恒有源科技发展集团(微信号:HYYESSTD)专注于浅层地能作为建筑物供热的替代能源的科研、开发和推广。致力于原创技术的产业化发展,实现为建筑物无燃烧供热,大力发展地能热冷一体化新兴产业。
分散式浅层地能供暖是最佳选择
考虑到上述的南方冬季供暖原则,我们可以比较一 下各种可能的供暖方式。从能效比的角度看,浅层地能利用(地源热泵)的性能系数(COP)是最高的(图3)。也就是说:燃煤的性能系数(热效率)为0.6;燃油的性能系数为0.9;电的性能系数为1.0;空调机的性能系数平均为1.8,它在工作时依靠1kW的电耗、从空气中提取额外0.8kW的热;地源热泵的性能系数平均为3.5,它在工作时依靠1kW的电耗、从浅层地能(地下水、地表水或土地)中提取额外2.5kW的热。地源热泵比空调机(即空气源热泵)的性能系数强得多,这使浅层地能更节能。
西方发达国家的专家称浅层地能是适合于任何地方的地热能源(Curtis et al, 2005),又称其是最节能的单项技术。
与传统供暖方式的成本-效益比较
如果比较各种供暖方式的初投资,则设置浅层地能利用系统的成本最高。但若比较运行成本,则可以说地源热泵最便宜。试按100平方米的建筑以不同方式取暖作对比,如表2、表3所示。
我们用10年期做一个粗略匡算,这样是省略掉各不相同的折旧、报废更新和维修费用等杂项,可以看出运行成本的差异很大。从表2、表3的对比,可见电热油汀和电阻/石英管加热采暖方式实际上最耗电,而且供暖效果不佳,冷暖不均。家用空调机和地下水浅层地能(俗称水源热泵)花费相当,但普通家用空调机不适于气温在5°C以下的自然条件,现有改进的空气源热泵可以在低温运行,但COP值降低,耗电增加。地埋管浅层地能虽然10年中总花费中等,但这里至少说明了:浅层地能的初投资高是可以在今后运行中取得绩效的。还有浅层地能地板供暖的舒适度是所有采暖方式中最高的。
浅层地能还可兼做夏季制冷
浅层地能利用是一套设备、两个用途:它可以兼做冬季供暖和夏季制冷,就像家用空调机那样倒换一下供暖/制冷开关即可。浅层地能利用最初在北美、西欧国家的大发展就是得益于这个优点,使用户相对减轻了成本负担,原来的锅炉和空调两套设备现在用浅层地能可以一并解决了。因此,对于夏季制冷需求量更大的中国南方来说,浅层地能兼做夏季制冷不必另添新设备,这样更增加了其成本-效益的长处。
去年武汉市政府已提出了“冬暖夏凉工程”,提倡用浅层地能工程造福全市民众,不但使“长江三大火炉”之一的武汉可以安享夏季制冷的待遇,而且推广浅层地能制冷将比家用空调制冷给武汉节省大量电能;另外浅层地能还兼顾了冬季供暖,是南方城市解决冬季供暖方案的典范。(作者:中国能源研究会地热专业委员会郑克棪, 中国地质环境监测院 陈梓慧)
选自_《中国地能》