浅层地温能广州地区利用现状

一、国外地源热泵发展和利用概况

　“地源热泵”(GSHP)的名称最早出现在1912年瑞士的一份专利文献中，但当时由于能源价格低，地源热泵技术尚未成熟，且系统造价高，未得到广泛应用。

上世纪70年代初期，由于石油危机的出现和环境的恶化，引发了人们对新能源的开发和利用，这时，北欧国家的科技工作者开始了地源热泵的实际应用研究与开发。

上世纪80年代是地源热泵技术飞速发展的时期。这一时期，美国的热泵技术取得较大突破。欧洲国家以瑞士、瑞典和奥地利等国家大力推广地源热泵供暖和制冷技术，国家采取了相应的补贴和保护，使得地源热泵生产和使用范围迅速扩大。

上世纪80年代后期，地源热泵技术已经臻于成熟，更多的科学家致力于地下系统的研究，努力提高热吸收和热传导效率，同时越来越重视环境的影响问题。地源热泵生产呈现逐年上升趋势，瑞士和瑞典的年递增率超过10%。此期美国的地源热泵生产和推广速度很快，技术产生了飞跃性的发展，成为世界上地源热泵生产和使用的头号大国。

1998年美国商用建筑的地源热泵空调系统已经占到空调保有量的19%以上，其中在新建筑里面占30%，并以每年10%的速度递增。在欧洲，德国、法国以及北欧的一些国家应用较多，他们主要利用浅层地热能来供热或取暖。

二、国内地源热泵发展和利用概况

我国最早开展地源热泵研究的是天津大学、天津商学院、青岛建工学院等，初期的研究主要是关于系统性能方面的试验研究。同济大学、重庆建工学院、湖南大学，山东建筑工程大学等相继建立了水平埋管和竖直埋管换热器的地源热泵的实验装置，热泵技术的研究进人了一个新的发展阶段。1988年中科院广州能源研究所主办了“热泵在我国应用与发展问题专家研讨会”。1997年，中国科技部与美国能源部签署了《中美地热开发利用的合作协议书》，开始引进美国的热泵空调技术，为热泵技术的应用与发展奠定了工业基础。2000年山东建筑工程学院成立地源热泵研究所。

20世纪初，我国开始大范围对浅层地温能热泵空调技术进行工程示范，北京、山东的工程较多。至2005年，利用浅层地温能热泵空调供冷(供暖)的建筑已达1000万平方米，通过大量的工程实践证明，该技术已非常成熟及稳定，可以大量推广。同年，建筑部将地源热泵技术列为建筑业十项新技术，有关方面正在制定相关，推动地源热泵技术的普及和发展。经过工程示范及国家相关部门大力推广，该技术逐渐被普通大众所接受，我国的地源热泵机组在近几年开始大量应用于工程实践，据最新调查成果，应用浅层地温能进行供暖和制冷地源热泵项目在我国已经超过2500 个，建筑面积近8000 万m2。在北京、沈阳等已经形成规模化，北京市已达到1500 万m2，沈阳达到3400 万m2 ，河北省供暖面积达到920 万m2。总体上来看，浅层地温能利用主要集中在我国华北和东北南部地区，占全国的80％。

三、广东及广州地区浅层地温能开发利用现状

1、利用现状

地源热泵技术因其高效、节能、环保等优点，在全球范围被广泛普及应用。我国自2005年以来，在北方的北京、天津等地以惊人的发展速度应用于城市居民供暖等领域。由于广东的气候条件特殊，城镇居民不需集中供暖，国内的专家学者对热泵技术研究也多侧重于供暖方面，给广东人一个总体印象是该技术适用于北方，对以制冷为主的广东不太适用，至2010年底，全省仅有几个应用案例，其中以采用地下水源热泵或地表水源热泵为主，尚无利用地埋管地源热泵的案例。

由广东省地质技术工程咨询公司策划设计的于2009年建成的广东省边防总队教导大队地下水源热泵空调系统，就是广东首个利用岩溶地下水的热泵技术应用案例，该热泵为冷暖双工效的空调系统，供给面积共20975m2，另外可供1000人规模的生活热水，系统建成后已安全运行两年多，体现出良好节能效果。

广州亚运城热泵系统是采用地表水源热泵系统较为典型的应用案例，该系统共分3套，一套用湖水，另外两套用珠江水，该系统主要供应亚运城用热水，供冷面积近5万平方米，该系统的稳定性及节能效果均优于传统的空调，其应用效果的相关参数使用单位正在监测中。另外汕头、珠海、湛江、东莞市已有利用海水、山塘水的热泵空调成功案例，但影响力及规模均较小。

四、浅层地温能开发存在的主要问题

省内及广州地区浅层地温能开发尚处于摸索阶段，应用实例不多经验不足，在项目推广论证阶段发现大部分投资者存在观望的心态，难以形成规模。归结主要由以下问题：

1、南北差异问题

北方特征：

1)北方冬天必须供暖，集中供暖系统为建筑物不可缺少的功能，且供暖持续时间长，供暖面积稳定，分户计费容易。

2)由于地下水资源相对缺乏，第四系土层普遍厚度大于100m的地质条件特征，可以广泛采用地埋管地源热泵空调技术。

3)传统的供暖手段由于能源价格持续上涨和环境的恶化，激发了人们对浅层地温能这种新能源的开发和利用。

省内及广州特征：

1)认识不足：由于广东的气候条件特殊，城镇居民不需集中供暖，并且目前的应用实例多侧重于供暖方面，给广东人一个总体印象是该技术适用于北方，对以制冷为主的广东不太适用。

2)水文地质条件的：大部分地区的第四系地层厚度小于50m，且基岩赋水性不均衡，普遍采用地埋管地源热泵技术造价过高，经济上不划算，如果采用水源热泵技术，就受制于水源，基于这两个原因就造成了有水源(临江、湖等水体或地下水丰富)条件的项目由于认识问题未采用该技术，部分供冷集中且规模较大的项目(如酒店、大型公建等项目)想采用该技术又不一定具备水源的条件的整体局面。

3)由于供冷(或供暖)系统非建筑物必备部分，居民使用空调的持续时间及起始时间均不均衡，难以集中使用，存在分户计费难等问题。

而传统空调使用灵活，没有条件，一般项目难以激发人们使用热泵空调技术的热情。

２、缺乏引导、扶持

由于南北差异问题，广东及广州地区的浅层地温能利用尚处于摸索阶段，及社会普遍未认知热泵技术的应用，所以缺乏层面的大力宣传、引导及扶持

３、区域评价、勘察工作欠缺，缺乏明确的区域引导

五、浅层地温能开发过程中要注意的问题

１、加强前期主导作用

因为社会普遍持观望态度，这就需要主导，建起不同类型、不同规模的示范工程，通过示范工程体现应用的效果及效益，引导民众认知及使用浅层地温能这种新能源。

2、项目类型的推进顺序

根据本地区的特点，先对供冷时间稳定及规模较大的项目推进，例如：酒店及办公楼等大型商场、公用建筑、商用建筑；大学等使用人群素质相对较高，且有供冷、供热、热水要求的项目，该类项目可以最大程度的提高热泵使用率，发挥最大的效益。通过上述项目的推进及使用，积累热泵技术在本地区的使用经验，逐渐向居民区等项目推进。

3、提早建立浅层地温能开发利用管理、总体规划和监测体系

省内及广州地区浅层地温能开发尚处于摸索阶段，尚未建立相关体系，开发利用行政管理主体不明确，监督管理法规规范标准欠缺，税费缺乏法理和技术支撑，基础设施建设与其他基础设施缺乏规划协调。浅层地温能开发利用产业与技术发展缺乏长期和经费保障。通过开发利用管理、总体规划和监测体系的建立，统一管理，可以有效规范开发过程及提高使用率，提高经济效益及保护地质环境。

4、技术培训问题

在广东包括很多地质专家在内，对热泵技术还是很陌生的，不少人至今还片面认为热泵空调技术只能供温暖，广东不适用。因此对地质工作者进行热泵技术知识的补课培训，使其掌握热泵技术的各项特征参数及规律，提高相关理论水平，实现两个专业的无缝对接，这将对浅层地温能的开发利用水平起到重要的作用。