中国低碳经济发展促进会专家委员会委员、中国建筑学会建筑技术专业委员会委员、北京制冷学会青年工作委员会委员。发表研究论文和通讯100余篇,获得美国专利1项,国家发明专利和实用新型专利4项。目前作为项目负责人承担着国家自然科学基金面上项目等多项重要科研任务。

E-mail: wuyanpeng@tsinghua.org.cn


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