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            地源熱泵技術:讓地熱能利用成為可能


             ZS系列振蕩篩;


             制砂機工作特點;

               圖為總建筑面積40多萬平方米的北京用友軟件園。該園將熱泵技術、變頻技術、夏季蓄冰、冬季蓄熱振動篩分機技術和地下土壤的換熱技術有機合理地結合為一體。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。     


            &n移動輸送機bsp;

              5年前,地溫空調作為前沿科技,本報曾做過大篇幅報道。在接下來的這5年中,全社會對可再生能源的關注度不斷升溫,一時間太陽能發電、風能發電成為科技時尚先鋒,地溫空調似乎搶不到什么風頭。而當記者打算重新關注一下地熱能利用的時候,才知道在北京,地源熱泵空調不經意間已廣泛推斗提廣使用。     


            &n篩粉機bsp;

              最有效的空調技機械振動術     


            &n螺旋喂料器bsp;

            gzg電機振動給料機  地源熱泵利用的歷史可以追溯到1912年瑞士的一個專利,而其商業應用卻只有20多年的歷史。雖然歷史不長,但推廣很快,目前,美國、日本、德國、法國、瑞典等許多發達國家都在廣泛使用地源熱泵技術。這項技術被許多空調專家認定為本世紀最有效的空調技術之一。     


            &nbDJ大傾角皮帶輸送帶sp;

              簡單地說,因為夏季地下溫度低于地上溫度,所以地源熱泵利用的地熱就是通過地下水(或地埋管)沖擊破碎機這個媒介來將室內的熱量帶走,冬季則相反,從而達到制冷供暖的效果。地源熱泵系統是通過少量的電能輸入來完成這些任務。     


            &nPVC輸送皮帶bsp;

              比如,鉆鑿一對深2500米的地熱井,一眼取水,一眼回灌,出水溫度65攝氏度,出水量50立方米/小時。若直爬坡皮帶輸送機接供暖,地熱水的溫度只能降低到45攝氏度,利用溫差20攝氏度,可采暖面積2.3萬平方米。采用熱泵回收地熱尾水熱能,溫度可降低到20攝氏度,再擴大利用溫差25攝氏度,增加采暖面積2.9萬平方米。同樣一對地熱井的效能擴大了1.24倍,熱源建設費由300多元/建筑平方米降低到不到200元/建筑平方米,節約投資40%。     


             雙螺旋給料機;

              業內人士認為,近5年我國地熱領域的迅猛發展相當一部分原因在于地源熱泵技術在我國地熱領域的應用。截止到2006小型錘式破碎機年底,北京市利用淺層地熱能供暖供冷的建筑物已達到800萬平方米的建筑面積,包括普通住宅、辦公樓、學校、賓館、商場、醫院、工廠等,以及奧運場館、奧運村、奧運公園等都用上了地熱這種清潔能源。今年3月份竣工的用友軟件園中央空調系統(其供暖空調面積達16萬平方米),更是綜合運用了地源熱泵技術、變頻技術、夏季蓄冰、冬季蓄熱技術和地下土壤的換熱技術有機結合在一起的復合式能源系統。     


             

              記者從《中國國家知識產權局2006年度報告》中了解到,地熱資源利用領域的專利申請和授權方面,在近幾年也有相應的增幅。2000年至2006年9月,我國有關地熱利用的發明和實用新型專利申請達616件,年增長率約為68%。從統計數字上來看,國內和國外對于地熱的利用主要涉及直接或間接利用地熱能的領域,而且這些領域中發展最快的即是利用淺層地熱來進行間接換熱的熱泵領域。     

            節能環保優勢明顯     

              中國能源研究會地熱專業委員會主任鄭克 介紹說,地熱能成為世界上發展最快的可再生能源之一,其原因就在于它的高效率和低污染,而且經濟可行、普遍適用。     


             

              首先,從運行效率的角度講,熱泵機組的高效率在供暖模式上用運行系數COP來表示,它是輸出能量與輸入能量(電能)之比,目前熱泵機組的COP一般都能達到3至4。這等于說,熱泵的效率是300%至400%,而空調機(空氣—空氣熱泵)的效率是200%,電的效率是100%,燃油的效率是90%,燃煤的效率是55%,因此熱泵的效率是最高的。     


             

              其次,從環保的角度講,熱泵作為供熱裝置可以減少全球6%以上的二氧化碳排放量,它是目前市場上可獲得的減少二氧化碳排放量最大的單項技術之一。雖然熱泵本身不排放二氧化碳,但電廠發電時的二氧化碳排放有1/3至1/4要算在熱泵的賬上,所以熱泵攤有少量二氧化碳排放,但沒有其他污染產生。     


             

              第三,從工程難易程度的角度講,地熱熱泵利用淺層地溫的能源只需要鉆50米至100米深的鉆孔,有的地方或許需要200米深,但比起地熱井要鉆1000米至3000米來就經濟、簡易得多。據地熱利用專業企業北京市華清集團的技術人員介紹,北京地區地表20米以下,常年恒溫在15攝氏度左右,是相當理想的熱源(散熱體)。     


             

              第四,從可操作性角度講,淺層地溫能的資源條件到處具備,不像地熱井那樣受到地域局限,它基本上是普遍適用于世界各地,哪怕是寒帶也無妨。另外,地源熱泵的換熱部分為地下工程,可分設于綠地、車場、道路等建筑物周邊任何可利用的空間內,不占用土地資源。     


             

              地源熱泵生逢其時     


             

              1997年,有著地質勘探背景的華清集團創建,1999年,公司進入熱泵市場,10年來,公司業績一年勝過一年,目前國內最大的地熱熱泵綜合利用項目————北京北苑家園40萬平方米地源熱泵供暖工程即出自華清之手,在北京,包括奧運公園、奧運村等數十個熱泵空調系統都是華清集團的工程項目。     


             

              華清集團的發展折射出整個地源熱泵的產業環境狀況,在鄭克 的眼里,目前地源熱泵在我國的發展前景十分廣闊。     


             

              依目前的能源供給狀況,節能是所有實用技術的最大亮點,地源熱泵技術恰好具有這一優勢。華清集團總工程師李文偉以北京某招待所為例,介紹了地源熱泵的節能優勢。這個招待所的建筑面積是2.5萬平方米,華清為這個相當于三星級賓館標準的招待所提供了供暖、制冷和24小時生活熱水的地源熱泵設計方案,通過幾年的檢測,這個招待所冬季采暖及熱水供應的運行費用是13.52元/平方米,夏季的費用是14.82元/平方米,費用主要是電費。

             

            我國有相當豐富的淺層地溫能資源,地理位置主要在溫帶,無論淺層地下水或土壤中的溫度,利用100米至200米深度就足夠我們消耗。地處寒帶的挪威,為了利用熱泵,要將取熱的鉆孔鉆到400米深度。另一個例子來自瑞典,瑞典有著豐富的海水資源,水源熱泵空調近幾年在瑞典得到了空前的發展,使其地熱直接利用量由2000年的世界排名第10位變成2005年的第2位。     


             

              據鄭克 介紹,我們已經掌握了地源熱泵的各項相關技術,雖然熱泵中的關鍵部件高壓壓縮機目前主要依靠進口,但我國已有了國產熱泵工廠,有大、中、小型產品,能設計安裝,也有了國家標準GB50366—2005。這些都是有利于規范市場、有利于地源熱泵產業發展的技術基礎。     


             

              來自政府部門的支持對熱泵技術開拓空調市場起到積極的作用。據華清集團相關人士介紹,這幾年華清的發展與北京市政府相關的產業政策有著非常大的關系。北京市于去年6月頒布了關于發展熱泵市場的指導意見,目的在于鼓勵、引導和規范熱泵系統的有序發展。北京市政府對地源熱泵項目還有一定的補貼政策。北京市“十一五”規劃中,可再生能源占全市能源的比例要由目前的1%提高到4%,如何實現這個目標,鑒于北京市的自然情況,地熱利用被各方寄予厚望。     


             

              《可再生能源法》已經頒布實施一年有余了,相關鼓勵政策也相繼出臺,地熱能源的利用,既有一定的普適性,也有熱泵等關聯技術的鼎立支撐,更有如北京、天津等市的示范工程。地熱能源,值得我們期待。     


             

                 


             


             


             


              地源熱泵空調系統機房。本報記者 翟天雪攝     
              地熱的其他用途     

             用途一 地熱溫室種植     

            地熱溫室是利用低溫地熱資源的良好途徑。我國北方地區冬季氣候寒冷,冬季溫室蔬菜種植得到發展,但是成本較高,且溫度控制較難。地熱溫室便于溫度調節控制,且成本低廉,因此得到較大發展。這些年來,隨著溫室技術的大發展,現在北京、天津等地已建成許多1萬平方米的玻璃房大溫室,最大的已達3萬平方米,且全部是計算機自動控制調節溫度、濕度。地熱溫室總面積有了較顯著的擴大,其中河北省和北京市的地熱溫室面積占了一半以上。     

            地熱溫室除種植反季節的新鮮蔬菜外,還種植鮮花,特別供應春節所需。現在北京、天津及其周邊地區發展起來的地熱溫室鮮花種植已成為賺錢的熱門。

            現代生物化學的組織培養技術也在地熱溫室中得到充分發揮,因為恒溫、恒濕、無菌、通風等條件都便于控制,所以在北京、天津都有以地熱利用為依托的農業現代科技園區,開展這方面的試驗和研究。     

              用途二 地熱水產養殖     


             

              湖北省地處中部,長江以北,全省有600多處湖泊,但冬季氣溫在15攝氏度,不適于魚類生長。于是當地利用地熱資源的優勢發展了地熱養魚。地熱養魚可常年供應省會武漢市和其他城市的鮮魚需求,這是全國地熱水產養殖面積最大的地區。在東南沿海的廣東、福建,利用地熱水養鰻魚,出口日本。在湖南、河北、北京等地,利用溫泉資源的優勢條件或市場的需求,也分別有相當規模的地熱水產養殖面積。     


             

              用途三 地熱發電     


             

              地熱作為新能源發電在我國始于20世紀70年代。在70年代早期全國有7處建立了低溫地熱試驗電站。至1977年10月西藏羊八井高溫地熱試驗電站建成發電,并逐漸發展至9臺機組的南、北兩個電廠。據近日媒體報道,由于印尼地熱資源豐富,將有3家企業共同投資6億美元在印尼建設全球最大的地熱發電站系統,3座地熱發電站總發電能力約為330兆瓦,第1座發電站將于2009年完工。

             

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