土壤源熱泵技術國內發展與應用現狀
圖為河北工程大學城建學院院長張子平
2004年在住建部資助示範項目的推動下，土壤源熱泵技術開始了商業化應用推廣。經過十幾年的發展，目前應用該技術供熱供冷的建築面積大約為3到5億平方米。裝機容量在20-50GW左右，數據出入較大的原因是近幾年該技術在河南、山東、河北南部地區的縣鄉地區的應用發展非常快，暫時無法得到此類地區該系統應用的準確數據。
在一般的概念中，認為土壤源熱泵應用投資量較大，由於該技術的複雜性與特殊性加之在國內做的相對成功的項目宣傳力度不夠，而出現問題的項目卻不脛而走，前期僅在在北方的大城市與南方的江蘇、浙江、湖北等地發展較快。近幾年由於在國家節能環保的壓力協同該技術逐步得到認可的大環境下，在安徽、河南、山東、河北各省的縣鄉一級地區應用越來越廣泛。深究過去該系統發展較慢，出現問題較多的原因，主要是施工、設計方面的問題，還有不少是運行管理方面的問題。施工問題主要是偷工減料，不按工藝要求、設計主要是按常規系統進行設計，不了解該系統的特性，運行方面則缺乏足夠的培訓與管理。
目前，在國內的北方南方主要是北京、河北、山東、河南、安徽、江蘇、湖北、山西、浙江、陝西、四川、重慶、廣西的部分地區，都有該系統的應用項目，該系統主要應用在辦公樓、商業、學校、醫院、中高檔居民小區及工廠工藝等各類建築中，現有的最大項目已經達到50-60萬平米。根據數據統計，運行的項目中「系統年運行綜合能效」都能達到3.5以上，該能效值同比國內其他供熱空調系統能效值相對較高，加之維護工作量相對較低。因此，該技術具有一定的經濟效益與社會效益。
近十幾年來，土壤源熱泵的發展得到了國家與各級政府部門的大力支持：與該技術相關的國家自然基金資助項目有十幾項；全國五十多所高等院校做了相關的基礎研究與應用推廣研究，在地下各類換熱模型系統模擬、適應性分析、參數響應等方面做了大量的研究工作，得到了大量有價值的研究成果。從目前研究成果來看，在土壤源熱泵技術發展方面科學性問題已經不是該技術應用推廣的瓶頸問題。
長期以來，在規範制定方面，住建部制定了技術規範，省市也制定了相關的應用規範與標準，保證了市場的健康發展。在產業方面，很多主機生產廠家針對土壤源熱泵運行參數的產品，提高了運行的效率；換熱管生產廠家生產了適用於土壤源熱泵系統的各類管材、管件，保證了施工質量與技術標準化推廣應用；鑽井隊伍開發出了適用於各類不同地質條件下的鑽機，降低了鑽孔成本；設計單位開發出自己的設計軟體與設計方法，保證了設計質量。
根據現有數據，該技術每年的工程量在5千萬平米左右，產值在100-150億左右。特別是最近在提出「淺層地熱能」的概念及熱泵技術是可再生能源的採集技術後，地源熱泵的應用得到了合法化，相關部門已經將土壤源熱泵技術列為節能減排及清潔供暖的推廣應用技術之一。
由於淺層地熱能是一種熱能蓄積體。所以它具有的一些特點如有限性、熱惰性及隱蔽性是與其他能源所不同的。因此，在設計、施工、應用管理方面具有其特殊性，所以需要專門的計算標準、設計方法、施工工藝、系統運營管理等方面開展的工作還不夠充分，需要各級政府主管部門及學會進行培訓及制定可操作性的技術規範、施工工藝及操作指南。事實已經證明，土壤源熱泵技術具有先進性、節能性及經濟性，如若加強彌補以上工作的不足，該技術的應用會得到更健康的發展。為國家的節能減排、建築科技發展提供強有力的支撐。（文/張子平）
作者簡介：張子平，博士，教授，河北工程大學城建學院院長，碩士研究生導師，河北省暖通學會副主任、河北省製冷學會副理事長、《地源熱泵》雜誌編委。
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