地源热泵开启浅层地热能源宝库

制冷快报 -今冬,山东能源肥矿集团机关大楼供暖用上了浅层地热利用装置——地源热泵空调系统。走进集团机关办公室,开启空调开关,阵阵暖流从出风口喷涌而出。

工程施工负责人介绍了地源热泵的基本概况:地源热泵是一种利用浅层地热资源运行的高效节能空调设备,不光可以供热,而且可以制冷。通过把热交换器埋于地下,让水在高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动,从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。

地源热泵与传统的空调有什么不一样呢?空调制冷大市场专家解释称，传统的空调主要是与室外空气进行热交换,而地源热泵主要是与地下土壤进行热交换。夏季,在为室内提供冷气的同时,其废热不再是排入空气中,而是储存于地下,以此提高冬季供暖的效率；到了冬季,室内供暖的大部分能量来自于地下,利用地下土壤的温度来为室内提供免费的热能,而土壤温度的降低又为下一季节的空调带来冷源。因此,地源热泵更多地是在室内和地下转移能量,而不是创造热量。在这个过程中,土壤提供了一个很好的免费能量仓库,这样就实现了能量的季节转换。由于地源热泵是在土壤和室内空气之间工作,二者的温差较室内外空气温差要小很多,所以它的工作效率非常高,是目前国际上最先进的中央空调系统。

“为了将埋藏于地下的地热能量提取出来,我们还要在地下建立一套能量交换系统,也就是通常采用的垂直埋管系统。”山东龙兴地质工程公司地源热泵空调项目部经理李军介绍,现在通常采用闭式埋管系统,即通过钻探的方式将“U”形管埋入地下50米-150米的深度,管内注入防冻液之类容易传递冷量的液体,便于吸取蕴含在地下深层土壤的热量,并将“U”形管上端两个开口接入地源热泵机组形成封闭式循环传递系统；另一方面,也由地源热泵机组向建筑物室内方向建立类似的循环传递系统,两者在机组内进行冷热能量交换,并将采自地下的冷热能量输送到室内调节空气温度。

“这样的系统建立之后,就意味着地源热泵系统的建成,一经启动,就可以通过水循环系统,源源不断地将地下的能量提取出来,用于日常室内温度调节或其它用途,机组的功率大小和埋管的数量取决于供热和制冷面积。”李军说。据他介绍,肥矿集团在安装地源热泵过程中,利用操场空间进行钻孔埋管,施工的钻孔埋管深度为50米,实施了950套埋管,总计埋管长度达20多万米。整个空调系统投入使用后,可以为总建筑面积达28500平方米的办公楼提供可靠的制热和制冷服务。

据制冷快报记者了解,我国是一个以中低温地热资源为主的国家,地热能源蕴藏丰富。以山东为例,初步估算200米深度内蕴藏的地热能资源量折合标准煤约131.4亿吨,相当于该省煤炭总地质储量的40%,地热资源潜在经济价值6.5万亿元以上。而且,建筑能耗目前约占我国总能耗的30%左右,这个比例还在不断增加,因此,在建筑节能领域推行太阳能、地热能等可再生能源前景广阔。近年来,已经呈现出较好的发展态势。

从目前市场来看,全国地源热泵市场销售额已超过80亿元,并以每年20%以上的速度在增长。同时,地源热泵系统的初装费也大幅度下降,由最初的每平方米建筑面积需要400元到450元,降低到目前的220元到320元,公众对地源热泵的认知度也有了很大提高。